基于树型空间的三维树木模型匹配 被引量：1

1

作者 梁爽 朱作腾 贾金原 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期582-590,共9页

为解决三维树木模型的检索具有正确率低、检索效率低、描述不匹配等问题,提出一种基于树型空间的三维树木模型匹配方法。该方法通过构建三维树木模型数据集的树型空间,辅以主轴匹配,轮廓匹配,枝干匹配等方式,经过树型空间中欧氏距离和... 为解决三维树木模型的检索具有正确率低、检索效率低、描述不匹配等问题,提出一种基于树型空间的三维树木模型匹配方法。该方法通过构建三维树木模型数据集的树型空间,辅以主轴匹配,轮廓匹配,枝干匹配等方式,经过树型空间中欧氏距离和测地线度量差异值,逐步匹配到相应的三维树木模型,该方法分别在通用模型数据集和自我设计的模型数据集进行了匹配性实现,结果表明可以较大幅度提升树木模型匹配的准确率,利于三维树木模型的大规模检索和重用。 展开更多

关键词 树型空间 树木模型数据集 三维树木模型匹配 测地线

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树木模型的.X文件转换与林分建模 被引量：4

2

作者 陈宇拓 颜君萍 邓静 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期6-9,共4页

通过对.X文件结构和内核的详细解读,给出了复杂模型的.X文件转换方法,并以构建一大型林分三维场景为例,阐述了对其高效、快速建模的方法过程。针对树木和林分形态结构的多样性、复杂性和信息量大等特征,利用所建树木基础模型,快速群生... 通过对.X文件结构和内核的详细解读,给出了复杂模型的.X文件转换方法,并以构建一大型林分三维场景为例,阐述了对其高效、快速建模的方法过程。针对树木和林分形态结构的多样性、复杂性和信息量大等特征,利用所建树木基础模型,快速群生林分中树木模型及其.X文件,根据样地属性和对应.X文件建立林分三维模型。实验结果表明,利用.X文件表述复杂模型,不仅可以大大提高模拟大型复杂三维场景的速度,而且能够减少对原始数据的依赖,降低算法复杂度,提高建模效率。 展开更多

关键词 树木模型 X文件 数据交换 林分建模

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基于局部视图的三维树木模型递进检索方法 被引量：3

3

作者 范菁 李然 董天阳 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期162-171,共10页

针对现有的三维模型检索方法对树木模型存在着准确性低、语义不相符、检索速度慢的问题,为了提高三维树木模型的检索效率和准确性,提出一种基于局部视图的三维树木模型递进检索方法.该方法采用多层次的局部视图对树木模型进行组合描述,... 针对现有的三维模型检索方法对树木模型存在着准确性低、语义不相符、检索速度慢的问题,为了提高三维树木模型的检索效率和准确性,提出一种基于局部视图的三维树木模型递进检索方法.该方法采用多层次的局部视图对树木模型进行组合描述,通过简洁高效的形式突出了树木对象的树冠轮廓、枝干骨架等关键特征;然后结合视图信息对应的树木语义实现了视图特征的提取转换,强化了描述特征对树木模型的区分性;最后采用层次递进的方式组织视图特征实现了由粗略到精细的多阶段检索过程,并进一步采用动态索引机制以提升模型的检索效率.分别在通用模型与树木模型集合中进行了检索实验的结果表明,该方法能够明显地提升树木类模型的检索准确性,有助于三维树木模型的快速检索和复用. 展开更多

关键词 三维模型检索 树木模型 局部视图 递进检索

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三维树木模型及其在林分可视化中的应用 被引量：2

4

作者 贺姗姗 彭道黎 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期73-77,共5页

三维树木模型的创建直接反映了林分模拟的效果。为了能够快速真实地模拟林分,该文针对现有三维建模的技术特点,提出了基于OBJ标准模型文件的面向对象的树木三维数据模型,并论证了该模型在林分可视化中应用的正确性和高效性。

关键词 三维树木模型 OBJ模型文件 面向对象

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基于三维激光点云数据建立三维树木模型方法的研究 被引量：4

5

作者 张波 刘红伟 裴小节 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第33期20904-20905,20930,共3页

提出一种基于三维地面激光测距仪(Terrestrial LiDAR,TLiDAR)所获取点云数据重建三维树木模型的方法。利用TLiDAR点云数据构建三维树木模型的优势在于可以精确重构树木模型,精确量取树木任意部位尺寸,且免于或受到较小的外界干扰。利用... 提出一种基于三维地面激光测距仪(Terrestrial LiDAR,TLiDAR)所获取点云数据重建三维树木模型的方法。利用TLiDAR点云数据构建三维树木模型的优势在于可以精确重构树木模型,精确量取树木任意部位尺寸,且免于或受到较小的外界干扰。利用这种模型可以对树木枝叶冠幅的状况以及树干的横截面积等进行评估,在三维绿量和生物量计算上具有显著优势。 展开更多

关键词 TLiDAR 点云数据 三维树木模型 三维绿量

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基于MW-FDTD与树木精细模型的树林电波传播研究

6

作者 刘健明 陈鹏 +2 位作者 杨永钦 苏婷 迟阔 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期559-566,共8页

随着城市低空经济的提出和发展,对城市无线通信信道精细化建模仿真提出了更高的要求。特别是在无人机等应用场景中,城市树林环境对电波传播的影响不可忽略。本文首先提出了树木精细建模方法,相较于传统的树木近似建模方法,所提方法能够... 随着城市低空经济的提出和发展,对城市无线通信信道精细化建模仿真提出了更高的要求。特别是在无人机等应用场景中,城市树林环境对电波传播的影响不可忽略。本文首先提出了树木精细建模方法,相较于传统的树木近似建模方法,所提方法能够更精确地描述树木特征;其次,引入向量化滑动窗时域有限差分(moving window finite-difference time-domain,MW-FDTD)方法,提高了树林电波传播问题的计算效率;最后,针对两类典型城市植被环境,进行了树林电波传播测量,并将测量数据与数值仿真结果进行了对比。数据对比结果表明,与传统MW-FDTD相比,向量化MW-FDTD具有更高的计算效率;与树木近似模型相比,树木精细模型的仿真结果与实测数据的均方根误差更小。 展开更多

关键词 传播模型 时域有限差分(FDTD)法 滑动窗 树木模型 电波传播特性

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基于树木定量结构模型的单木参数提取及生物量估测

7

作者 于磊 徐佳佳 +4 位作者 倪辰 孔令瑗 黄庆丰 刘华 唐雪海 《华南农业大学学报》 北大核心 2025年第3期379-389,共11页

【目的】以安徽省天马国家级自然保护区内落叶阔叶林为研究对象,探究在复杂林境下树木定量结构模型利用无人机激光雷达数据进行单木生物量估测的应用潜力。【方法】通过地面调查和无人机获取样地与激光雷达点云数据,其中以地面数据为实... 【目的】以安徽省天马国家级自然保护区内落叶阔叶林为研究对象,探究在复杂林境下树木定量结构模型利用无人机激光雷达数据进行单木生物量估测的应用潜力。【方法】通过地面调查和无人机获取样地与激光雷达点云数据,其中以地面数据为实测参照数据。采用相对最短路径算法对雷达数据进行分割,利用树木定量结构模型提取分割后单木点云的树木参数(胸径、主干体积、枝干体积、分支数、冠层基部高度、冠层面积、冠层体积以及冠幅),并使用Pearson相关系数以及方差膨胀因子对参数进行变量筛选,最后构建基于3种机器学习算法的单木生物量估测模型。【结果】基于随机森林(RF)构建的生物量模型训练效果最佳(R^(2)=0.8800,RMSE=192.81 kg,rRMSE=29.88%),多层感知机(MLP)训练效果(R^(2)=0.8200,RMSE=236.48 kg,rRMSE=36.65%)与支持向量机(SVM)较为相近(R^(2)=0.8100,RMSE=243.67 kg,rRMSE=37.77%)。【结论】本文证实了从树木定量结构模型中所提取的树木参数能在落叶期阔叶树种中构建出精度较高的生物量估测模型,可以为复杂森林环境下的资源调查提供新方法。 展开更多

关键词 无人机激光雷达 树木定量结构模型 生物量估测 树木参数

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基于三维分枝模型的树木模拟 被引量：7

8

作者 朱岳 邹北骥 +1 位作者 刘洁 周洁琼 《计算机工程与科学》 CSCD 2006年第7期46-48,52,共4页

虚拟自然场景的实时生成一直是图形学研究领域中一个富有挑战性的难题,作为自然场景的重要组成部分,树木的模拟也得到了广泛的重视。本文在实际建模中以三维分枝模型为基础,与随机繁衍L系统相结合,对树木模型进行了一些改进。将光源和... 虚拟自然场景的实时生成一直是图形学研究领域中一个富有挑战性的难题,作为自然场景的重要组成部分,树木的模拟也得到了广泛的重视。本文在实际建模中以三维分枝模型为基础,与随机繁衍L系统相结合,对树木模型进行了一些改进。将光源和重力的影响加入枝段的模型中,使生成树木的形态更加逼真;改进了分枝模式,使得生成树木的随机性得到加强;在绘制时根据不同距离选择不同复杂度的树木模型,加快了渲染的速度。 展开更多

关键词 树木模型 三维分枝模型 随机繁衍L系统 多分辨率

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树木气弹模型风致响应特性的风洞试验研究

9

作者 郝艳峰 黄斌 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期21-34,I0001,共15页

为研究风荷载作用下树木的风致位移响应特性,揭示不同尺度阵风与树木风致位移的相互关系,基于满足主要相似要求的树木缩尺气弹模型,参照工程科学数据集ESDU 85020,在风洞中构建相应风场,通过同步测量风速、树冠中心位移和树干位移,开展... 为研究风荷载作用下树木的风致位移响应特性,揭示不同尺度阵风与树木风致位移的相互关系,基于满足主要相似要求的树木缩尺气弹模型,参照工程科学数据集ESDU 85020,在风洞中构建相应风场,通过同步测量风速、树冠中心位移和树干位移,开展了树干-树冠-风速三者之间的相互关系和时频特征研究。结果表明:树冠中心位移、树干位移、风速三者之间呈正相关关系,三者之间的互功率谱密度函数解释了其时域和振型特征;树冠中心位移和树干位移均以顺风向为主;树叶数量增加到一定程度时可以减缓树冠中心位移,但是不能减缓树干位移;树冠中心和树干位移的脉动特性主要受树冠频率控制,树冠中心和树干的风致位移响应主要受大尺度阵风控制,满足准定常假设。 展开更多

关键词 树木气弹模型 风洞试验 动力特性 风致响应特性 大尺度阵风

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风载荷下树木稳定性的无损评估方法 被引量：1

10

作者 谭旭 张潇巍 +3 位作者 李爽 吕生华 徐凌飞 文剑 《森林工程》 北大核心 2024年第2期127-141,共15页

为解决树木在风载荷下易发生安全事故,造成人员伤亡和财产损失的问题,研究一种基于无损重构技术和有限元分析的风载荷下树木稳定性的评估方法,通过探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)无损获取根系构型,结合三维重构技术和阻力公... 为解决树木在风载荷下易发生安全事故,造成人员伤亡和财产损失的问题,研究一种基于无损重构技术和有限元分析的风载荷下树木稳定性的评估方法,通过探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)无损获取根系构型,结合三维重构技术和阻力公式构建风载荷下的树木模型,根据模型的有限元分析结果评估树木稳定性状况。通过仿真和对古侧柏(Platycladus orientalis)现场试验,分析不同根系构型和不同土壤参数对树木稳定性的影响。结果表明,水平浅根和土壤参数是影响树木稳定性的2个重要因素,得到与现有研究中相同的等效应力变化趋势。研究证明GPR所获取的根系构型可以作为树木稳定性的重要评价指标,验证研究结果在实际树木风险评估工作中的可行性。 展开更多

关键词 根系锚固结构 树木稳定性 探地雷达(GPR) 树木模型 Ansys 有限元法 侧柏

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基于复杂外力与数据驱动的树木运动学模型构建

11

作者 于舜 夏炎 +1 位作者 姜柳 王洪江 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期438-445,共8页

针对当前模型在表现树木各分支对象摆动、断裂等形态方面效果较差的问题,提出了基于运动学模型的树木动态建模方法.根据自然界中的复杂外力与重力之间的合力关系,获得各分支对象在碰撞前的角度、速度等特征量;采用运动学原理获得撞击力... 针对当前模型在表现树木各分支对象摆动、断裂等形态方面效果较差的问题,提出了基于运动学模型的树木动态建模方法.根据自然界中的复杂外力与重力之间的合力关系,获得各分支对象在碰撞前的角度、速度等特征量;采用运动学原理获得撞击力,并分析其与断裂极限值之间的关系,从而描绘各分支对象在运动轨迹中与其他对象发生碰撞后,各对象的摆动、断裂等形态.实验模拟结果表明,采用基于运动学模型模拟出的效果,其树木运动姿态流畅逼真,实时代价小,模拟效果较好. 展开更多

关键词 树木运动学模型 正向碰撞 侧向碰撞 摆动 断裂极限 撞击力 复杂外力 运动轨迹

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基于机载LiDAR数据的三维树木建模方法 被引量：4

12

作者 陈卓 马洪超 邬建伟 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第4期1-3,共3页

提出一种基于机载激光雷达系统LiDAR数据树木可视化建模的方法。利用机载LiDAR数据的特点,结合L-系统分形的思想,对传统的L-系统方法进行随机化、参数化的扩展和改进,由此对数据进行建模。针对LiDAR数据分布空间由内到外的层次特点,采... 提出一种基于机载激光雷达系统LiDAR数据树木可视化建模的方法。利用机载LiDAR数据的特点,结合L-系统分形的思想,对传统的L-系统方法进行随机化、参数化的扩展和改进,由此对数据进行建模。针对LiDAR数据分布空间由内到外的层次特点,采取分步的建模策略,在外层建立从LiDAR数据中提取L-系统参数的方法。实验结果表明,该方法具有较好的建模效果,适用于三维数字城市、虚拟现实以及林业领域。 展开更多

关键词 LiDAR系统 点云数据 参数化L-系统 三维树木模型

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三维树木的真实感模拟 被引量：6

13

作者 金小进 马尧海 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第8期1753-1756,共4页

为了降低虚拟场景中树木等非规则景物的模拟难度,提出了一种基于L系统的树木模拟方法。针对树木真实感不足的问题,提出了4种改进方法。在阐述了L系统的基本思想的基础上,构造了三维树木模型,引入随机性使树木生成各种形态,模拟了风力影... 为了降低虚拟场景中树木等非规则景物的模拟难度,提出了一种基于L系统的树木模拟方法。针对树木真实感不足的问题,提出了4种改进方法。在阐述了L系统的基本思想的基础上,构造了三维树木模型,引入随机性使树木生成各种形态,模拟了风力影响下的树木形态,通过LOD技术和阴影效果提高了树木绘制的真实感。实验结果表明,该方法可以有效地模拟具有多种形态的树木,同时使树木的真实感更强。 展开更多

关键词 真实感 L系统 树木模型 随机性 细节层次 风力 阴影

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树木形态结构的三维建模方法研究 被引量：1

14

作者 陈宇拓 颜君萍 +1 位作者 邓静 管西鹏 《西部林业科学》 CAS 2015年第2期1-8,共8页

树杆与树叶是构建树木3D模型的2个要素,相关的建模方法很多,但普遍存在建模的真实度不高和建模效率较低等不足,或是难以同时解决存在的二者兼顾的问题。本项研究提出了基于少量特征参数和变量控制,构建任意变形与光滑连接的树干方法,以... 树杆与树叶是构建树木3D模型的2个要素,相关的建模方法很多,但普遍存在建模的真实度不高和建模效率较低等不足,或是难以同时解决存在的二者兼顾的问题。本项研究提出了基于少量特征参数和变量控制,构建任意变形与光滑连接的树干方法,以及基于树叶图像处理的树叶精细智能绘制和简易表达模拟方法,这些方法为树木的精准和高效建模提供了一个有效的途径。结果表明,本项研究提出的方法建模速度快,构建的树木模型真实度高,效果更好,并具有很强的建模灵活性和很好的可交互性。 展开更多

关键词 树木模型 特征参数 变量控制 可视化建模 快速建模

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基于SketchUp模型的武夷山区优势树种建模 被引量：3

15

作者 冯婉玲 陈水飞 +1 位作者 何立恒 吴迪 《森林工程》 2019年第1期22-28,共7页

为了研究如何绘制虚拟环境中的真实植被模型,利用SketchUp进行树木的三维建模,以实验区10个优势树种为例,先精确绘制单株植物,再分块建立成片植被景观模型,以不同视图展出,最后进行建模结果分析,得到植被树种组成分布格局。从建立的模... 为了研究如何绘制虚拟环境中的真实植被模型,利用SketchUp进行树木的三维建模,以实验区10个优势树种为例,先精确绘制单株植物,再分块建立成片植被景观模型,以不同视图展出,最后进行建模结果分析,得到植被树种组成分布格局。从建立的模型图来看,实验区的中小型树种较多,大型树木较少,推断实验区新生树木多,植物生长势头较好;整体来看,米槠和甜槠占有绝对优势。本文采用SketchUp模拟出单个树木的形态,并考虑环境因素设置树木形态参数,较好地模拟树木,使树木形象化、信息化和简单化。分块进行树木的建模,不仅简化建模过程、易于完善模型和集成模型,还使电脑运行负担降低,加快软件运行速度。最后拼合成整体,较好地实现了林分可视化,为林业科学研究提供参考。 展开更多

关键词 树木模型 SKETCHUP 分块建模 视图展示

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基于地面激光雷达点云的单木骨架提取算法

16

作者 刘潇然 徐爱俊 +1 位作者 周素茵 叶俊华 《浙江农林大学学报》 北大核心 2025年第4期684-693,共10页

【目的】提出一种基于地面激光雷达点云的树木骨架提取方法,以实现高精度和高还原度的树木三维重建。【方法】针对分割后的单株树木点云,首先采用希尔伯特曲线进行下采样和降噪处理,以提高计算效率并去除噪声。在完成枝叶分离并获得完... 【目的】提出一种基于地面激光雷达点云的树木骨架提取方法,以实现高精度和高还原度的树木三维重建。【方法】针对分割后的单株树木点云,首先采用希尔伯特曲线进行下采样和降噪处理,以提高计算效率并去除噪声。在完成枝叶分离并获得完整枝干点云后,应用语义拉普拉斯收缩算法提取树木的初始骨架。最后通过树枝平滑技术对骨架进行优化,从而获得高保真、拓扑正确的树木骨架结构。【结果】相比传统方法,该方法提取的骨架节点数平均高12.3%,点云间隔精度平均提升42.0%,达0.011~0.021m。该方法在拓扑完整性和细节保留方面具有显著优势,同时结合树枝平滑优化技术,进一步增强了骨架的连续性和自然形态。【结论】该方法能够有效克服传统骨架提取算法的局限性,鲁棒性和准确性显著提升,可为植物表型分析、树木长势评估等应用提供高保真的树木骨架数据支撑。 展开更多

关键词 地面激光雷达 枝叶分离 骨架提取 树木几何模型

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Elman动态递归神经网络在树木生长预测中的应用 被引量：16

17

作者 刘永霞 冯仲科 杜鹏志 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期99-103,共5页

该文充分考虑树木生长所特有的动态性、随机性和非线性,以及Elman动态递归模型的结构特点,获取北京山区油松解析木生长数据,分别建立了Elman型树木胸径生长和树高生长的神经网络动态模型.研究表明,Elman动态递归模型对非线性问题建模具... 该文充分考虑树木生长所特有的动态性、随机性和非线性,以及Elman动态递归模型的结构特点,获取北京山区油松解析木生长数据,分别建立了Elman型树木胸径生长和树高生长的神经网络动态模型.研究表明,Elman动态递归模型对非线性问题建模具有很好的拟和性和仿真性,其中,用于胸径生长建模时,其拟和精度达到99.45%,仿真精度达到99.42%;用于树高生长建模时,拟和精度达到97.30%,仿真精度达到97.29%,而且其拟和和仿真曲线均为"S"形,符合树木生长规律.进一步对Elman动态模型和常规BP静态模型比较发现,Elman模型具有更好的拟和性、预测性和稳定性. 展开更多

关键词 树木生长模型 Elman型胸径动态模型 Elman型树高动态模型 BP网络 非线性拟和 北京山区 油松

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鹅掌楸树木直径动态变化及其对气象因子的响应

18

作者 张宝玉 叶兰芝 +2 位作者 陈爱军 胡佳成 李东升 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期52-57,共6页

为了探讨鹅掌楸(Liriodendron chinense)径生长量对气象因子的响应,以及树木直径生长的变化规律,运用差动电动传感器(3210801,TESA,瑞士),对鹅掌楸不同部位的直径生长量进行连续监测。结果表明:(1)在不同天气状态下,树木直径有两种典型... 为了探讨鹅掌楸(Liriodendron chinense)径生长量对气象因子的响应,以及树木直径生长的变化规律,运用差动电动传感器(3210801,TESA,瑞士),对鹅掌楸不同部位的直径生长量进行连续监测。结果表明:(1)在不同天气状态下,树木直径有两种典型的动态变化模式。天气降水时,树木直径持续扩张;天气晴朗时,树木直径明显经历收缩、恢复、扩张的过程。(2)树木直径日波动量在不同部位、不同季节显著差异。夏季树木直径收缩启动时间早于冬季,树干上部的直径日变幅最大,变化幅度-50～400μm,树干基部最小,变化幅度-120～200μm;冬季不同部位的树木直径日变幅趋势相近,变化幅度-30～30μm;不同部位的树木直径日变化存在时滞现象,时滞范围0～75 min,且测量点越低滞后越明显;不同季节,树木直径日变化时滞现象的主导因素不同。(3)树木直径波动量与气象因子显著相关,且滞后于气象因子,树木直径—气候学关系的多元回归分析模型显示,其对树木直径实测值的解释率为84.9%,考虑时滞现象后修正模型的模拟精度提高到90.3%。 展开更多

关键词 气象因子 径生长量 树木直径-气候学模型 时滞现象

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一种计算机模拟的针阔林木抗风性能分析

19

作者 袁星月 方文杰 +2 位作者 张怀清 安锋 云挺 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期158-169,共12页

自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏,分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性,更好地理解如何减轻风的影响。以阔叶树和针叶树为原型,提取了二者叶团簇和枝干构造的特点,建立两种结构不同的树木模型,组合成树林模... 自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏,分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性,更好地理解如何减轻风的影响。以阔叶树和针叶树为原型,提取了二者叶团簇和枝干构造的特点,建立两种结构不同的树木模型,组合成树林模型,在3个不同叶面积密度下进行风力作用下的仿真模拟实验。分别使用改进的k-ε双方程模型和k-ω双方程模型以设置风环境,并且用龙格-库塔法分析求解湍流模型。k-ε双方程模型下,当叶面积密度分别为1,5和10 m~2/m~3时,阔叶林背风侧20 m处的最低风速与入口风速相比下降了49.60%,67.23%和80.40%,针叶林分别为55.13%,68.90%和78.29%。k-ω双方程模型展示了阔叶树林内部风场的复杂性。结果表明,叶面积密度与树林挡风能力之间是非线性关系,树林的挡风能力随叶面积密度的上升而增强,增强到一定程度后上升幅度减缓。不同的树木结构会导致风场的变化,影响同等强度风荷载下的受损概率和挡风能力。叶面积密度高、树冠体积大的树木更容易在强风中受到损害。 展开更多

关键词 数值模拟 树木结构模型 风环境 计算流体动力学(CFD) 防风林

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基于圆柱面投影的树干表面重建算法 被引量：2

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作者 尤磊 唐守正 宋新宇 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2016年第6期812-819,共8页

[目的]树干在林业生产与科研中具有重要的地位,树干表面重建对森林可视化与树干参数提取具有重要意义,本研究以重建树干的精确表面模型为目的。[方法]提出了一种基于圆柱面投影的树干表面重建算法,算法以连续的多个树干分段为重建单元,... [目的]树干在林业生产与科研中具有重要的地位,树干表面重建对森林可视化与树干参数提取具有重要意义,本研究以重建树干的精确表面模型为目的。[方法]提出了一种基于圆柱面投影的树干表面重建算法,算法以连续的多个树干分段为重建单元,以重建单元的质心与直径构建圆柱面,通过将树干点云投影至圆柱面,再将圆柱面点云延伸展开得到平面点集,由平面点集Delaunay三角网的连接关系构建重建单元的不规则三角网表面,连接相邻重建单元的树干表面以获取树干整体的表面模型。[结果]在树皮粗糙程度各异的3种树干点云上的实验表明:重建的树干表面能清晰地展示外业时标注的信息,能有效地反映树干表面的褶皱凸凹特征,具有更好的可视化效果;通过从重建表面上定量提取直径的精确性评价表明:与围尺实测直径相比,从本文提出的基于圆柱面投影重建的树干表面上提取树干直径的RMSE为0.14 cm,比基于切平面投影重建方法更精确。[结论]本文提出的算法是一种简单高效的树干表面重建算法,无需计算法向量、重建的树干表面上三角形数量较少,且能有效地还原树干表面的凸凹特征,适用于树干表面的精确重建、精确可视化与树干参数提取。 展开更多

关键词 树干 树木模型 DELAUNAY三角网 表面重建 圆柱面

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