福建省长汀县降雨侵蚀力及其与水土流失的关系研究

降雨是导致水土流失的主要动力,一般采用降雨侵蚀力(用R表示)定量评价降雨对水土流失的影响。R的经典算法精度高,但繁琐复杂且所需资料不易获得,因此如何在保证精度的前提下降低计算的复杂度是建立R值简易算法的关键。以长汀县若干站点近年的降雨观测数据为依据,以经典算法的结果为参照,利用多元回归分析方法,提出了福建省长汀县的R值新简易算法,并运用此算法计算了该县的R指标,然后分析了该指标值在县内的时空分布及其与水土流失的关系。结果表明,所提简易算法的精度明显高于针对该地区的同类研究成果,所得分析结论符合实际情况。

杉木人工林林分可视化模拟系统设计与实现

在林业领域,森林生长模型的预测结果可以提供丰富的详细信息,然而传统使用文本或统计表的方式表达模拟结果不利于结果的分析和理解。针对此问题,根据林分结构描述参数和分析内容的具体可视化需求,集成虚拟植物、可视化技术和森林径阶模型,设计了杉木人工林林分可视化模拟系统的体系结构。利用VS2008开发平台、Arc Engine与OSG图形渲染引擎,在Vis Forest原型系统的基础上,开发集成Weibull分布模型、杉木胸径与树高和冠幅的关系模型等,形成杉木人工林可视化模拟系统。系统实现了林分结构的统计分析、二维可视化和二三维一体化的可视化模拟。该系统为林分生长和林分经营管理的研究和决策提供了直观高效的表达手段和可视化分析工具。

基于结构化场景的单幅图像建筑物三维重建

针对无法利用激光扫描或多张图像实现三维重建的已损或不复存在的建筑,本文提出了一种基于结构化场景的单张图像建筑物三维重建方法。该方法先基于RANSAC算法及最小距离法分别解算灭点直线和灭点;然后基于平行平面、包含平行信息的任意平面和包含垂直信息的任意平面的平面模型解算三维坐标。本文以现存某高校图书馆为例,重建了三维模型,并分析了模型精度。结果表明,重建误差最小为0,最大为5.8%,模型整体精度在1.9%左右,符合三维重建精度要求。在四川省白鹿领报修院教堂的三维重建应用中,建立了已损建筑物的三维模型,获得了较好的重建效果。该方法适用于包含平行、垂直、灭点和平面结构的建筑物场景,可得到建筑物三维几何线框模型,几何细节采用纹理映射替代,可应用于现存建筑和文化遗存遗址的三维重建。

生长模型驱动的单株杉木三维动态模拟

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Para Tree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。

改进泊松算法的图像三维重建点云模型网格化

针对泊松表面重建算法在点云数据的网格化中仍不能有效满足"细节保持与噪声平滑"的平衡问题,该文提出了一种基于高斯滤波的改进泊松算法。通过将高斯滤波引入到点云数据等值面的向量场估计中,一方面实现了对点云拓扑结构的更准确估计以及对点云噪声的有效平滑;另一方面通过调节高斯滤波中的标准差参数,实现了对点云模型网格化的细节保持与噪声平滑的细微控制。以福州大学张孤梅雕像为实验对象,图像三维重建技术获得的点云数据作为数据源,利用改进的泊松算法进行点云网格化。结果表明,改进的泊松算法提高了网格模型的精确性与完整性,且在视觉上更好地逼近真实模型的细节,验证了改进算法的有效性。