植物共享光照资源的生长模型改进及可视化仿真

为了模拟共享光照资源情况下的植物生长情况,该文以FON(field-of-neighbo urhood)模型为基础,对影响圈从形状和阴影深浅程度两方面加以改进,提出了共享光照资源植物的一种生长建模方法。该方法引入了植物生长地的纬度值、植物遮光率因子以及植物自身对光的敏感特性等地理学和生物学参数,以更真实地模拟植物在共享光照资源时的生长规律。为了验证共享光照资源植物的生长建模方法的有效性,该文以生物量数据为基础对水曲柳和落叶松的人工混交林的生长情况进行试验结果比较与分析。此外,该文开发了支持共享光照资源的植物生长模拟系统,对不同植物在共享光照资源中所表现出的生长情况进行可视化模拟。仿真试验结果表明,共享光照资源植物的生长建模方法具有较好的准确性和实用性,可以用于实际植物的生长过程模拟。

大规模森林多精度生长仿真模型及其计算加速算法

既能高效快速模拟大规模森林的生长,又能根据资源量来精确模拟局部树木的生长,是森林生长仿真计算中的重要问题,但以往的方法很难同时达到这两个要求.提出一种适用于GPU并行加速计算的,同时兼顾大规模森林场景仿真和局部样地树木生长仿真的计算模型.在基于SORTIE模型快速计算大规模森林场景的生长演化情况的基础上,引入了改进的植物影响圈模型(field of neighborhood,FON)模型对森林局部区域进行精细仿真,从而实现一种大规模森林的多精度仿真模型.本文进一步利用了通用图形处理器(graphic processing unit,GPU)并行计算特性设计了上述模型适用于统一计算架构(compute unified device architecture,CUDA)的计算加速算法.应用上述模型和算法,本文针对斜坡样地上不同树种的生长进行生长仿真模拟.计算结果表明模型和加速算法是非常有效的.