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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
虚拟植物是一种潜在、有力的植物分析辅助工具,而单株木生长模拟是森林生态系统模拟的基础。为了动态模拟杉木生长发育过程,提出了参数化单株木三维形态结构建模和与距离无关的单木生长模型的集成方法,其主要过程为:首先,根据杉木的形态结构特征,采用参数化建模方法建立特定生长阶段的三维静态模型;其次,根据生长模型预测不同年龄杉木的树高、胸径、枝下高和分枝轮数,并与树木三维静态模型几何描述参数建立联动;最后,采用参数曲线调整干径和枝径变化、枝条长度、分枝角等形态结构参数,使模型形态随树龄增长而变化。在自主研发的ParaTree系统上,扩展杉木动态生长模拟模块,并以福建省漳平五一林场的二类调查数据为例,动态模拟了杉木的生长过程。模拟结果表明,本方法可直观表达林分中林木个体平均生长状况和大体形态结构特征。树木三维模型描述参数与传统树木统计生长模型结合,有利于重用林业领域淀积大量的生长模型。  相似文献   

2.
城市生态景观功能主要是绿色植物对人的视觉作用。绿视率被认为是一种比较好的衡量绿色空间视觉感受的描述因子。目前绿视率的估算主要基于静态的图像或者街景数据,而绿视率是一种动态的量,不同视点有不同的值,且植物是生长变化的。因此,本文提出一种基于数据和模型综合驱动的园林树木三维模拟景观的绿视率计算方法,其利用虚拟地理环境、虚拟植物等技术,通过道路、建筑物等硬质景观数据和树木模型驱动,建立城市园林树木三维景观;根据视觉成像原理,构建虚拟相机,模拟不同视点园林景观的视觉图像,然后识别表征植被信息的像素,从而计算绿视率。本文研发了园林树木景观三维模拟及绿视率估算原型系统,并以城市道路树木景观为例,模拟分析了机动车道中车辆乘客可获得的绿视率,与街景图像提取的绿视率值相近。该方法和系统可用于包含时间变量的不同生长阶段园林树木景观的绿视率评估,支持交互设置不同的视点参数,估算城市任意位置和任意方向的绿视率,评价过去、现在和未来的园林景观绿化质量,以人的视觉感知角度为城市绿地规划提供参考。  相似文献   

3.
树木的三维建模是建立虚拟森林环境的关键问题之一。基于树木形态结构特征分析,提出了面向对象的矢栅混合模型,并详细描述了主干、枝段、枝条和树叶之间的五组拓扑关系。结合L-system s和三维几何结构方法的优势,提出规则和约束的三维树木建模方法,该方法将分枝策略和叶片空间分布特征转化为规则,利用参数化L-system s实现,建模时将树木的空间几何特征和拓扑关系赋予树木模型,所建模型符合树木的生物物理特征。建模过程中通过阈值、模型调整和随机值约束,对模型参数进行控制,约束的内容包括树木结构、单叶尺寸、叶面积指数、随机性四个方面。最后,利用VC++与OpenGL实现了数据模型与建模算法,并利用实测数据进行了验证,所得模型比其他模型更符合于树木实际的形态结构参数和生物物理指标,有利于实现与树木空间结构相关的定性和定量分析。  相似文献   

4.
林木冠层光合有效辐射分布模拟的研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
简述了冠层辐射分布的常用研究方法,介绍了光线跟踪技术的原理及其在辐射传播中的应用。针对树木模型提出正向光线跟踪的辐射传输模型,并详细阐述了模型假设、处理流程与主要算法。该模型针对光合有效辐射在树木冠层中的传输过程,采用正向光线跟踪的方法进行模拟,最后利用HSV与RGB颜色空间转换的特殊方法,直观表达了冠层辐射分布结果。在叶片光学特征分析的基础上,将该模型应用于林木冠层PAR分布模拟中,以得到冠层的反射率、透射率和吸收率等重要参数。结果表明,模拟数据与实测数据偏差不大,验证了正向光线跟踪的辐射传输模拟是有效的。  相似文献   

5.
半球成像方法可广泛应用于植被结构参数及冠层光合有效辐射测量等领域。高逼真度虚拟森林环境的半球成像方法模拟及验证可用于定量评估半球成像方法测量精度及地面验证研究。但高逼真度虚拟森林环境下半球成像方法模拟面临场景复杂度高、面片数巨大、模拟效率低等难题。首先,论文以高逼真度虚拟森林环境构建原理建立了不同林分密度、树木分布模式、场景大小及树木种类等特征的虚拟森林环境库;然后,在采用光线跟踪算法开展半球成像方法模拟时,对比分析了4种数据结构分割平面搜索方法,即空间中分法、对象中分法、启发式排序法和启发式BIN分区法,结果表明,启发式排序法性能最佳;最后,以高逼真度虚拟森林环境库,对比分析了传统方法、Kdtree、BVH、Octree 4种数据结构方案组织、管理单树几何模型及虚拟森林场景两级数据集效率,并选择场景节点遍历数、单树几何模型节点遍历数、单树几何模型遍历数、面片遍历数及平均计算时间等参数作为衡量数据结构组织方案性能的定量化指标,研究发现Kdtree数据结构方案较其他3种数据结构方案更为优越,因此,其可作为高逼真度虚拟森林环境库的半球成像方法模拟之首选。  相似文献   

6.
林木多样性模型及生长模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
林木生存环境复杂多变,导致林木形态千差万别,为了准确描述林木的形态多样性特征,提出了一种基于模型分解的林木生长模拟方法。首先构建多样性林木三维模型,使用林木形态的实际测量数据,基于B样条函数约束树干、树冠形态,依据削度方程模拟树干直径的变化趋势,利用Direct3D实现林木形态的三维建模;其次,按林木形态特征进行林木模型分解,将林木模型分为9个子模型;最后,使用场景节点按照拓扑结构关系对子模型进行动态组织,基于胸径、树高、枝下高、冠高和冠幅生长模型,使用多核CPU多线程并行的计算方式,获得各年龄阶段林木东、南、西、北方向形态参数,从而对子模型生长状态进行控制,实现林木不同方向生长变化的可视化模拟。结果表明:该方法可将林木三维模型与生长模型紧密结合起来,林木各方向的枝下高、冠高和冠幅严格按照生长模型进行生长,可有效模拟出林木各方向生长状态的多样性;三维场景渲染帧率(FPS)保持在25以上,平均FPS可以达到50,实现林木生长的方向异质性模拟。  相似文献   

7.
针对目前公共交通模型很少关注乘客行为和人车相互作用的问题,提出了虚拟公共交通环境的概念及其构成要素的矢量表达,进而采用Multi-agent System 方法构建了车辆Agent 和乘客Agent 行为模型;并提出了公共交通运行中的车辆、乘客之间相互作用,以及时空变化的模拟算法,实现了虚拟公共交通环境原型系统。最后,设计了7 条道路、8 条公交线路、30 个公交站点和1 万次出行的小型公交环境作为实例验证,结果产生了车辆1428 次,上下车刷卡30 436 人次。通过分析总出行时间分布和对比不同发车间隔下乘客平均等待时间,发现了总出行时间分布与输入的出行需求数据相一致,且缩短发车间隔情况下各站点乘客的平均等待时间明显随之缩短。同时,通过原型系统分析了公交车辆的运行情况和乘客公交出行行为。结果表明,本文所提出的模型和算法能有效地模拟公共交通环境,便于交通管理者和科研工作者观察、处理和分析公共交通环境中所产生的数据。  相似文献   

8.
基于GIS的地下水流有限差数值模拟参数自动提取研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文根据地下水流有限差模拟有关参数的空间分布特点,将其划分为点状、线状与面状空间分布参数三种类型。利用GIS的空间分析功能,研究基于GIS的点状、线状与面状空间分布参数自动提取的技术路线。通过点、线、面三者之间空间位置关系的拓扑分析,确定地下水开采井、水位动态监测井、线状与面状水系、模拟区域边界、面状参数分布区与模型空间离散格网之间的空间位置关系。经过矢量数据与栅格数据互相转换,实现地下水流有限差数值模拟有关参数的自动提取。结合地下水流有限差分数值模拟有关参数数据文件的结构,将基于GIS提取的栅格结构数据文件自动转换成模型所需结构的数据文件,达到模型参数数据文件的自动组织与提高地下水流数值模拟的效率目的。  相似文献   

9.
湿地植物香蒲光合特性及其影响因素分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
以湿地植物香蒲为材料,在水平潜流人工湿地处理单元中,采用便携式LI-6400光合作用测定仪测定其成熟叶片净光合速率(Pn)日变化,研究其光合生理生态特性。结果表明:香蒲叶片净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,主峰(22.0μmol.m-2.s-1)出现在9:00左右,次峰(16.9μmol.m-2.s-1)出现在15:00,光合"午休"现象明显,且非气孔限制是产生光合"午休"的主要原因。用逐步多元回归方法得到净光合速率日变化与主要生理生态因子的回归方程为:yPn=0.7692+29.7059 xGs-0.7689xTr+0.014 2 xPAR(复相关系数0.9563,显著水平P=0.0001;叶片净光合速率Pn,μmol.m-2.s-1;气孔导度Gs,mol.m-2.s-1;蒸腾速率Tr,mmol.m-2.s-1;光合有效辐射PAR,μmol.m-2.s-1)。偏相关分析和通径分析的结果表明Gs、Tr和PAR与Pn的日变化显著相关,是影响香蒲Pn的主要因子,影响大小的顺序为:Gs>PAR>Tr。香蒲叶片Pn-PAR的响应曲线方程为yPn=-5×10-6 xPAR 2+0.0207 xPAR-1.3728(相关系数0.9935,显著水平p=0.000 1),光补偿点、光饱和点和表观量子效率分别为32.9μmol.m-2.s-1、147 6μmol.m-2.s-1、0.023 3 mol.mol-1;Pn-CO2的响应曲线方程为yPn=-2×10-5 w(CO2)2+0.054 9 w(CO2)-1.44 4(相关系数0.9694,显著水平p=0.000 1;w(CO2)单位为μmol.mol-1),CO2补偿点、CO2饱和点和羧化效率分别为23.7μmol.mol-1、621.4μmol.mol-1和0.0768 mol.m-2.s-1。  相似文献   

10.
于2008年3月至2009年2月对流沙湾浮游生物的群落结构及其动态变化特征进行了研究,结果表明,流沙湾共有浮游植物27属,隶属于5个门,其中硅藻门20属,绿藻门3属,蓝藻门2属,金藻门1属,甲藻门1属,角毛藻(Chaetoceros)、骨条藻(Skeletonema costatum)和菱形藻(Nitzschia sp.)为优势种;浮游植物生物量变化在0.11~23.63 mg L-1之间,平均为3.72 mg L-1,细胞密度平均为1.324 7×104个L-1。流沙湾共有浮游动物19种,其中原生动物10种,桡足类6种,枝角类、多毛类和轮虫类各1种,优势种类为原生动物中的拟铃虫(Tintinnopsis)、薄铃虫(Leprotintinnus),桡足类中的哲水蚤(Calanus),浮游幼体中的无节幼体(Nauplius);浮游动物生物量在0.08~7.24 mg L-1之间,平均为2.04 mg L-1,密度平均为8 186个L-1。水体交换能力差、大规模贝类养殖以及养殖造成的水体污染等因素,导致流沙湾浮游生物量、物种多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均处于较低水平,但有明显的水平分布和月变化。  相似文献   

11.
森林植被碳密度是衡量森林生态系统服务功能和产品供给功能高低的一个重要指标.本文以四川省石棉县为例,在森林资源二类调查数据的基础上,提出建立森林植被生物量、碳量及其密度GIS数据库,开展其碳密度分布知识发现的研究,从中发现了该县碳密度分布知识.该县有林地森林植被碳量达到364万t,冷杉、云杉、铁杉和桦木占总碳量的83%;...  相似文献   

12.
Elevated temperatures as a consequence of global warming have significant impacts on the adaptation and survival of microalgae which are important primary producers in many ecosystems. The impact of temperature on the photosynthesis of microalgae is of great interest as the primary production of algal biomass is strongly dependent on the photosynthetic rates in a dynamic environment. Here, we examine the effects of elevated temperature on Chlorella strains originating from different latitudes, namely Antarctic, Arctic, temperate and tropical regions. Chlorophyll fluorescence was used to assess the photosynthetic responses of the microalgae. Rapid light curves(RLCs) and maximum quantum yield( F_v/F_m) were recorded. The results showed that Chlorella originating from different latitudes portrayed different growth trends and photosynthetic performance. The Chlorella genus is eurythermal, with a broad temperature tolerance range, but with strain-specific characteristics. However, there was a large overlap between the tolerance range of the four strains due to their "eurythermal adaptivity". Changes in the photosynthetic parameters indicated temperature stress. The ability of the four strains to reactivate photosynthesis after inhibition of photosynthesis under high temperatures was also studied. The Chlorella strains were shown to recover in terms of photosynthesis and growth(measured as Chl a) when they were returned to their ambient temperatures. Polar strains showed faster recovery in their optimal temperature compared to that under the ambient temperature from which they were isolated.  相似文献   

13.
The raising concentration of atmospheric CO_2 resulted in global warming. The forest ecosystem in Tibet played an irreplaceable role in maintaining global carbon balance and mitigating climate change for its abundant original forest resources with powerful action of carbon sink. In the present study, the samples of soil and vegetation were collected at a total of 137 sites from 2001 to 2018 in Tibet. Based on the field survey of Tibet's forest resources and 8~(th) forest inventory data, we estimated the carbon storage and carbon density of forest vegetation(tree layer, shrub, grass, litter and dead wood) and soil(0-50 cm) in Tibet. Geostatistical methods combined with Kriging spatial interpolation and Moran's I were applied to reveal their spatial distribution patterns and variation characteristics. The carbon density of forest vegetation and soil in Tibet were 74.57 t ha~(-1) and 96.24 t ha~(-1), respectively. The carbon storage of forest vegetation and soil in Tibet were 344.35 Tg C and 440.53 Tg C, respectively. Carbon density of fir(Abies forest) was 144.80 t ha~(-1) with the highest value among all the forest types. Carbon storage of spruce(Picea forest) was the highest with 99.09 Tg C compared with other forest types. The carbon density of fir forest and spruce forest both increased with the rising temperature and precipitation. Temperature was the main influential factor. The spatial distribution of carbon density of forest vegetation, soil, and ecosystem in Tibet generally showed declining trends from western Tibet to eastern Tibet. Our results facilitated the understanding of the carbon sequestration role of forest ecosystem in the Tibet. It also implied that as the carbon storage potential of Tibet's forests are expected to increase, these forests are likely to serve as huge carbon sinks in the current era of global warming and climate change.  相似文献   

14.
The Natural Forest Protection(NFP) program is one of the Six Key Forestry Projects which were adopted by the Chinese Government since the 1980s to address important natural issues in China. It advanced to protecting and restoring the structures and functions of the natural forests through sustainable forest management. However, the role of forest carbon storage and tree carbon pool dynamics since the adoption of the NFP remains unknown. To address this knowledge gap, this study calculated forest carbon storage(tree, understory, forest floor and soil) in the forest region of northeastern(NE) China based on National Forest Inventory databases and field investigated databases. For tree biomass, this study utilized an improved method for biomass estimation that converts timber volume to total forest biomass; while for understory, forest floor and soil carbon storage, this study utilized forest type-specific mean carbon densities multiplied by their areas in the region. Results showed that the tree carbon pool under the NFP in NE China functioned as a carbon sink from 1998 to 2008, with an increase of 6.3 Tg C/yr, which was mainly sequestrated by natural forests(5.1 Tg C/yr). At the same time, plantations also acted as a carbon sink, reflecting an increase of 1.2 Tg C/yr. In 2008, total carbon storage in forests covered by the NFP in NE China was 4603.8 Tg C, of which 4393.3 Tg C was stored in natural forests and 210.5 Tg C in planted forests. Soil was the largest carbon storage component, contributing 69.5%–77.8% of total carbon storage; followed by tree and forest floor, accounting for 16.3%–23.0% and 5.0%–6.5% of total carbon storage, respectively. Understory carbon pool ranged from 1.9 to 42.7 Tg C, accounting for only 0.9% of total carbon storage.  相似文献   

15.
基于TM遥感数据的汶川地震极重灾区生态恢复研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文以地震极重灾区2006、2008和2011年3期Landsat TM遥感影像为数据源,利用GIS提取灾区土地利用信息,结合坡度和高程等地形因子对灾区主要生态系统面积的变化进行综合分析.结果表明:2008年地震对灾区生态环境造成严重破坏,使研究区农田、森林和草地生态系统分别减少了124.6km2、461.6km2和9...  相似文献   

16.
基于随机森林算法的草原地上生物量遥感估算方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
草原是我国面积最大的陆地生态系统,生物量是反映生态系统质量和功能的关键指标,准确地掌握草原生物量对草原资源合理利用、生态修复、畜牧业高质量发展都具有重要的意义和作用。本研究以内蒙古锡林郭勒盟为研究区,利用高分一号遥感卫星影像,结合216个野外样本数据,采用随机森林算法(Random Forest,RF)对草原地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)遥感估算进行了适用性分析与应用。在运用随机森林算法的过程中,进行了K-折交叉验证、多元共线性诊断、偏效应等一系列分析,完成了随机森林模型的构建,同时,将建模结果与其它模型进行了对比,最终实现了锡林郭勒盟草原AGB的反演估算。结果表明:① 随机森林算法能够较好地规避生物量建模中自变量多元共线性的问题;② 随机森林模型在草原AGB估算中较其它模型具有更好的适用性,模型精度达85%,RMSE为202.13 kg/hm2;③ 应用构建的随机森林算法估算了研究区2017年草原AGB,从结果来看,其空间分布上呈现为自东向西逐渐递减的趋势;从草地类型上看,山地草甸类AGB单产最高,温性草原类总产量最高。研究结果将对草原生态系统监测评估和草原宏观管理具有一定的参考价值。  相似文献   

17.
Sharpies‘ 1-D physical rrozlel maploying tide-wind driven turbulence closure and surface heating-cooling physics, was coupled with an eculogical rnodet with 9-biochemical components: phytoplankton, zooplankton, shellfish, autotmphic and heterotrophic bacterioplankton, dissolved organic carbon (DOC), suspended detritus and sinking particles to simulate the armual evolution of ecosystem in thecentral part of Jiaozhou Bay. The coupled modeling results showed that the phytoplankton shading effectcould reduce seawater temperamre by 2℃, so that photosynthesis efficiency should be less than 8% ; that the loss of phytoplankton by zooplankton grazing in winter tended to be compensated by phytoplankton advection and diffusion from the otrtside of the Bay; that the incidem irradiance intensity could be the mostimportant factor for phytoplankton grcr, wth rate; and that it was the bacterial secondary prnduction that maintained the maximum zooplankton biomass in winter usually observed in the 1990s, indicating that themicrobial food loop was extremely important for ecosystem study of Jiaozhou Bay.  相似文献   

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