杉木人工林采伐作业可视化模拟研究

论文摘要

森林是人类赖以生存和发展的环境,是高度复杂的生态系统。森林不仅具有复杂的空间结构,而且更新的周期很长,错误的决策将可能导致生态和经济的灾难。可视化技术可超越时间与空间的限制,为森林资源管理与经营提供了新的平台。结合攸县黄丰桥国有林场的森林经营方案和相关的森林经营技术规程,研究在虚拟森林环境中对森林采伐作业进行流程模拟和森林采伐作业可视化模拟。进一步研究具体的采伐作业对森林的影响并在可视化环境中观察其对虚拟森林的影响和改变。结合虚拟森林环境中的林木的位置、胸径和树高等信息,分析森林采伐作业对森林空间结构、林场景观格局和森林经济效益的影响。采伐作业对林分空间结构的影响分析主要考虑了林分竞争条件和林分空间格局的影响。森林景观格局影响分析主要考虑景观多样性指数和破碎化指数。研究林木造材技术,在此基础上核算杉木人工林经营过程的经济效益,分析整个森林经营过程的投入产出。主要核算整个经营流程中投入产出的净现值和净收益。对比不同经营方案中不同作业的经营模拟效果,如经济总体投入产出及可视化场景中的森林景观在经营前后的变化,对森林经营辅助决策进行了尝试性的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关理论介绍
• 1.2.1 森林采伐作业概述
• 1.2.2 可视化技术
• 1.2.3 森林经营可视化模拟技术
• 1.3 国内外研究现状及评述
• 1.3.1 森林可视化环境构建研究现状
• 1.3.2 森林经营可视化模拟现状
• 1.4 研究目的和意义
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 1.4.3 项目来源和经费支持
• 1.5 主要研究内容
• 1.5.1 森林虚拟环境构建技术
• 1.5.2 杉木人工林采伐作业可视化模拟过程
• 1.5.3 杉木人工林采伐作业经济效益评价
• 1.6 研究方法与技术路线
• 1.6.1 研究方法
• 1.6.2 研究技术路线图
• 1.7 需要解决的主要问题
• 第二章 虚拟森林环境构建技术研究
• 2.1 研究区域和数据源
• 2.1.1 基础地理数据
• 2.1.2 林分信息
• 2.1.3 三维模型和纹理数据
• 2.2 虚拟森林环境构建技术
• 2.2.1 林相图信息提取
• 2.2.2 林分结构规律模拟
• 2.2.3 林分空间位置信息模拟
• 2.2.4 林分生长模拟
• 2.2.5 林分竞争模型
• 2.2.6 使用DEM 模拟三维地形
• 2.2.7 三维场景模拟
• 2.3 模拟结果
• 第三章 杉木人工林采伐作业可视化模拟技术研究
• 3.1 杉木人工林主伐作业可视化模拟
• 3.1.1 杉木人工林主伐作业流程模拟
• 3.1.2 杉木人工林主伐作业可视化模拟
• 3.2 杉木人工林间伐作业可视化模拟
• 3.2.1 杉木人工林间伐作业流程模拟
• 3.2.2 杉木人工林间伐作业可视化
• 第四章 基于虚拟环境的森林采伐作业效果评价
• 4.1 采伐活动对林分空间结构的影响分析
• 4.1.1 竞争分析
• 4.1.2 空间分布格局分析
• 4.2 基于经济效益的森林采伐作业经营效果评价
• 4.2.1 经济效益评价的相关概念
• 4.2.2 林木造材模拟研究
• 4.2.3 基于木材收益的森林采伐作业效益评价研究
• 4.2.4 基于木材收益的森林采伐作业效益评价模块设计
• 4.3 采伐活动对景观格局的影响
• 4.3.1 森林景观格局分析方法
• 4.3.2 虚拟森林中森林采伐对森林景观格局的影响分析
• 4.4 基于虚拟环境的森林采伐作业效果评价实例
• 4.4.1 研究区数据收集
• 4.4.2 林分结构影响分析
• 4.4.3 经济效益影响分析
• 4.4.4 景观格局影响分析
• 第五章 杉木人工林采伐作业可视化模拟系统开发
• 5.1 森林采伐作业可视化模拟系统设计
• 5.1.1 系统体系结构
• 5.1.2 系统的开发环境
• 5.1.3 系统运行环境
• 5.1.4 系统框架设计
• 5.2 系统开发
• 5.2.1 系统功能结构图
• 第六章 杉木人工林采伐作业可视化模拟实例
• 6.1 实验区概况
• 6.2 森林采伐作业可视化模拟
• 6.2.1 抚育间伐模拟
• 6.2.2 主伐模拟
• 6.3 森林采伐作业效果评价
• 6.3.1 森林采伐作业对空间结构影响分析
• 6.3.2 森林采伐经济效益评价
• 6.3.3 基于木材收益的森林经营作业决策支持
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 7.3 展望
• 参考文献
• 在读期间的学术研究
• 致谢
• 摘要