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为了解决以往二维森林资源信息系统对于现实世界表达的逼真程度低的问题,为用户提供视觉上更真实的感受,让决策者对森林资源信息有更为直观、生动的了解与认识,从而提高森林场景的交互性与实时性,研究开发了可独立运行的林分3D可视化经营系统。研究结果表明,利用可视化编程工具模拟虚拟森林环境的林分经营方法,操作简单,可用性强;,设计的面向森林经营管理的国有林场林分3D可视化系统,可实现森林的漫游,二维数据的查询、统计、造林模拟和森林经营模拟等功能。 相似文献
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[目的]以真实林分三维场景为模型,结合计算机虚拟现实技术,实现对真实林分结构的调整优化可视化模拟。[方法]以湖南攸县黄丰桥国有林场杉木与鹅掌楸人工混交林为研究对象,采用可视化模拟技术,基于三维虚拟环境建立林分结构调整可视化模拟系统,实现对林分结构的优化调整进行可视化模拟。通过对林分的角尺度、大小比、混交度、开阔比等结构的计算分析,结合公告板显示技术和射线查询算法,在MOGRE构建的林分三维场景中对林分结构调整过程进行可视化模拟。[结果]样地林分结构经过调整后,平均树高由12.8 m变成13.6 m,平均胸径由17.1 cm变成18.6 cm;林分平均角尺度由0.449变为0.481,分布格局由调整前的均匀分布变成随机分布;林分平均大小比由0.511变为0.519,样地内林木生长更具有优势;林分平均混交度由0.093变为0.129,林分结构更加稳定,林分的整体质量也得到了提高。[结论]本研究采用可视化模拟技术和样地调查数据,构建虚拟三维森林环境,在三维场景中,森林经营者不仅能查看样地中每株林木构筑性属性,观察林分样地的整体状态,还能对林分结构进行优化调整,实现在虚拟森林环境中对样地林分结构调整进行可视化模拟。 相似文献
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[目的]将生存分析方法和混合效应模型方法相结合,构建林木枯损模型,提高模型的模拟精度。[方法]以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为材料,基于生存分析方法中的Cox比例风险函数模型方法,把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去,构建林木的枯损及生存模型,并在此基础上考虑样地水平的随机效应,最后与不考虑样地水平随机效应的模拟效果进行比较分析。[结果]表明,Cox比例风险函数模型在描述林木枯损时,具有很好的适应性。单木初始胸径与林木的风险函数呈反比,与生存率呈正比;大于对象木断面积与风险函数呈正比,与生存率呈反比;初始林分公顷株数与风险函数呈正比,与生存率呈反比;立地因子对林木的枯损及生存没有显著影响。与固定效应模型相比,Cox比例风险函数模型在考虑了样地水平的随机效应后,模型的模拟精度获得明显的提高,并且达到极显著程度。由于大于对象木断面积和初始林分公顷株数两个变量在考虑了样地水平的随机效应后影响不显著,最后只考虑了单木初始胸径一个变量对枯损的影响,与不考虑随机效应相比,差异也达到显著水平。[结论]林木本身的大小对自身的枯损具有明显的影响,胸径小的林木较胸径大的林木更易枯损。在森林经营中,Cox比例风险函数模型的使用,可为森林经营者在确定合理的经营密度上提供很好的科学依据。 相似文献
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[目的]气候对林分的影响不可忽视,但以往林分生长模型的构建大都假定气候不变,无法考虑气候变化下的林分生长.构建含气候效应的杉木断面积模型,可为森林经营者在气候影响下采取合理的杉木经营措施提供理论依据.[方法]基于湖南省638块杉木人工林样地调查数据,从4个具有生物学意义的备选林分断面积模型中选出最优基础模型,使用多元逐... 相似文献
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随着人们对森林多功能性认识加深及对森林多种产品与服务的需求增加,森林经营受到更广泛的关注。传统设置样地比较经营活动效果的方式在时间上具有迟滞性,学者认为应采用数学模型对森林经营进行计算机仿真,森林生长与动力学模型在森林可持续经营中应用的作用愈加突出。文中对基于林分经营尺度的森林生态系统混合斑块模型（PICUS）进行引介,详细介绍了其2个基础组成模型——林窗模型与基于生理过程的3-PG模型,对PICUS模型的林木死亡率、更新、森林经营以及森林生态系统地下过程等子模块进行了简要概述,并阐述了该模型在欧洲及中国的应用与启示,对于促进PICUS模型在实践中的推广应用以及提高人们对森林生长过程与动态的认识和理解具有重要意义。 相似文献
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[目的 ]针对抚育间伐目前存在较少利用垂直空间结构参数的问题,以林分三维可视化模拟系统为基础,加入森林结构功能模块,研究一种以林分垂直空间结构参数A_Pvi为依据,对森林经营方案原定的抚育强度进行改进的方法。[方法 ]利用林分三维场景可视化模拟系统中的森林结构功能模块,通过读取杉木样地调查表中的每木数据,在虚拟场景中模拟样地的真实情况,分析样地的各空间结构参数。[结果 ]经过考虑林分垂直结构的间伐强度间伐后的4块样地与原定间伐强度相比,平均A_Pvi更加趋近于0,样地内林木竞争状况更加均匀,1号样地的平均A_Pvi由0.46降到了-0.24,2号样地由0.46降为0,3号样地由-0.19提升到了-0.04,4号样地由0.40降到了0.04;平均角尺度无大幅度变化,4块样地都呈随机分布状态;4块样地中,除了3号样地外,平均大小比数均出现了较大幅度的减少。[结论 ]考虑林分垂直结构的间伐强度与原林场森林经营方案既定的间伐强度相比,改善了林分的竞争状况,使林分内的竞争状况趋近均势。林分三维场景可视化模拟系统可以精确模拟采用不同间伐强度进行间伐后的林分拟真场景及其空间结构变化情况。 相似文献
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文介绍了BP神经网络理论,以森林面积、森林覆盖率、森林蓄积量、受害森林面积、基本完成投资额、病虫害面积等6个影响森林碳汇量为主要因素,构建了基于BP神经网络的森林碳汇量估测模型;并应用我国第六次森林资源清查数据对BP神经网络模型进行训练和仿真。其分析和仿真结果显示:利用BP神经网络模型来模拟和仿真森林碳汇量精度较高,误差较小,具有有较高可靠性,从而为森林资源管理模拟仿真提供一种新方法。 相似文献
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林业工作者通过建立生长模型来研究、理解和展示林分的生长过程并制定经营决策,特定的计算机工具经常用来实现这些模型。CAPSIS是一个致力于建立森林生长模型并能充分整合各种模型的通用共享森林建模平台,可提供森林经营管理的工具设计和比较不同的森林经营方案。笔者对CAPSIS森林生长经营模拟平台及其在林业上的应用进行了介绍,并讨论了建模者和林业工作者利用这一共享森林建模平台进行森林生长研究、经营管理决策等的优势。 相似文献
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三维虚拟林相的制作技术研究 总被引：11，自引：2，他引：11
虚拟现实 (ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ)又称为临境技术 ,是一种具有很强的人 -机交互能力的现实模拟技术。它的基本特征是“临境感”和交互性 (ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ)。“临境感”是指虚拟的事物给用户有身临其境的感觉。“交互性”是指用户通过视觉或其它感官与计算机对话和操作。应用虚拟现实技术对森林进行模拟是林学家和生态学家的梦想。国外一般使用林窗模型在时间轴上对森林进行模拟 (Ｒｕｎｋｌｅ ,1 981 ;Ｗｈｉｔｍｏｒｅ ,1 989;Ｂｕｇｍａｎｎ ,2 0 0 1 ) ,林窗模型对森林的模拟是要素指标模拟 ,一般不产生很好的视觉效果。… 相似文献
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实施天然林保护工程中的森林经营技术 总被引：1，自引：0，他引：1
天然林保护工程是森林可持续发展的重要保证。针对天然林 ,森林经营要采取恰当的技术 ,以达到保护生态环境的目的。本文分析了天然林与森林作业的关系 ,并提出了针对天然林的森林经营措施 相似文献
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基于气象因子的随机森林算法在塔河地区林火预测中的应用 总被引：7，自引：0，他引：7
《林业科学》2016,(1)
[目的]应用逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法建立大兴安岭塔河地区林火发生的预测模型并对比模型预测精度,判断随机森林算法在该地区林火预测中的适应性,为该地区林火管理工作提供技术支持。[方法]利用1974—2008年大兴安岭塔河地区森林火灾发生数据,分别运用二项逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法,对塔河地区林火发生与气象因子之间的关系进行实证分析。为减少训练样本分布对试验结果的影响,将全样本数据随机分成60%的训练样本和40%的测试样本,并且进行5次重复,建立5个中间模型(样本组)。选择在5个中间模型中的3个及以上的显著变量(因子)对全样本数据进行分析并分别比较2种模型算法在5个中间模型和全样本模型中的预测准确率。此外,还设计了变量交互试验进一步验证相同变量下2种模型的预测精度。[结果]日最小相对湿度、细小可燃物湿度码和干旱码3个因子在二项逻辑斯蒂回归模型和随机森林算法中均与林火发生呈显著相关。模型拟合的预测结果显示:在对5个中间模型的预测中,随机森林算法对训练样本(60%)和测试样本(40%)的预测准确率分别高于二项逻辑斯蒂回归模型8%和10%左右;在全样本模型的预测中,随机森林算法拟合的准确率为85.0%,而二项逻辑斯蒂回归模型拟合的准确率为76.2%,二者相差10%左右,与之前5个中间模型的预测结果一致;在变量交互试验中,随机森林算法拟合的准确率为86.0%,而二项逻辑斯蒂回归模型拟合的准确率为72.8%,随机森林算法的预测准确率提高了18.1%左右。[结论]日最小相对湿度、细小可燃物湿度码和干旱码是影响林火发生的主要气象因子。在基于气象因子的塔河地区林火发生预测模型研究中,随机森林算法的预测准确率高于传统二项逻辑斯蒂回归模型10%左右,具有一定的预测优势和应用价值,可为大兴安岭塔河地区林火预测和决策提供参考。 相似文献
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[目的]通过构建杉木生长样本库,研究一种考虑林分空间结构与生长之间交互过程的生长模拟方法,同时结合三维可视化技术,实现林分生长动态可视化模拟。[方法]以2012—2017年湖南省黄丰桥国有林场6块杉木样地的连续调查数据为数据源,考虑相邻木树冠侧方挤压及上方光照遮盖对中心木生长的影响,研建基于空间结构单元的水平、垂直空间结构参数,在此基础上,选取特征指标构建样本库,以马氏距离作为待模拟林木与样本库的匹配准则,对林木与样本库进行迭代匹配,实现考虑空间结构与生长交互过程的林分生长模拟。同时基于三维模型剖分及动态组织方法,采用节点动画技术对林分生长动态进行可视化表达。[结果]经相关性对比分析,选取年龄、胸径、水平、垂直空间结构参数及胸径连年生长率作为特征指标构建样本库预测胸径生长(包含杉木8 934株,其中死亡97株),采用线性建模预测树高、冠幅、活枝下高生长。通过对样地观测值与生长预测值进行配对样本T检验及线性回归,结果表明:胸径、树高、冠幅、活枝下高的生长预测效果良好,具体顺序为胸径树高冠幅活枝下高,线性回归决定系数R~2分别为0.925、0.556、0.482、0.459。[结论]基于样本库的林分生长动态可视化模拟方法能实现胸径、树高、冠幅、活枝下高4个指标的生长可视化,效果形象直观,能满足林业科研和生产实践要求。 相似文献
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[目的]分析德国推行近自然森林经营20年来的经营效果,总结德国推行近自然森林经营的经验。[方法]在明晰近自然森林经营原则的基础上,基于两期(间隔期10年)资源清查数据对比,对德国大面积推行近自然森林经营20年的经营效果进行分析。[结果]两期资源清查数据表明,德国采用近自然经营20年后,针叶林如挪威云杉和欧洲赤松的面积显著减少,阔叶林和针阔混交林面积持续增加;阔叶树种蓄积平均增长量约为15 m~3·hm~(-2),针叶树种蓄积平均增长4 m~3·hm~(-2),挪威云杉是唯一蓄积下降的树种,下降了5 m~3·hm~(-2);近自然度等级变化表明,人工林面积在减少,而近自然森林的面积在增加,甚至符合原始林等级的森林面积也在增加。[结论]实现近自然森林经营的目标是一个长期的过程,联邦政府促进和保护森林的政策以及林场主所采用的先进的森林经营技术也是德国森林每公顷蓄积达到336 m~3的重要原因;在近自然森林经营的原则下,德国森林中针阔混交林比例显著增加;将近自然程度不高的人工林经营转化为近自然的森林生态系统是德国森林经营所面临的主要问题。 相似文献
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浅析林业设计队伍建设与设计质量管理宋国彬（本溪市林业设计室１１７０００）本溪市林业设计队担负着本溪市年森林采伐作业的设计任务，森林采伐作业设计是森林来伐作业施工前对准备作业的采伐小班进行全面的调查。通过调查因子的测算，从而达到对该作业小班的经营措施、... 相似文献
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基于模拟退火算法逆转搜索的森林空间经营规划 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业科学》2019,(11)
【目的】研究逆转搜索策略对模拟退火算法性能的提升作用,为复杂森林经营规划问题的优化求解提供技术支撑。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场森林空间收获安排问题为例,以模拟退火算法1-邻域和2-邻域技术为基础构建逆转搜索过程,并将其应用于具体的森林经营规划实践。规划模型以10年规划期内的木材均衡收获为目标函数,根据经营措施选用不同空间约束形式,对抚育措施采用面积限制模型,对皆伐措施采用单位限制模型,2种模型均满足3年的绿量约束期。【结果】对于最小化森林经营规划问题而言,逆转搜索中不同邻域间的交互次数对规划结果影响不显著,但其平均目标函数值均显著低于传统模拟退火算法1-邻域(P001)和2-邻域(P001),而算法优化时间分别比1-邻域和2-邻域增加约5和2倍,逆转搜索策略具有显著的优越性能和广泛的应用前景;最优森林经营方案表明,整个规划期(10年)内预计可收获木材约500×10~5m~3,其中抚育出材量312×10~5m~3,抚育林分面积占林场总面积的1094%,皆伐出材量188×105m3,皆伐林分面积占林场总面积的102%,该方案能够满足森林可持续经营的目标。【结论】逆转搜索是一种高效、稳定的优化求解技术,能够满足复杂森林经营规划问题的需要,可为森林经营方案的编制提供技术支撑。 相似文献
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分析人与森林的两种基本关系：认知与影响（经营利用）,简述森林生态物质文化形成的过程,据此提出森林生态物质文化的两大组成部分,一是基于认知产生的物质文化,二是基于经营利用产生的物质文化;基于认知又细分为基于个人角度和生产层面、基于群体角度和生活层面、基于社会角度和生存层面上的森林生态物质文化;基于经营利用对森林生态物质文化组成则主要从经营利用的主体、工具、技术、产品和过程几个层次,分析森林生态物质文化的产生和组成。 相似文献
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[目的]基于模拟退火算法,研究一种考虑林分结构健康状况和目标平均胸径的多目标森林经营方法,同时结合单木生长方程,基于Unity3D可视化引擎实现林分经营动态可视化模拟。[方法]以湖南省攸县黄丰桥国有林场5块杉木人工纯林2012—2017年样地连年调查数据为数据源,考虑林分分布状况、竞争程度、营养空间,以平均角尺度、平均大小比、林分拥挤度3个结构参数建立空间结构函数。在此基础上,以健康林分结构和平均胸径为经营目标,以竞争指数为参考初步筛选出的间伐木组合排列的结果作为经营方案的集合,通过模拟退火算法进行最优间伐经营方案解的选择。最后,通过建立考虑Hegyi竞争指数的可变生长率的单木生长方程,以结构分析-经营-生长三者不断迭代的方式并基于Unity3D渲染引擎实现林分经营动态可视化模拟。[结果]通过对5号样地(初始林分230株,年龄16 a,平均胸径20.21 cm)以健康林分结构和30 cm林分平均胸径为经营目标进行经营动态可视化模拟,结果表明林分年龄在21、26、31 a分别进行过间伐模拟,当林分年龄31 a间伐后,林分平均胸径达到30.10 cm,林分平均角尺度为0.64,林分拥挤度为0.74,林分结构接近健康水平。[结论]本研究提出的基于模拟退火算法的林分多目标经营动态可视化模拟方法能够模拟在多目标经营需求下的林分动态,并且形象直观,可以进一步为林业科研和生产提供支持。 相似文献