基于GML的多源异构空间数据集成框架研究

基于GML的多源异构空间数据集成将GML技术与空间数据集成技术相结合,能解决网络环境下地理信息资源相互不兼容的瓶颈问题,有效的实现数据的互操作.本文在分析GML数据格式特征的基础上,基于J2EE网络环境提出一个基于GML的多源异构空间数据应用集成框架.重点介绍了E00格式的空间数据规格定义以及向GML格式转换处理过程,并以福建省主要公路数据集为样本数据验证了集成结果.结果表明,采用GML作为多源异构数据集成的描述格式,可在数据层上有效地实现空间数据的集成和互操作.     

基于组合型L-系统的单树建模工具的设计与实现

该文依据植物形态学和树木生长过程的生理生态学原理,提出由器官尺度上升单树尺度的L-系统文法规则组合拼接方法,该方法有利于L-系统树木形态和生长规则的重用,实现对树木形态拓扑结构的本真还原和科学模拟。该文设计了基于L-系统的单树建模工具软件的功能体系结构,并在VC++开发环境下采用OpenGL图形标准、VRML虚拟现实建模语言开发完成了单树建模工具软件-LSTree。LSTree具有模型输入输出、树木三维可视化、生长过程模拟等业务功能,以及良好的人机交互性能和灵活、科学的单树模型组织管理方式。该软件可用于精准农业,以及植物学和生态学方面的教研、宣教等专业研究与应用。     

基于无人机影像匹配点云的苗圃单木冠层三维分割

近年来较多的树冠提取算法以激光雷达数据为基础,然而激光点云数据量大、冗余多而且采集成本高。本文基于无人机影像匹配点云提取单木树冠轮廓,研究一种成本可控、能够补充甚至部分替代激光雷达的小范围森林制图方案。以福建省三明市某林场内苗圃地作为研究对象,在稠密的无人机影像匹配点云中截取2个25 m×25 m的样地作为测试样本。预处理后,首先构建植被冠层高度模型,以局部最大值法探测树冠位置并标记为种子点;从这些种子点形成的初始区域开始生长,迭代计算直到全部的影像匹配点云归并完毕;最后,将算法提取的树冠轮廓导入Arc GIS中获取树冠轮廓矢量边界,并与手绘参考树冠叠加,利用F测度实现精度的评定。依此方案,在2个林分范围内的树冠提取F测度均达到了89%以上,单木冠幅提取的误差在0.14 m以内。结果表明,该方案简单有效、精度可靠,适用于小范围、高精度的植被制图。     

基于L-系统规则组合机制的植物建模新方法

L-系统是基于植物学规则进行树木建模的经典方法之一,已被广泛地应用于虚拟植物生成与应用中,但在实际建模中还存在规则提取难,建模周期长等问题。针对这个问题提出了L-系统规则组合的建模新方法,该方法利于树木形态及生长规则的复用,从构建基本的分枝结构、叶序、花序和果实等器官不同造型库出发,并结合相关的植物形态学、植物生理生态学知识和野外实测的树木形态因子数据,进行器官模型组合,最终形成树木三维几何模型。最后以龙眼树等为建模实例,基于该方法快速实现了三维建模,取得了较好的效果。目前该方法较适于构建具有复杂器官的高大乔木,还不足以模拟所有的植物,通过介绍该方法,希望在一定程度上降低L-系统建模的难度,达到快速建模的目的。     

利用RS和GIS的森林蓄积量偏最小二乘估测研究

在运用RS、GIS可提取的因子为自变量的森林蓄积量遥感估测中 ,本文提出运用偏最小二乘 (PLS)估计的数学模型。它能使蓄积量估测模型的稳健性增强 ,能够很好地克服传统的基于最小二乘 (OLS)估计建立起来的模型无法真正克服样地少、各自变量之间相关性强及对蓄积量的解释性不强等问题 ,并应用于福建漳浦地区。结果表明 :该方法有较高的预报精度 ,同时可大大降低成本。     

全球定位系统(GPS)的林区作业方案研究

全球定位系统(GPS)在林业中已经得到了广泛的应用,但如何确定切实可行的作业方案还有待研究。在福建永安市进行的GPS测量试验,分别针对林区地物进行了不同方式的测量,对其测量精度进行了比较和评价。提出了一种差分测量中测量区缺少基站点的解决方法,对不同的林业作业采用的GPS测量方案进行了探讨。     

基于形态结构特征的马尾松几何建模研究

以马尾松生长发育的观测数据为依据,提出基于马尾松形态结构特征的交互式几何建模方法,模拟马尾松不同生长发育时期的几何模型.试验证明:这种基于形态结构特征的几何建模技术对模拟和表现马尾松取得了良好的效果.     

虚拟树木风中运动可视化模拟

根据树木在风中运动仿真的思路和方法,引入随机因子的过程函数模拟风场脉动特性;采用悬臂梁作为树枝材料力学分析的基本物理单元,并根据风工程理论和梁单元理论计算枝段在风力下的变形;采用力传递和运动合成求解整棵树木的枝干在风中的运动。最后设计了风对树木影响模拟软件功能模块,并将其集成于参数化单树建模原型系统。以毛竹为例,模拟了在不同风速条件下不同弹性模量的树木在风中形态变形,仿真结果从视觉效果上符合现实情况。     

虚拟地理环境下的林分生长可视化研究

森林生长规律的可视化表达对于森林经营决策以及改善人类生存环境质量都有着重要的意义．虚拟地理环境为在三维场景中模拟林分的生长过程提供了新的平台．首先介绍了林分生长模型国内外的研究现状,指出当前林分生长规律研究中存在的不足：无法三维动态地表示林分的生长过程,然后讨论了虚拟地理环境和林分生长模型的关系．提出了一种基于数据库的虚拟森林环境构造方法,并在这个环境中模拟了林分的生长过程．林分的生长模拟从林分的初植期开始,用Weibull分布获得林木的直径分布、树高分布和位置信息,然后根据林分枯死模型,模拟林分密度的自然稀疏过程,并计算剩余林木的生长参数(胸径、树高、冠幅等),利用树木三维模型形成不同时段的林分景观．     

Delaunay三角网的交互编辑算法设计与实现

本文在基于四叉树分块构建Delaunay三角网的基础上,设计与实现了面向大地形编辑的以四叉树为空间索引的三角网交互实时编辑系列算法,其中包括约束点的加入、约束线的加入以及共点三角形的快速查找算法.以上算法的设计与实现是地形编辑的基础算法,算法的执行效率对以地形为代表的三维实体的实时编辑以及相关地物模型的拟合具有重要意义.