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。     

单木生长的视景仿真模型

采用文法构图法来建立树木形体的计算机模型.介绍了DOL-system文法规则与其表达的形态模式间的关系.指出了L-system在用于描述树木的形态结构和生长增值过程时的不足,本文对此做了较大的改进,并在此基础上提出一个新的文法即Tree-DOL文法,同时给出了由链语言(拓扑树)的产生,到树木的三维几何模型的建立等一系列算法,从而可以利用计算机对树木的形态结构及其生长变化过程进行视景仿真.     

树木枝干Delaunay三角网格构建技术

基于点云的树木建模技术是获取树木三维模型的一种重要方法。以三维激光扫描得到的树木枝干点云数据为数据源,将树木枝干点云数据分割成不同的部分,沿树高方向分层。利用凸包算法提取树木不同高度的点云等值线,在相邻等值线间使用三角网生长算法构建Delaunay三角网。合并树木不同部分的Delaunay三角网格,构建出树木枝干的Delaunay三角网模型。通过实例验证,运用此方法提取的树木枝干等值线模型符合一般等值线模型的特点,相邻2条等值线间不会产生边缘交叉问题;构建的树木枝干Delaunay三角网模型比使用普通软件建立的模型数据量大幅减小,而且模型效果更好。使用射线碰撞检测技术提取模型参数,与实际测量值对比误差在5%以内,满足林业测树要求。     

生长模型驱动的杉木林蓄积量动态可视化

树木的生长不仅受到自身遗传因素的影响而且还受外界环境条件的影响.以杉木为例,基于实测数据建立的蓄积量随林龄增长的生长模型以及影响林木生长的立地因子,以实现林分中的杉木林蓄积量可视化表达.在3D Max中构建了杉木三维形态几何模型,结合杉木生长模型与形态模型,采用AE+VB.NET编程,实现了基于ArcScene的杉木林...     

基于激光点云数据的树木枝叶分割和三维重建

针对目前树木点云三维重建方法仅仅实现树木三维形态结构的重建,而忽视了树木表面纹理和细节的问题,本研究提出了一种超体素分割和基于kd-tree纹理映射的贪婪投影三角化算法相结合的树木点云重建方法。首先根据点云的颜色、法线和空间距离等特征,利用体素云连通性分割算法生成超体素块;然后基于不同超体素块之间的凹凸关系,利用局部凸包连接算法对点云进行聚类分割,从而实现枝干和树叶点云分割;最后利用贪婪投影三角化算法分别对枝干和树叶点云进行三维重建,并基于点云RGB信息,利用kd-tree算法对枝干和树叶模型添加真实的纹理色彩。结果表明,树木点云重建方法能实现枝干表面和树叶等细节模型的构建,还原真实的树木形状结构和纹理色彩;通过对不同抽稀层次下的点云进行测试,发现核桃楸树木模型主要枝干结构得到了很好的保留,这说明建模算法对点密度的变化具有鲁棒性。     

集思宝G330手持全球定位系统接收机在林区单点定位的精度分析

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     

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     

木本植物三维可视化生长模型与林业生产

为了掌握木本植物三维可视化生长模型与林业生产的关系,通过广泛与特例相结合的比较研究,从3个方面选择其代表软件进行详细阐述,并对当前流行的相关软件进行了比较.三类代表软件包括描述树木生理功能的Green Lab软件、基于GIS的三维树木可视化软件以及以形态模拟为重点的商业软件.提出了树木三维可视化软件研究与林业生产结合的不足,并进一步提出该类可视化软件的林业生产意义及其发展方向.     

年轮分析在栓皮栎径向生长模型中的应用

通过群落调查和树木年轮分析,研究栓皮栎径向生长与影响因子的相关关系,运用逐步回归分析建立一系列树木径向生长模型,检验比较得到最优模型。研究结果表明：树木径向生长用树木的基半径大小、年龄、生境因子及其综合因子进行拟合,模型的拟合优度R^2为0．935,模型和回归系数显著性检验值均〈0．001,在预测组和检验组的残差检验中,预测精度分别为92．18％和92．54％。运用该模型,可重建过去和预估将来栓皮栎的生长量、估算活立木的年龄,从而研究种群结构和数量动态。     

基于OSG数字林分景观可视化技术研究

大规模林分场景建模和实时绘制对于模拟林分生长具有重要意义。本文定义了一个基于树龄分枝的树木表达模型,该模型可构建形态结构不规则、灵活的树木模型;在林分场景绘制中,提出了一种基于OSG大规模林分场景的实时绘制技术,利用存储在XML文件中真实的林分调查数据可以实时绘制三维林分场景。林分树木场景数据量大,为了提高场景渲染的效率,利用OSG场景图来组织和优化场景数据;在林分单元格的绘制中引入3D树木的LOD网格简化和PageLOD数据库分页机制实现大规模数据调度。实例证明,所绘制的大规模林分场景能满足用户的实时交互需求。      

玉米生长三维显示模型研究初探

动态显示玉米的生长、发育和产量形成过程,有利栽培管理。本研究主要目的是建立一个基于生长模拟模型的可视化系统,从而反映玉米生长、发育和产量形成的实时动态。有关玉米生长、发育和产量形成的基本算法与品种、环境和生产水平密切相关,其主要来自于现有文献和研究数据。基于生长模型的逐日输出,耦合玉米种子、根、茎、叶和穗等的形态建成和生长规则,从而建立了玉米形态变化的数学模型。通过计算机图形学、Visual C 和OpenGL,本文建立了基于生长模拟模型和三维动画技术的玉米可视化模型系统,其能基本反映玉米生长、发育和产量形成规律,并具有结构简单、界面友好和图像真实等优点。     

三维激光扫描成像系统在森林计测中的应用

该文介绍了三维激光扫描成像系统的组成、工作原理、仪器的性能指标及软件功能.通过在甘肃省小陇山林业局的试验,总结了三维激光扫描成像系统进行精准测树的流程、内业数据处理方法、提取各种测树因子的方法、测量立木材积以及树冠体积的方法.结果表明:使用三维激光扫描成像系统可以获取树木的立体模型,得到某些传统方法难以获得的数据,如树冠体积、表面积等,并且可以随意重复量测;通过扫描获得的树木材积可以替代传统的区分求积方法,建立材积表不再需要大量伐树;使用立木扫描模型解决了树冠测量的难题.因此,将三维激光扫描成像系统作为精准测树工具,是一种切实可行的方法.     

蓝莓植株形态研究与虚拟模型建立

根据在蓝莓种植基地进行实际的观测,对蓝莓植株的形态结构进行分析和建模,根据虚拟植物理论,以L系统为依据,研究蓝莓生长形态,使用三维建模软件ProE建模,以VRML和OpenGL虚拟现实技术为手段,依据蓝莓树体结构特征,建立并实现蓝莓树枝干模型,实现蓝莓模型的可视化仿真。     

基于三维激光扫描成像系统的树冠生物量研究

林业中对树冠进行准确量测一直都难以实现,对树冠体积、表面积的估测也多是将树冠近似为规则几何体,所得到的数据偏差较大,使与树冠相关的一些研究受到限制.该文将三维激光扫描成像系统运用于立木测量,建立立木三维模型,通过对模型进行量测获取包括树冠体积、表面积等各种测树因子.以此为基础,运用非线性回归方法建立树冠体积、表面积回归方程,相关系数都在0.95左右.利用树冠体积、表面积回归模型,可以用传统林业调查数据推算树冠的体积表面积,可以使与树冠相关的估测、研究得到较好的结果.同时该文将树冠因子引入生物量模型,建立包含树冠体积、表面积的生物量模型,获得了较传统CAR模型更好的效果,可作为生物量估测的基本模型.     

基于Unity3D的电动机虚拟仿真展示平台设计

针对电动机产品在销售展示、使用培训、工作原理学习等方面的需求,基于Unity3D游戏开发引擎,设计并实现了电动机虚拟仿真展示Web平台,对电动机的结构、拆装和工作原理进行在线展示。该平台使用C#脚本语言开发交互程序,通过HTML树形结构与Unity3D虚拟环境的交互实现了虚拟场景中模型的加载和零部件的显示隐藏,其交互性强,动态展示效果好。     

小麦高分子量谷蛋白亚基近等基因系的研究

以安农8455为母本,Pan555为父本组合杂交,并采用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS PAGE)对安农8455/Pan555的620粒F2籽粒的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW GS)进行了测定,结果表明:F2籽粒中共出现了15种带型组合,可稳定出多对近等基因系;Glu A1a与Glu A1c分离比为1∶1;Glu B1b与Glu B1c分离比为9∶7;Glu D1d与Glu D1i分离比为1∶1;Glu B1b与或Glu B1c的不完全表达率为4 0%。     

三维激光扫描系统在立木材积测定中的应用

该文提出了一种测定疏林立木材积的新方法,即利用三维激光扫描系统测量立木材积并建立材积表.采用该方法在标准地内按径阶对立木进行三维扫描,可以获取基本测树因子(包括立木的胸径、树高、冠幅)和三维立木模型,由Cyclone扫描软件可以计算立木材积.由扫描获取的立木胸径和树高能够回归建立二元立木材积方程.为检验扫描获取的基本测树因子的精度以及材积方程的适用程度,将扫描后的立木伐倒,并采用区分求积法实测材积.对比扫描数据和实测数据,扫描获取的基本测树因子和扫描材积均满足精度要求,说明这种新方法能够用于森林资源调查和建立立木材积表.     

基于点云数据的火龙果三维交互系统的设计与开发

为虚拟植物形态结构模型的构建及建立植物形态结构与生长机理的关系提供关键技术和基础框架。基于点云数据和3DS MAX 2012器官精确三维形态建模方法,构建不同生育期火龙果地上部三维形态模型,最终实现火龙果三维交互系统的设计与开发。该系统对于构建其他作物器官的三维模型具有指导意义。     

CNG三维仿真培训系统的研究与应用

CNG加气站的生产系统工艺流程复杂,误操作后果严重。采用三维虚拟现实仿真与CNG加气站安全培训相结合的方式,实现了利用CNG三维仿真培训系统提高培训效率的目标。详细介绍了该仿真系统的组成、3DSMax软件建模方式、设备模型及其原理和流程,该仿真系统可用于CNG理论及工艺流程的教学,确保新入职员工快速高效地进行岗前培训工作,为CNG加气站安全运行提供一定的技术保障。研究结果表明：集先进性、实用性、科学性于一体的CNG三维仿真培训系统在课堂教学与员工培训中的应用,极大地提高了课堂理论教学和实践培训效能,该系统可以进行批量培训,不受实训场地和资金的限制,具有较好的经济性,是一种提高人员技能水平的有效培训方式。（图6,参10）。