[发明专利]一种基于关系模型的林分生长建模方法

摘要

本发明涉及一种基于关系模型的林分生长建模方法，该方法包括下述步骤(1)构建树木枝干，将枝干视为由单个或若干个圆台结构组成的模型；(2)控制枝干弯曲，通过调整所述若干个圆台的相对位置来控制枝干的弯曲程度，将树木枝干的形状拟合成抛物线集合，相邻圆台之间做光滑拼接处理；(3)控制树枝的仰角，在枝干上设置树枝，将树枝的仰角设定为服从正态分布规律，并通过一个概率密度函数结合随机函数确定树枝的初始仰角；(4)控制树枝的方位角，使用混沌函数控制树枝的方位角；(5)绘制叶子，在树枝上设置叶子采用图像矢量化与三角化剖分或树叶照片透明化高效处理；(6)建立树木生长模型；(7)建立林分生长模型。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果基于树木少量实测数据的建模，在实现高效快捷建模的同时，能够最真切地模拟树木和林分。

主权项

一种基于关系模型的林分生长建模方法，其特性在于包括下述步骤：(1)构建杉树的树木枝干，将枝干视为由单个或若干个圆台结构组成的模型；(2)控制杉树枝干弯曲，通过调整所述若干个圆台的相对位置来控制枝干的弯曲程度，将树木枝干的形状拟合成抛物线集合，相邻圆台之间做光滑拼接处理；(3)控制杉树树枝的仰角，在枝干上设置树枝，将树枝的仰角设定为服从正态分布规律，并通过一个概率密度函数结合随机函数确定树枝的初始仰角；其中，树枝生长的仰角指与父级枝的夹角，普遍适合正态分布规律，集中在0‑90°区间，用正态分布函数作为树枝仰角概率密度：ϵ=e-(θ-θ0)2δa2---(I)]]>其中，θ0＝35表示树枝仰角为35°，且在偏离35°方向上的出现概率逐渐减小；θ∈[0,75]表示树枝仰角变化范围，δ和a为不同树种树枝仰角的特征参数；这里杉木取δ＝1和a＝0.5，因为杉木树枝仰角分布比较规律，且集中于35°的位置；(4)控制杉树树枝的方位角，使用混沌函数控制树枝的方位角；(5)绘制杉树叶子，在树枝上设置叶子，在树枝上设置叶子采用图像矢量化与三角化剖分或树叶照片透明化高效处理；(6)建立杉树生长模型：构建过程为，按胸径分别将不同生长期的枝底半径、枝顶半径、枝长、子枝个数作为空间向量，得到一系列空间向量，把胸径作为参数，运用三次或五次Bezier曲线进行拟合，构建树木各部件之间和各部件与时间的曲线方程；(7)建立林分生长模型：根据建立的杉树生长模型建立林分生长模型。