人工林地形与树木融合的高效建模

针对南方人工林地貌特征和林分生长特性,以实例为研究对象,对大规模林地地形与树木融合的高效建模方法进行研究。建模算法基于地形表面离散点数据,按规划的网格点进行区域高程值覆盖与替代,对没有覆盖到的区域用扫描算法进行高程值补孔,然后利用二次高斯模板对网格高程数据平滑处理,得到林地形模型。借助Unity3D二次开发技术导入地形模型和构建的树木模型数据,实现林地树木模型的有机融合,构建林分场景。结果表明:本研究的算法和融合方法提高了林地和树木的综合建模效率,打通了从基础人工林数据到Unity3D呈现大规模人工林真实感模型的各个环节,并能在普通PC机实现模型的流畅动态模拟,为大规模人工林的高效率真实感建模提供了一种有效途径。     

林火扑救虚拟演练系统的若干关键技术探讨

探讨建立林火扑救虚拟演练系统的几个关键技术问题,包括系统总体结构、基于真实数据的大规模林区地形建模与调度技术、基于粒子系统的烟火效果建模与绘制技术和演练管理技术。     

地形起伏对陆地卫星的NDVI影响研究

NDVI是表征植被叶面积密度的重要遥感指数,是估测植被盖度、林分郁闭度、生物量及碳储量、植被生长状况和作物产量的重要参数。相关研究表明地形起伏对光谱数据有较大的影响,但其对NDVI的影响特征值得进一步研究。针对以上问题,选用C校正模型对Landsat数据进行地形校正,消除了地形起伏对光谱数据的影响,并对比和分析了地形校正及未经地形校正提取的NDVI。结果表明:地形校正前后图像总体的NDVI有显著性差异,其中较小坡度植被区域无显著性差异,较大坡度植被区域存在显著性差异;阴坡整体的NDVI有变大趋势、阳坡略微减少,半阴半阳坡无明显变化;农地在不同坡向下无显著差异且整体变化不明显,针叶林、阔叶林在阴坡和阳坡上的NDVI变化幅度大于半阴半阳坡。地形校正对NDVI估测值存在着一定影响,从而进一步影响着基于NDVI参量的各种遥感估算结果,故消除地形起伏对光谱的影响,可以提高定量遥感估测精度。     

基于高分二号遥感数据的森林自然度等级划分

以地面样点为基础的森林自然度评价方法很难获得区域范围森林自然度等级,针对该问题,提出了利用高分遥感卫星影像数据,划分区域范围森林自然度等级的方法。以湖北竹山县九华山林场为试验区域,在选取研究区典型样地的基础上,结合高分二号(GF-2)遥感影像数据的特点,从GF-2影像上提取遥感光谱、纹理等特征并结合地形特征,采用随机森林算法在大尺度范围对九华山林场森林自然度等级进行分类研究。结果发现:以GF-2数据为基础提取的植被指数、光谱、纹理等特征与地形特征结合,采用随机森林算法可较好地划分森林自然度等级,总体分类精度高达93.97%,Kappa系数为0.91。对森林自然度等级影响最重要的6个特征因子为高程、坡向、坡度、纹理均值、光谱主成分变化分量和归一化植被指数(NDVI)。结果表明,基于遥感影像提取的特征和地形特征结合进行森林自然度等级划分的研究方法具有可行性,为大面积区域的森林自然度等级划分奠定基础。     

林区生态环境监测的无线传感器网络数据融合技术研究

针对林区生态环境监测系统中的数据高冗余度,提出一种基于LEACH路由协议的无线传感器网络(WSN)数据融合算法。通过林区高密度的反馈数据,验证该算法提高了数据融合的高效性,该算法针对周期性的信息反馈的无线传感器网络特别适用。因为林区的一些生态数据的监测只是周期性的去采集处理,所以该算法适用于林区的高数据周期性的数据采集、融合和处理。     

基于起伏地形的果园仿真环境搭建与SLAM算法测试

针对目前仿真果园环境研究不考虑地形起伏的问题,基于二维正态分布函数生成具有起伏特征的地面模型,并搭建果园仿真环境测试基于2D激光雷达的同步定位与建图(simultaneous localization and mapping, SLAM)算法的性能。通过控制土地模型的起伏变化程度、最大高低落差以及突起分布密度等参数生成不同地形特征的土地;通过2D激光雷达、里程计等传感器获取移动机器人在果园仿真模型中的观测数据;通过可视化SLAM定位偏差及SLAM建图效果评价4种经典2D激光SLAM算法(Hector SLAM,GMapping, Karto SLAM,Cartographer)在具有不同地形的果园环境中的性能。实验结果表明：在果园环境中,随着土地起伏变化程度及最大高低落差的增加,2D激光SLAM算法的定位性能与建图性能将会降低;Hector SLAM能够提供更精准的定位结果,但是建图鲁棒性较差;GMapping能够获得更准确的环境地图,但是定位鲁棒性较差;Cartographer的定位及建图的鲁棒性均较为良好,但会出现少量偏差;Karto SLAM相较于其他算法,在果园环境中不具备优势...     

基于透视投影原理的瓦片LOD算法的研究与实现

针对目前大规模三维地形虚拟场景的实时切换和漫游需求,阐述LOD算法的技术原理、关键技术点、主要指标,分析业界流行的开源引擎NASA WorldWind三维地球软件的瓦片LOD算法,提出了一个基于透视投影原理的三维地球瓦片LOD优化数学模型。基于这个数学模型,针对特定场景提出了优化方案。实验证明,此方案能明显提高三维地球分级瓦片的调度性能,解决网络环境下三维场景快速展示的需求。     

一种基于插值图像的三维超声体数据空隙填补方法

本文研究了传统PNN（Pixel—Nearest—Neighbor）重建方法的优缺点，并提出了一种基于插值图像的自适应PNN改进型算法。实验结果表明，本文提出的算法在帧间空隙较大的情况下重建体数据比传统PNN＋空隙填补法更为平滑，且能确保不产生空隙。算法速度方面也完全可以胜任一般的实时重建预览的需要，可以作为一种现有PNN方法的增强算法用于实时三维超声重建当中。     

基于关系型数据库的地理数据模型在NRIMS开发中的应用

论述关系型数据库存的层次结构和对偶结构,认为在传统的GIS系统中,空间及属性数据的管理应用模式在大规模、多层次的项目数据管理中的采集、管理、应用等脱节,数据的更新和维护困难.为此,在开发自然保护区信息管理系统时,建立了基于关系型数据库的地理数据模型.并对其构成、地理数据与属性数据的逻辑组织、一体化作了论述.     

基于Cesium的三维智慧光伏运维一体化平台建设

目前单一的实景建模技术和二维GIS技术往往无法满足智慧光伏场站这种复杂场景的建模需要,同时这种大范围、设备数量庞大的场景对地图加载引擎也是巨大的考验。详尽地分析了如何运用基于Cesium的三维地理信息平台来推动智慧光伏场站管理的科技创新与效率。重点讨论了Cesium在大规模数据支持与三维场景展示方面的优势,深入分析了处理海量模型的数据组织方法,包括自适应四叉树与场景图概念及其组织管理方式。同时,探索了基于屏幕空间误差和多线程动态调度的算法以实现高效率的数据载入和三维场景绘制。结果表明：基于Cesium的三维智慧光伏运维一体化平台的建设能够实现光伏场站的精细化建模,对于场站的可视化和智能化管理有明显促进作用,能够满足智慧光伏场站的业务需求。     

复杂山地森林固定大样地测设方法

简述了森林固定大样地测设基本要求;以南方地形复杂、森林茂密、通视性差的山地为例,从坐标原点确定、建立闭合导线和全站仪放样等方面介绍了复杂山地森林固定大样地闭合导线测设方法。     

高分辨率遥感图像与DEM结合的三维地形可视化

利用遥感和地理信息系统软件AcrGIS、ViewGIS、ERDAS实现了实验区高分辨率遥感图和DEM相结合的三维地形可视化.在技术运用方面,综合了目前对三维可视化研究的主要技术路线,完成了实验区范围内的地形、地貌等的表达、模拟和呈现.     

基于DEM的2种提取地形特征线算法对比研究

以云南省昭通市昭阳区1∶5万的DEM规则数据作为数据源,分别利用平面曲率与坡形组合提取法(基于平面曲率、坡向变率)、地形地表几何形态分析和流水物理模拟结合分析法提取其地形特征线(山脊线、山谷线),并根据提取效果选取研究区的西北区作为效果比对样区.对3个提取效果进行对比后发现:①分级阈值的合理判定是正确提取地形特征线的关键;②基于地形地表几何形态分析和流水物理模拟结合分析法提取的地形特征线效果最佳,而基于平面曲率、坡向变率提取的地形特征线效果各有优缺.     

基于GF-2号影像的森林优势树种分类

利用遥感数据开展森林资源优势树种的分类对森林资源的监测、森林可持续经营及生物多样性研究具有重要意义。研究针对复杂地形区域的破碎化森林,采用高分二号(GF-2)的多光谱影像作为基础数据进行森林优势树种的精细分类。本文以地形复杂、森林破碎化的湖北省竹山县九华山林场为研究对象,采用面向对象分类方法对树种进行精细分类,比较支持向量法、最近邻法(KNN)和随机森林(RF)三种不同分类算法的分类效果。在尺度阈值为30、合并阈值为95时分割的基础上,利用SVM、KNN和RF分类结果和分类精度差异较大。分类精度最高的是SVM分类方法,总体精度为68.52%,Kappa系数为0.62;其次为随机森林分类法,总体精度为60.29%,Kappa系数为0.54;KNN分类方法精度最低,总体精度为59.41%,Kappa系数为0.53。GF-2号数据能满足树种分类基本需求,在复杂地形和景观破碎化地区用支持向量机进行树种的分类精度更高,但仍存在一定的局限性。     

Monitoring of vegetation coverage based on high-resolution images

Measurement of vegetation coverage on a small scale is the foundation for the monitoring of changes in vegetation cover-age and of the inversion model of monitoring vegetation coverage on a large scale by remote sensing. Using the object-oriented ana-lytical software, Definiens Professional 5, a new method for calculating vegetation coverage based on high-resolution images (aerial photographs or near-surface photography) is proposed. Our research supplies references to remote sensing measurements of vegeta-tion coverage on a small scale and accurate fundamental data for the inversion model of vegetation coverage on a large and interme-diate scale to improve the accuracy of remote sensing monitoring of changes in vegetation coverage.     

An approach to determining forest areas with recreational potential: The case of forest areas around main transportation roads in the Maçka Region of Trabzon,Turkey

It is most important to determine areas with recreation potential that can permit sustainable use of forest resources and also meet recreational uses. Under the method described in this study, using the Geographic Information System (GIS), a spatial suitability model for recreational use was combined with a recreational priority perceptual suitability model that depends on principal component analysis (PCA) and is based on the perceptions of both recreational users and experts. Using principal component analysis, five priority components explaining 69.371% of the total variance were identified out of 12 perceptual suitability components. These components are scenic beauty, accessibility, the surface of the landscape, tree type, and forest stand condition. The recreation terrain suitability value of an area with recreational potential was assessed with the assistance of these five priority components. This enabled us to generate a recreation terrain suitability value equation and a recreation terrain suitability value scale for a potential recreation area. This applicability of this approach was demonstrated in the identification of potential recreation areas in Trabzon, Turkey.     

我国森林生态系统枯落物现存量研究进展

在参考大量相关文献的基础上,对我国森林生态系统枯落物现存量研究进展进行了归纳总结。我国枯落物现存量的研究主要集中在亚热带和温带,热带相对较少;枯落物现存量的研究主要采用收获法,但取样样方的布设、面积、数量及取样时间等尚没有统一的规定;在大区域尺度上,气候是影响森林枯落物现存量变化的主导因子,不同气候带森林枯落物现存量的大小顺序为温带>亚热带>热带;森林枯落物现存量还受林分起源、群落组成和结构、群落发育阶段、土壤、地形条件及干扰的影响。文中还针对全球变化背景下我国森林枯落物现存量研究中存在的问题及今后的研究方向进行了探讨。     

基于ArcGlobe的三维地形可视化在森林公园设计中的应用

ArcGlobe是基于全球视野下的三维可视化场景展示平台,广泛应用于涉及地形、地貌等自然地理要素的各种工程规划和设计中,应用卫星遥感数据、数字高程模型(DEM)叠加形成的三维场景,可逼真地显示出地形地貌景观。文章主要介绍了基于ArcGlobe的三维地形可视化在森林公园设计中的应用,并以五台山森林公园为例,论述了应用数据的选择、可视化场景的制作以及森林公园三维景观效果图的特点和制作过程。     

数字高程模型及其在森林资源调查中的应用

在森林资源调查中，传统的方法是作业员在野外实地观测或估计坡度，坡向，坡位及勾绘谷脊线等地形因子，这种方法，野外工作繁重，无法快速，科学，准确地调查大区域的地形因子，近年来，由于森林资源调查领域研究的深入及计算机软硬件技术的进一步发展，利用电子地图来生成数字高程模型（Digital Elevation Model)，再由DEM自动提取地形因子，进而进行相关的空间分析的应用越来越多，整个过程主要由计算机进行处理，人工干预少，效率高，本文就此做一些初步的探讨。     

基于移动最小二乘法的点云叶面三维重建

利用地面激光扫描仪获取户外树木的大量点云数据,从中截取树叶点云数据并以此进行曲面拟合,构建树叶真实的三维模型。主要针对空间散乱点云数据的曲面拟合方法进行研究,并利用Delaunay三角剖分构建树叶三维模型。在移动最小二乘法的二维曲面拟合方法基础上,针对空间散乱点云数据,提出了新的曲面拟合方法。通过移动最小二乘法对点云数据曲面拟合,得到了理想的效果后再利用三角剖分重建叶面三维模型。