基于OpenGL的地形与单株林木的三维可视化研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sfeixxx
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随着GIS在各个领域的技术创新和发展,以其为核心的决策和管理平台在林业生产应用中也开始发挥起越来越重要的作用。从以往的研究中不难看出,数字林相一直是表现森林资源信息的主要手段,而相对于二维的数字林相,虚拟林相作为GIS、三维可视化与计算机图形学结合的产物,更为直观、生动地表达了研究区域的空间信息及属性信息,提供了人机交互的平台,并且通过算法的逐步简化和改进,可以更加高效地把握全局。  本论文将从实用角度出发,以帽儿山实验林场为例,结合计算机图形学有关原理,以VC++6.0为基础开发平台,结合OpenGL三维图形软件接口,建立起一个展示三维场景的程序框架,利用四叉树算法及LOD细节层次模型,将整个地形作为父节点逐级细分,以投影大小和聚焦度λS*cosa给出简化地形的评价标准,实现帽儿山林场地区的三维地形显示,对三维场景进行渲染和显示上的优化,对地形进行漫游和环境设置。  在虚拟林相的绘制中,本文以分形理论作为三维树木模型的创建基础,通过对多种实现方法的研究确定了以随机迭代函数系统(IFSP)为主要算法的分形树绘制,文中选用单轴分枝与轮生模式作为树木的分枝模式与叶序模式,并以此为依据在地形加载树木模型,程序为树木施加真实的叶片与树干纹理,使得模型可较好地模拟北方树种的一般形态,也让虚拟林相在三维显示上的更加丰富和生动。  在实际生产中,虚拟林相作为一种全新技术方式,在森林资源管理、造林优化等方面有着广阔的前景和应用。这种林业上三维展示与分析的手段,为林业生产和决策提供了直观和有力的依据。而虚拟林相中以分形模拟树木形态的方式,也大大提高了系统的工作效率,在程序中,分形树形态较强的可控制性使得虚拟林相大场景可以随着实际中不同的自然情况作出快速的更新与修改,增强了三维场景的灵活性与交互性。
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