人工林林分交互式经营可视化模拟技术研究

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1、中国肄考斜学坼宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名指导小组成员申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期李永亮鞠洪波研究员张怀清研究员刘闽高级工程师博士森林经理学计算机应用2014年6月◎中国·北京DissertationfortheDegreeCandidate：YongliangLiSupervisor：HongboJuAssociateSupervisor：HuaiqingZhangMinLiuAcademicDegreeAppliedfor：DoctorSpeciality：ForestManagementDateofDef

2、elice：Degree--Conferring--Institution：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：槲R期．Ⅻ睁歹月刁目学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中

3、国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：p叶年石月刁日学位论文作者毕业联系方式工作单位：联系电话：电子邮件：通讯地址、邮编：导师签名：劫，怔年6月．窀舻夕日摘要提高林业信息化管理水平服务现代林业建设，是当今林业科学研究与管理实践领域面临的重要工作。分析研究森林生长变化、森林结构特征以及森林经营

4、措施，对于最大限度地发挥森林多种效益意义重大。以森林经理学理论为指导，适应现代林业建设需求，将可视化模拟技术应用到森林经营管理当中，以期利用可视模式提高森林生长模拟精度、增强对森林结构的理解和认识以及提升森林经营决策能力。由此，可为解决现代森林经营中面临的问题、实现森林信息化高效经营提供新方法，进而提高林业信息化管理水平。本研究将林分经营理论及实践与计算机可视化模拟技术相结合，提出了人工林林分交互式经营可视化模拟技术，并研发了面向经营者的可用定量化方法实现林分经营目标的人工林林分交互式经营可视化模拟系统，以期为经营者能够实时掌握林

5、分动态变化，实现林分实时监管提供技术支持。试验数据(3块杉木人工林样地，l块杉木马尾松人工林样地)全部来自于湖南攸县黄丰桥国有林场，所做的主要工作和取得的成果有以下几个方面：(1)自定义生长模型参数下的林分生长可视化模拟方法首先，构建常用的含有未知参数的模型库，封装模型变量计算方法；其次，在构建图形化林分生长活动的基础上，结合参数自定义接口实现了模型的存储；最后，提出了模型的读取与解析方法，并将其与林分生长可视化模拟方法相结合，为后续开展林分生长可视化模拟提供了基础。此种方法将估算模型从程序代码中解放出来，支持经营者人机交互式定义

6、模型参数，为经营者自定义适用于当地林分生长规律的数学估算模型提供了技术支持，保证了模型的估计精度，为提高林分生长可视化模拟精度提供了新思路。(2)林分生长、林分结构与林分经营交互过程可视化模拟技术首先，结合林分经营实践，参照经营措施技术指标确定方法，在提出7个采伐木决策因子的前提下，利用WF技术创建了21个图形化相关活动(6个经营措施活动：人工整枝、抚育间伐、择伐、渐伐、皆伐和更新采伐，1个林分生长活动，1个林分结构分析活动，7个采伐木决策因子活动和6个其他相关活动)，并由此构建了经营措施条件判断可视化模型与3类采伐木决策可视化模

7、型；其次，通过定义工作流运行时引擎与自定义活动跟踪服务，实现了林分生长、林分结构与林分经营交互过程可视化模拟流程的解析与流转；最后，利用GDI+与MOGRE技术，以2维3维图形图像的方式对经营前后的林分状况进行了可视化模拟。以杉木人工林生长伐为例，开展模拟试验。结果显示：在面向经营者的可视化工作流设计器中，此种方法支持经营者利用拖拽、定义的方法构建林分生长、林分结构与林分经营交互过程流程模型，可对此交互过程进行可视化模拟。(3)林分交互式经营措施方法决策可视化模拟技术归纳林分经营目标，选择方法决策准则(采伐量、郁闭度、平均胸径、混

8、交度等)，并将其封装为经营措施方法决策活动的属性，以此构建林分交互式经营措施方法决策活动。分析经营措施方法决策活动执行过程，建立了林分交互式经营措施方法决策模型并实现了可视化模拟。以杉木人工林生长伐方法决策为例，开展了择优试验。结果表明：此种方法可