基于OpenGL和VC的树木三维可视化模拟实现

采用VC++6.0语言为开发平台,结合OpenGL开放式图形库,以红松为例,通过树木模型的构建、绘制,基本实现了静态单木可视化模拟,达到了较逼真的树木三维可视化效果。同时,运用纹理贴图技术,描绘真实感的树木生长的环境。试验证明,所述的原理方法可行,所实现的效果符合可视化的要求,能为林业经营规划系统的开发提供模块和技术支持。     

基于DEM和OpenGL的毕节示范区三维可视化

随着地理信息系统技术和计算机图形学的飞速发展,三维可视化成为当前国内外研究的热点。数字高程模型是地理信息系统的重要组成部分,是进行地形显示和分析的基础数据。本文以windows XP系统和Visual c++6.0为平台,基于DEM和遥感图像数据源,利用基本OpenGL函数编程技术开发了毕节示范区地形可视化实时显示、漫游平台,能进行预处理,实现光照、纹理映射等不同模式的三维地形可视化。     

基于迭代函数系统的三维树木静动态可视化研究

基于树木实测数据,转化为迭代函数系统的IFS码,用Matlab软件分别实现合轴分枝树木和单轴分枝树木三维静动态可视化模拟系统,用于城市和园林等的规划与设计.以槐树和松树分别作为合轴分枝树木和单轴分枝树木的代表,提取树高、分枝数、分枝仰角、方位角、枝长等重要信息进行数据统计分析;将父枝(一级枝)和子枝(二级枝)的枝长粗细比、方位角、仰角等参数进行分析推导,得到迭代函数系统的IFS码,并计算出每个仿射变换相应的概率;最后再用Matlab软件进行编程,对其形态进行三维可视化静动态模拟.试验过程中,通过调整并改变树木的IFS码及相应的概率,可以对树木进行旋转、平移和缩放变换,并且呈现树木的多种形态(枯萎、修剪等).研究的函数迭代系统方法在虚拟自然景观(山川、植物、云等)方面具有很广的应用,并且程序简单,仅通过对应的IFS码和对应的概率,即可在三维空间中再现不同自然景观的静动态.     

基于SketchUp与GIS的森林景观可视化实现

森林景观可视化是随着计算机软硬件、三维地理信息系统(GIS)产业发展以及森林经营管理需求而产生的一种新技术,可在景观设计、林业规划和森林防火等方面提供形象、直观的三维空间显示.以浙江省天目山国家级自然保护区为例,以AutoCAD精确绘制的二维数据为基础,利用GIS与SketchUp之间的SketchUpESRI插件把shape文件转成SketchUp可识别的.skp格式数据,再用Google SketchUp智能化软件快速批量处理GIS数据,最后将三维模型输出为Mulitpatch (*.mdb)格式的数据.在ArcScene中,将森林场景、小班线与三维地物模型进行叠加,实现漫游、查询、数据管理及空间分析,达到快速实现森林景观可视化的目的.该方法可批量处理大区域的三维建模数据.对森林景观可视化和森林旅游规划具有重要的参考价值.     

全站仪双边交会法测定树木三维坐标

林业调查中,林木遮挡不仅影响定位精度和工作效率,还会导致测量工作难以开展。全站仪自由设站法能有效解决林中通视条件差的制约。自由设站法有多种形式,由于林业调查精度要求相对较低,为了便于野外计算,双边交会法较为适宜。观测交会边长时,采用对边测量,能及时检测已测边长精度。直接解算仪器中心的三维坐标,无需对中和量测仪器高。实践表明,调查单元边长误差可小于5 cm,相对误差一般小于1/200,样地闭合差小于树木平均间距的1/2。图2表3参12     

基于随机分形的树木(枫树)可视化研究

为了更好地发挥森林效益,提高森林的管理效果,需要虚拟不同树木生长过程的形态,建立相应的可视化系统,从而寻找树木生长规律,用来指导实践。本文首先介绍了虚拟单棵树木的两种分形方法:L系统和迭代函数系统。在此基础上对其进行改进,考虑到气候、温度、阳光和风向等因素对树木生长形态的影响,在生成规则和仿射变换、树木初始角度、树木主干与枝干的夹角、树枝的粗细和长度等五个方面分别引入随机因子,用Matlab软件进行编程,实现了枫树不同形态的绘制。此方法可以推广到虚拟不同植物的形态等,在虚拟农业研究、虚拟场景、景观设计、动画制作等方面有广泛的应用。     

树木枝干点云数据的等值线提取

通过三维激光扫描技术得到的树木枝干点云数据,不仅数据量大,而且特征复杂,不适合采用传统的方法提取等值线。对此,首先把点云数据中树木的枝和干分为不同的部分,然后建立点云的分层模型,并分析点云在树高方向上的数据量分布。在高精度采样下,将分层点云作为等值线的采样数据,对每层数据中不同部分的树木枝干点云分别采用凸包算法进行连接,建立树木枝干的等值线模型。结果表明:在没有先验等值线知识和建立点云对象模型的条件下,利用迭代的凸包算法可以有效地对树木枝干离散点云数据进行连接,得到的等值线符合一般等值线的特点。最后通过实例验证了方法的适用性。图8表1参11     

基于分形L系统的树木建模方法研究

[目的]虚拟树木是场景可视化的重要组成部分。为建立真实感的树木模型,本文提出了基于分形L系统的树木可视化方法,建立包含枝干,分叉角度等信息的树木拓扑结构模型。[方法]首先根据现实生活中树木的结构解析出分形L系统的生产式和初始串,产生字符串,然后使用MATLAB软件根据字符串中的字符解释成几何图形,实现对树木的建模。[结果]使用该方法逼真地模拟了白杨树的拓扑结构,并且该方法具有一定的可移植性。[结论]使用MATLAB软件基于分形L系统的树木建模方法具有一定的应用性和推广性。     

水稻根系空间分布特性的三维建模及可视化研究

为明确水稻根系在土壤中的空间分布特性,应用"根箱法"进行试验,获取水稻根系坐标数据,分析根系生长随水稻生育进程的变化规律,采用植物模拟技术,建立了水稻根系三维形态模型,包括根节点初始位置的确定、根节点生长方向的确定、不定根位置的确定、不定根生长方向的确定等。根据水稻根系几何形态参数,采用Visual C++及Open GL标准图形库,对水稻根系的三维形态结构进行重构,使系统生成更加逼真的水稻根系图像。结果表明该模型对水稻根系形态结构动态生长具有较好的预测效果,同时也可为其他作物根系的可视化研究提供参考。     

基于DOL系统的树木三维可视化模型研究

对树木的形态进行三维模拟，以DOL为基本算法，运用VC和OpenGL将抽象算法三维可视化，从而得到形象逼真的立体树木形态模型，并且利用该模型计算出树木的叶面积指数和光斑密度。结果表明，运用DOL系统得到的模型具有一定的形态逼真性和运用价值，经扩充后还可用于植物理论生物学和实验观调生物学的仿真研究。     

基于X3D的虚拟植物建模与可视化研究

本文在阐述X3D虚拟现实技术的基础上,介绍并分析了基于X3D虚拟植物建模的关键技术和优势,进一步探讨了基于X3D虚拟现实技术植物建模的原理与方法,最后,针对国内外应用现状,提出了应用中出现的问题,并为未来的研究方向进行了展望。     

基于Smart3D无人机倾斜摄影三维建模方法研究

[目的]无人机倾斜摄影三维建模具有低成本、高效率和精度高等优点,成为实景三维建模的主流方法,进一步提高大范围实景三维建模效率和精细度,可为实景三维中国建设提供数据支撑和技术支持.[方法]文章以山东省泰安市岱岳经济开发区为研究区,借助哈瓦无人机获取倾斜摄影测量数据,通过Smart3D软件构建实景三维模型,并提出了针对研究...     

矢量数据三维可视化研究进展

矢量数据是地理信息系统中表示空间对象信息的一种重要数据结构.随着地形、影像等栅格数据可视化表达及融合技术的日益成熟以及多类型多分辨率数据量测获取技术的发展,矢量数据三维可视化作为恢复空间对象真实面貌的有效手段逐渐成为近年来新的研究热点.对大量文献进行归纳总结,将矢量数据三维可视化方法概括为三大类:纹理法、几何法以及阴影体算法,介绍了3种方法的基本概念、优缺点及应用现状,讨论了矢量三维可视化方法面临的关键问题,提出了今后重点发展及研究的方向:时空效率优化及高性能可视化表达,充分利用GPU硬件优势,构建基于球面模拟系统的多类型数据统一集成框架以及实现空间信息共享、计算和服务.     

基于移动式三维激光雷达的柑橘冠层结构信息的获取

基于移动式三维激光雷达,建立了一种柑橘冠层结构信息(树高、冠幅、分枝角度)的获取方法：1)利用移动式三维激光雷达获取柑橘三维点云数据;2)选定SOR滤波组合(k,α)分别为(100,0.9),(20,1.2),(100,0.9)对冠层残缺叶片点云和叶片边缘点云进行滤波处理;3)利用Mean shift算法求取植株点云中心结合采集点角度,完成点云初始匹准;4)运用ICP算法进行精准拼接并构建完整植株的三维模型,提取柑橘的株高、冠幅和枝干角度信息。验证结果表明,三维模型获取树高、冠幅、枝干角度的相对误差分别小于等于2.5%、小于等于4.5%、小于等于5.5%,判定系数R²大于0.97,均方根误差大于5.1。     

基于Visual Basic的OpenGL三维图形开发环境的构建及其应用

本文简要介绍了OpenGI。的工作原理和工作流程,在深入分析了VB环境中直接调用动态链接库中的函数、使用WaiteGL.OCX控件、使用Vbogl．tlb类型库的三种方法来调用OpenGL函数,得出使用．tlb类型库构建的三维图形环境速度快、运行稳定且功能强大。在类型库的基础上设计了三维图形绘制环境。文中给出了构建三维环境的具体步骤和方法,应用此环境得到了一些具体的生动实例。对于爱好三维图形的编程人员,在此环境中可以简单方便地实现图形的绘制。     

基于CesiumJS和Electron框架的三维可视化信息平台构建

介绍了CesiumJS三维地球可视化框架和Electron跨平台开发框架2种主流技术,通过工程项目的实际案例展示了二者综合应用场景并讨论二者结合的开发方法.通过案例相关核心功能的介绍,表明CesiumJS在空间数据可视化上具有丰富的功能和表现能力,利用Electron技术扩展了WebGIS应用对本地数据的支持,从而为构...     

基于MVS序列图像的油菜三维模型

为实现油菜作物模型的可视化研究,给油菜作物的数字化管理提供数据基础,以感染虫害的苗期油菜为研究对象,采用MVS序列图像技术,搭建MVS技术的序列图像采集平台。根据SFM和PMVS算法获得虫害油菜的稀疏点云数据和稠密点云数据,同时,探索序列图像数量对于特征点匹配的影响。对MVS序列图像技术获得的虫害油菜三维点云数据,采用滤波、精简、Alpha-Shape曲面重建等处理,得到虫害油菜的三维形态曲面模型。结果显示,使用图像数目多和8邻域匹配两者相结合的方法可以又快又好地匹配图像特征点;在获得合适的Alpha值情况下,Alpha-Shape算法可以真实形象地表现出虫害油菜的生长状态。     

基于角点移位的三维地质断层快速建模算法

基于体元结构的地层模型能够直观展示地质体内部特征,对基于体元结构的三维地质断层模型的可视化表达是当前研究的热点。针对三维地质断层模型可视化表达问题,提出了一种基于角点移位的断层快速建模算法。算法采用整体法思路,使用反距离加权插值算法,对地层进行无断层影响建模,再引入断层数据,判断断层剖切角点网格的剖切方式,设计计算模型计算断层线在不同层面的位置并搜索断层剖切的六面体元,计算剖切后六面体元的角点坐标,对断层剖切的六面体元的角点进行移位,从而实现对三维地质断层模型的可视化表达。试验结果证明,该算法稳定性好、效率高,对三维地质断层模型的刻画更为清晰;针对传统地层剖切算法造成体元结构不统一、体元数量变化的问题,基于角点移位的断层建模算法能够维持剖切前后地质模型中体元数量的不变性,保证体元数据结构的一致性,算法复杂度更低,提高了对三维地质模型的可视化表达能力。     

基于地基激光雷达数据的单株玉米三维建模

为探索地基激光雷达数据在植物真实三维建模上的应用,研究基于MeshLab软件的三维Alpha-Shape算法和移动立方体算法进行玉米植株三维真实模型的重建。三维Alpha-Shape算法基于离散激光雷达点云构建Delaunay三角网,通过Alpha值的设置判断各单纯形是否保留,完成玉米植株三维重建。移动立方体算法则通过查找每个体素与等值面相交的交面,所有交面连在一起即为所求的等值面。Alpha值分别设置为0.006 290、0.012 638、0.018 635,采用Alpha-Shape算法进行单株玉米三维重建,试验结果表明:当Alpha值设置较小时,对玉米叶片、茎秆等细节信息表达的比较精细,但许多叶片中间不连续;Alpha值设置较大时,对玉米植株细节信息表达不精细。基于移动立方体算法重建出的玉米植株曲面较为光滑,且孔洞较少,但重建结果不完整。