辛睿文

內(nèi)蒙古林業(yè)信息中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010

三維可視化技術(shù)在林業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

辛睿文

內(nèi)蒙古林業(yè)信息中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛。在當(dāng)下林業(yè)的生產(chǎn)和管理逐漸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，對(duì)計(jì)算機(jī)以及電子技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加的深入。在林業(yè)數(shù)字化管理中實(shí)現(xiàn)三維可視技術(shù)顯得非常重要?；谶@種情況，文章以林業(yè)數(shù)字化管理為研究基礎(chǔ)簡(jiǎn)要探討三維可視技術(shù)在林業(yè)管理中的實(shí)際應(yīng)用。

三維可視化技術(shù)；林業(yè)；數(shù)字化管理

三維可視化技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的前提下完成的，以圖形學(xué)和圖像學(xué)技術(shù)處理為基礎(chǔ)的。在實(shí)際應(yīng)用中可以將地球表面的物體數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為三維圖形，然后呈現(xiàn)在屏幕上，是一種新的交互式處理技術(shù)。數(shù)字管理林業(yè)的發(fā)展是以三維可視化為基礎(chǔ)點(diǎn)進(jìn)行的，同時(shí)也是林業(yè)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科，在以后的立業(yè)管理上將會(huì)發(fā)揮出非常重要的作用。在技術(shù)處理中可以簡(jiǎn)單的進(jìn)行樹(shù)木三維建模實(shí)現(xiàn)林木間的空間結(jié)構(gòu)合理化，采用三維可視化技術(shù)為林牧業(yè)管理開(kāi)辟了新的管理方式和理念，為將來(lái)合理管理林業(yè)起著非常重要的作用。

1 樹(shù)木模型三維可視化

所謂的樹(shù)木模型三維可視化就是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算方法，將森里中不斷變化的樹(shù)木形態(tài)通過(guò)物理成像的手法變成直觀的幾何圖形。實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)木的生長(zhǎng)周期，生長(zhǎng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)等極其復(fù)雜的數(shù)字參數(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，整合出有用的數(shù)字信息實(shí)現(xiàn)對(duì)樹(shù)木的初步建模。將實(shí)際的樹(shù)木生長(zhǎng)狀態(tài)以及處于的實(shí)際位置通過(guò)數(shù)據(jù)的描述實(shí)現(xiàn)幾何演示，呈現(xiàn)在顯示屏上，通過(guò)對(duì)一顆顆樹(shù)木的描述來(lái)體現(xiàn)出整個(gè)林木的實(shí)際空間狀態(tài)，然后再進(jìn)行相關(guān)的關(guān)照光照變化以及渲染處理，實(shí)現(xiàn)三維的樹(shù)木圖形繪制。這樣就可以更加逼真的實(shí)現(xiàn)樹(shù)木的形態(tài)將虛擬的圖形變成三維可視圖形。還可以結(jié)合整個(gè)森林的實(shí)際結(jié)構(gòu)信息特征，在計(jì)算機(jī)上模擬樹(shù)木的生長(zhǎng)環(huán)境，可以很好的研究樹(shù)木的未來(lái)長(zhǎng)勢(shì)以及樹(shù)木的實(shí)際成熟時(shí)間和收獲時(shí)間。

2 生長(zhǎng)模型三維可視化

實(shí)心樹(shù)木的生長(zhǎng)模型設(shè)計(jì)就要在前期收集到足夠多的樹(shù)木生長(zhǎng)參數(shù)，才能夠科學(xué)真實(shí)的體現(xiàn)出樹(shù)木的實(shí)際構(gòu)筑以及林間生長(zhǎng)變化趨勢(shì)。在技術(shù)的應(yīng)用中首先要借助于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)功能同時(shí)結(jié)合植物在大自然中生長(zhǎng)的生理特點(diǎn)。將收集到的數(shù)據(jù)，輸入到計(jì)算機(jī)的計(jì)算系統(tǒng)中，篩選出有用的樹(shù)木生長(zhǎng)信息，在模擬大自然生活的條件下，來(lái)模擬出樹(shù)木的生長(zhǎng)模型以及在四季變化中樹(shù)木的生長(zhǎng)狀態(tài)。這樣就可以對(duì)林業(yè)樹(shù)木生長(zhǎng)準(zhǔn)確的掌握，為林業(yè)的管理起到科學(xué)合理的指導(dǎo)、評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)。指導(dǎo)森林的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)以及整個(gè)森林的生長(zhǎng)規(guī)律是進(jìn)行林業(yè)管理的重要環(huán)節(jié)，而采用三維可視化可以很直觀的觀察到區(qū)域內(nèi)樹(shù)木的實(shí)際生長(zhǎng)狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，使得立業(yè)管理更加細(xì)致科學(xué)有效，同時(shí)在管理中也會(huì)更加的具有針對(duì)性。實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)林木的動(dòng)態(tài)觀察和研究，可以預(yù)防未來(lái)可能出現(xiàn)森林樹(shù)木生長(zhǎng)突變等問(wèn)題。

3 林火模擬三維可視化

森林火災(zāi)嚴(yán)重影響正林木管理的安全問(wèn)題，同時(shí)也是目前森林自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的。與普通的火災(zāi)相比，森林火災(zāi)有很強(qiáng)的突發(fā)性、火勢(shì)難以控制、毀壞性極大、造成森林損失后恢復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)，同時(shí)森林火災(zāi)于森林的地形，當(dāng)?shù)仫L(fēng)向以及出現(xiàn)的燃燒點(diǎn)有著非常密切的關(guān)系。一旦出現(xiàn)森林火災(zāi)將會(huì)造成巨大的森林資源以及人員生命安全損失，同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蛞约吧鷳B(tài)系統(tǒng)造成破壞。對(duì)于森林火災(zāi)應(yīng)該采取科學(xué)有效的辦法，其中采取三維模擬可視化對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行真實(shí)的火災(zāi)面積、蔓延方向以及火勢(shì)的大小等進(jìn)行直觀的分析和視覺(jué)呈現(xiàn)，使得施救人員更加了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情形，采取有效的措施。在三維成像中，首先計(jì)算機(jī)對(duì)外界收集到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可燃物性質(zhì)、氣象因素、地形因素以及其他一些關(guān)系到火災(zāi)發(fā)展的因素，進(jìn)行信息整合分析，進(jìn)行數(shù)字模擬得出火災(zāi)的實(shí)際數(shù)字損害程度，通過(guò)火災(zāi)建模的形勢(shì)進(jìn)行三維成像實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的可視化。不僅可以直觀的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況的觀察同時(shí)還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析的得到未來(lái)火勢(shì)的發(fā)展形勢(shì)以及蔓延的方向，對(duì)火災(zāi)的搶救起到指導(dǎo)作用。

4 病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)三維可視化

森林蟲(chóng)害會(huì)造成森林植物的生長(zhǎng)緩慢或者是整體的生長(zhǎng)不良，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)大面積的樹(shù)木死亡現(xiàn)象。森林病蟲(chóng)害的特點(diǎn)是傳播范圍廣、蔓延速度快、防止難度大同時(shí)治療費(fèi)用高，一旦出現(xiàn)大面積的森里病蟲(chóng)害問(wèn)題，必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成巨大的影響。要想起到檢測(cè)作用應(yīng)該實(shí)現(xiàn)三維可視化處理，在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上借助于數(shù)字地形模型以及數(shù)字高程模型，同時(shí)疊加衛(wèi)星遙感影像，了解林業(yè)附近的道路、河流分布情況，模擬當(dāng)?shù)氐膶?shí)際場(chǎng)景和地形，來(lái)掌握病蟲(chóng)害可能發(fā)生的區(qū)域。通過(guò)以上的信息建立起病蟲(chóng)害三維可視化檢測(cè)模型，通過(guò)模擬飛行的方法實(shí)施對(duì)可能發(fā)生病蟲(chóng)害的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)采取有效的治療措施。

5 結(jié)論

三維可視化技術(shù)在林業(yè)數(shù)字化管理系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用。對(duì)林間進(jìn)行三維模擬可視化呈現(xiàn)，可以準(zhǔn)確直觀的體現(xiàn)出樹(shù)木的生長(zhǎng)狀態(tài)和生長(zhǎng)趨勢(shì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維可視化還可以對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)，林火檢測(cè)施救，病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)等做到科學(xué)有效的檢測(cè)和管理，為整個(gè)林業(yè)的管理起到一定的指導(dǎo)作用。

[1]鄭小為，劉啟偉.可視化技術(shù)在數(shù)字倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].Cad/cam與制造業(yè)信息化，2011：27-29.

[2]吳長(zhǎng)偉，楊茹，石磊.混合數(shù)字條碼技術(shù)在林業(yè)木材數(shù)字化管理中的應(yīng)用[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，24：64-66.

Application of three dimensional visualization technology in forestry digital management system

Xin Ruiwen
Inner Mongolia Forestry Information Center

with the rapid development of computer technology and electronic technology，its application is becoming more and more extensive. In the current production and management of forestry is gradually realizing digital management，the application of computer and electronic technology will be more in-depth. It is very important to realize 3D visualization technology in forestry digital management. Based on this situation，this paper discusses the practical application of 3D visualization technology in forestry management based on forestry digital management.

3D visualization technology; forestry; digital management

TP3

A

1674-6708（2015）143-0076-01