樟子松人工林单木动态生长三维可视化模型的研究

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1、摘要树木生长过程的三维可视化模拟在林分的生长预测、森林的经营决策以及虚拟环境中的自然景物生成等方面都有着广泛的应用前景。本研究以不同年龄、不同密度及不同立地条件的樟子松(Pinussylvestris厶vat．mongolicaLitv．)入工林作为研究对象，基于9块标准地中46株标准木的树干解析、枝解析及节子剖析数据，结合树木生物学特性及生长规律对林木树高、胸径、枝条位置和数量、总着枝深度、方位角等历史数据进行了推演计算；采用线性和非线性回归方法建立了林木枝下高、枝条基径、枝长、弦长、着枝角度、叶量分布

2、、树皮厚度的预测模型，对树木的历史枝下高，历史枝条空间分布进行了推演。利用开发工具lqsualC斗+丘O结合OpenGL函数、视景管理系统OpenGVS、建模工具MultiGenCreator的扩展工具SDK四项工具软件，结合实测数据及所建立的单木生长预测模型，构建了樟子松人工林单木生长过程的三维可视化动态生长演示，并实现了树木三维可视化模型与树木数据的交互操作，在对树木三维可视化模型观察的过程中可以通过操作来获取相应位毳的实时树木属性数据。本研究为森林的经营管理、抚育间伐和森林培育提供了科学依据；在森林

3、景观规划与设计、森林的经营决策、林业课程教学等方面都很有实用价值；并为树木动态生长过程模型向广义方面的研究奠定了基础。关键词棒子松人工林单木三维可视化交互三维模型生长预测模型动态生长演示AbstractVisualsimulationofthree—dimensional(3D)Ueesgrowingprocesshasabrightapplicationprospect．Itcanbeusedinanticipationofstandgrowth,forestsmanagementand#arming，

4、naturalsceneimagesimulationandetc．nledatausedinthisstudycomefrom46sampletreesofthe9sampleplotsinMongolianpineplantationswithdifferentage，differentstanddensity,anddifferentstandstationbasedonstemanalysis，branchanalysisandknotanalysisdata．Withthesedata,biol

5、ogicalcharactersandgrowingpatternsoftrees，deductionsandcalculationswe∞madeonhistoricaldataoftreeheight．diameteroftrunk,branchlocationandnumber,depthintocrOwnandangleoflocation．Predictingmodelsofbranchheight，branchdiameter,branchlength,branchchordlength,an

6、gleoforigin,leafbiomassandthicknessoftreebarkweresetbyusingthelinearandnonlinearregressionmodels．Anddeductionsweremadeonhistoricalbranchheightsanddistributionsinthespace．Wimtheapplicationoffoursoftware，developmenttoolVisualC++6．D；OpenGLfunction；management

7、systeminvisualsimulationOpenGVS；modelingtoolSDKofMultiGenCreator,andtheobserveddataandgrowthpredictingmodels，thevisual3DdynamicdemonstrationsofsingletreegrowinginaMongolianScotsPineplantationsaredevelopedandmutualoperationsbetweenvisual3Dmodelanddataoftre

8、esarerealized．Correspondingdataoftreecharactercanbeobtainedthroughtheoperationinobservingthevisual3Dtreemodel．ThisStUdyprovidesscientificbasisforforestsmanagementandthinningandhaspracticalvalueinlandscapeplanningand