[发明专利]一种森林三维场景中叶面积指数实时计算方法

说明书

一种森林三维场景中叶面积指数实时计算方法，属于林业科学研究森林三维可视化模拟技术领域。计算森林三维场景中样地林木数量步骤；计算林分密度步骤；构建林分密度与叶面积指数模型步骤；森林三维场景中的叶面积指数计算操作步骤。本发明的优点是：采用此模型在森林三维场景中用于根据林分密度计算任意林分样地中叶面积指数，克服了森林三维场景中林分密度及叶面积指数仅针对加载的固定样地的缺点。计算得到的森林三维场景林分密度可以满足大范围场景森林中叶面积指数的实时计算与显示。本发明在森林三维场景构建的基础上，提供了森林三维场景中林分密度计算方法，并通过所构叶面积指数与林分密度关系模型计算了森林三维场景中叶面积指数的数值。

技术领域

本发明涉及一种森林三维场景中叶面积指数实时计算方法，属于林业科学研究的森林三维可视化模拟技术领域。

背景技术

随着计算机图形学的发展，森林三维可视化模拟技术已经应用于当前林业科学研究等各个领域，而叶面积指数作为林木光合作用及生长状况体现的一个重要方面，对于模拟研究光环境影响下的森林生长也具有不可替代的作用。对于只注重三维视觉效果的森林光照可视化模拟(如游戏中的森林三维场景模拟)可以使用环境光设置及太阳阴影等一般性方法来模拟林内光环境，但对于更加注重林分结构及生长规律的林业可视化而言，林内叶面积指数的有效性与实时性则至关重要。另一方面，森林三维场景中叶面积指数仅针对调查并加载模拟的固定样地而言，范围小，且叶面积指数数据只对该样地有效，不能用于模拟计算该场景中其它样地的叶面积指数，更不能满足森林三维场景可视化模拟时对森林三维场景中任一样地内叶面积指数实时计算的需要。因此，林分密度与叶面积指数模型构建是实现森林三维场景中叶面积指数实时计算的基础。林分密度是营林工作中影响林分生长的几个因素中能够有效控制的因子，其在很大程度上决定了林分的内部结构，控制和调整林分密度，也成为了森林经营者和研究者共同关心的问题。

三维可视化模拟技术是通过计算机图形学技术来完成的，主要应用于虚拟森林环境中对森林生长及经营等相关问题进行定性或定量综合分析，以期快速、高效地解决复杂的森林管理规划问题，加速林业信息化和现代化进程，推动林业管理从周期较长的实地摸索向科学优质的可视化经营决策方向发展。

在森林三维可视化模拟场景中，实现林冠结构的高真实度可视化研究，有利于科研工作人员更加直观高效的分析处理信息，其亦可被广泛应用于景观规划和林业科学研究等。

叶面积指数作为林冠结构参数的重要组成部分，可为在林分及大尺度水平上研究森林植被的结构与生长提供重要依据。

森林三维场景中叶面积指数计算目前仅通过实地调查获取数据，然后在森林三维场景中加载部分固定样地，最后在固定样地内调用并显示该样地实测所得的叶面积指数。

这种方法场景覆盖范围小，不能计算每一块样地中的叶面积指数，使得森林三维场景中叶面积指数实时计算严重受限。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种森林三维场景中叶面积指数实时计算方法。

在本发明中森林光照三维可视化作为本发明的应用领域；林分密度与叶面积指数模型作为本项发明的基础；获取森林三维场景中叶面积指数作为本发明的目标；森林三维场景中林分密度实时计算作为本项发明的核心；森林三维可视化软件模块作为本发明的实例化应用。将森林三维场景中叶面积指数实时计算与林分密度模型相结合成为本发明的技术特点。

一种森林三维场景中叶面积指数实时计算方法，包括以下步骤；

计算森林三维场景中样地林木数量步骤；

计算林分密度步骤；

构建林分密度与叶面积指数模型步骤；

森林三维场景中的叶面积指数计算操作步骤。

本发明的优点是：