基于空间结构的杉木树冠生长可视化模拟

[目的] 定量研究杉木林分中不同空间结构对林木冠形生长变化的影响，实现基于空间结构的杉木树冠生长可视化模拟。[方法] 以湖南省攸县黄丰桥国有林场为试验区，在林分中选择并划分空间结构单元，进行冠形和空间结构数据调查，将林木东南西北4个方向的活枝下高、冠高、冠幅作为林木冠形描述因子，将周围木影响距离、相对树高定义为水平空间结构参数Ph和垂直空间结构参数Pv，使用多元逐步回归的分析方法，分析冠形描述因子与年龄、水平、垂直空间结构参数的关系，建立不同空间结构下杉木冠形的生长变化模型。基于B样条曲线模拟杉木冠形，构建不同生长阶段的三维杉木模型，结合三维动态渲染技术，实现杉木树冠生长的可视化模拟。[结果] 通过对年龄和水平、垂直空间结构参数的逐步回归分析，结果表明：林木活枝下高、冠高和年龄、垂直空间结构参数呈现显著相关关系，模型决定系数R2分别为0.754和0.813；林木各向冠幅和年龄、水平空间结构参数呈现极显著相关关系，模型决定系数R2为0.623。基于杉木树冠生长模型和三维动态渲染技术，实现了树冠在东南西北不同方向的生长可视化。[结论] 通过划分空间结构单元的方法选择研究目标并进行数据调查，使用逐步回归的方法，分析杉木冠形数据和年龄与空间结构数据的关系，建立树冠各方向活枝下高、冠高、冠幅的生长模型，结合三维动态渲染技术，使用MOGRE三维渲染引擎作为工具，实现了基于空间结构的杉木树冠生长可视化模拟