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基于GIS的森林可视化与空间结构分析技术研究

章雪莲  
【摘要】: 利用计算机技术可视化恢复与重建森林,并获取森林空间结构信息是森林经营者在进行森林经营决策时所期望的技术和方法。这样,森林经营者不仅可以直观再现所经营的森林,而且还可以了解该森林的空间结构信息,这两方面信息对森林经营决策是至关重要的。但长期以来,由于森林结构十分复杂、形态各异,导致森林可视化和森林空间结构分析一直是研究的难题。随着“数字林业”和“精准林业”的发展,以及信息技术的不断进步,为人们用计算机处理海量森林空间数据,实现森林可视化和空间结构分析提供了可能,该领域研究的需求也呈日益增长趋势,研究的目的是借助计算机恢复与重建森林,并分析森林空间结构,为调控森林空间结构和功能关系提供技术支持和理论依据。然而,目前的森林可视化与空间结构研究是相对独立进行的,表现在:一方面,森林可视化研究侧重于如何逼真地实现森林的三维虚拟显示,但很少引入基于树木坐标的空间结构指数进行空间结构分析,因此只可见森林,不知其空间结构特征,对森林经营辅助决策意义不大;另一方面,空间结构研究侧重于描述森林的空间结构状况或进行不同指数的比较,缺乏给森林经营者提供直观的信息。为克服研究中存在的上述问题,本研究提出基于GIS把森林可视化和空间结构分析结合起来进行研究的一套技术方法。本研究以浙江省天目山国家级自然保护区内的常绿阔叶林为例。首先,建立了基于树木纹理贴图的树木三维模型。其次,将Voronoi图引入森林空间结构研究,改进了传统的森林空间结构指数计算方法。最后,利用GIS的组件技术ArcGIS Engine和C#语言,开发建立了森林可视化与空间结构分析系统,在计算机上实现森林可视化与空间结构分析。本研究的技术和方法可以为森林经营决策提供可视化的、精准的信息,为常绿阔叶林的保护、恢复与重建提供技术支持与理论依据,对实现森林可持续经营有着重要意义。


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