面向森林生長的建模、計算和仿真技術(shù)

目錄
“智能科學(xué)技術(shù)著作叢書”序
前言
第1章 森林生長仿真技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 1
1.1 森林生長仿真技術(shù)的發(fā)展 1
1.2 森林生長仿真技術(shù)的現(xiàn)狀 1
1.2.1 森林生長仿真的建模算法 2
1.2.2 森林生長仿真的形態(tài)表示技術(shù) 11
1.2.3 森林生長仿真數(shù)據(jù)的管理 17
1.2.4 森林生長仿真系統(tǒng)的構(gòu)建 19
1.2.5 主要研究工作 21
第2章 森林生長仿真的知識表達(dá) 23
2.1 森林中植物群落的基礎(chǔ)知識 23
2.1.1 植物群落生長的知識框架 23
2.1.2 植物群落知識建模概述 24
2.1.3 植物群落知識建模的特點(diǎn) 25
2.2 森林中植物群落知識的本體表達(dá)算法 25
2.2.1 植物群落知識建模的本體表達(dá)算法 25
2.2.2 植物群落知識的OWL描述 29
2.3 森林中植物個體生長環(huán)境影響模型的建立及表達(dá) 30
2.3.1 個體生長的植物學(xué)知識 30
2.3.2 植物學(xué)知識的本體表達(dá) 34
2.3.3 環(huán)境影響模型的建立 40
2.3.4 環(huán)境影響模型的本體表達(dá) 44
2.4 森林中植物種群生長模型的建立及表達(dá) 46
2.4.1 種內(nèi)競爭模型的建立及表達(dá) 46
2.4.2 種間競爭模型的建立及表達(dá) 49
2.4.3 植物種群生長模型的建立及表達(dá) 51
2.5 基于本體的森林群落知識庫的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn) 54
2.5.1 基于本體的森林群落知識庫的構(gòu)建 54
2.5.2 基于本體的森林群落知識庫的實(shí)現(xiàn) 55
2.6 本章小結(jié) 58
第3章 大規(guī)模森林場景數(shù)據(jù)的組織算法 59
3.1 場景數(shù)據(jù)的分割 59
3.2 樹木與場景信息數(shù)據(jù)的外存存儲 60
3.2.1 樹木信息數(shù)據(jù) 60
3.2.2 場景信息數(shù)據(jù) 64
3.2.3 外存數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 66
3.3 樹木與場景信息數(shù)據(jù)的內(nèi)存存儲 67
3.3.1 樹木信息數(shù)據(jù) 68
3.3.2 場景信息數(shù)據(jù) 74
3.4 本章小結(jié) 74
第4章 大規(guī)模虛擬森林生長模型的加速計算 75
4.1 虛擬森林生長計算框架 75
4.2 數(shù)據(jù)調(diào)度優(yōu)化的虛擬森林場景生長模型快速求解 76
4.3 利用空間相似性的森林生長加速計算 84
4.3.1 森林場景空間尺度上的相似性計算 85
4.3.2 利用空間相似性的大規(guī)模森林場景快速生成 89
4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 93
4.4 基于CUDA的森林演化并行加速計算 96
4.4.1 森林演化并行加速思想的提出 97
4.4.2 種子分布并行優(yōu)化計算 100
4.4.3 成年樹競爭的多分辨率GPU計算加速 111
4.5 本章小結(jié) 120
第5章 支持虛擬森林快速仿真的可視化技術(shù) 121
5.1 基于樹葉簡化的多分辨率樹木模型建立算法 121
5.1.1 三維樹木葉片模型簡化中的分治策略 121
5.1.2 基于視覺感知的樹葉簡化排序策略 124
5.1.3 保持視覺感知的樹葉相似性的計算 125
5.1.4 應(yīng)用分析 128
5.2 幾何與圖像混合的三維樹木模型輕量化算法 133
5.2.1 基于視覺感知的三維樹木混合輕量化表達(dá)模型構(gòu)建 134
5.2.2 動態(tài)視點(diǎn)下保持視覺感知的三維樹木模型即時重構(gòu) 140
5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 144
5.3 大規(guī)模森林場景的快速漫游算法 152
5.3.1 基于視點(diǎn)的調(diào)度算法 152
5.3.2 場景數(shù)據(jù)的并行調(diào)度 153
5.4 本章小結(jié) 156
第6章 基于LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)的單木檢測算法 157
6.1 基本流程 158
6.2 基于梯度方向聚類的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)單木檢測算法 159
6.2.1 LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)柵格化 159
6.2.2 基于方向梯度的聚類 161
6.2.3 單木的選取和參數(shù)的確定 162
6.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 163
6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 164
6.4.1 檢測結(jié)果演示 165
6.4.2 各個實(shí)驗(yàn)區(qū)域的檢測結(jié)果 166
6.4.3 總體檢測結(jié)果 169
6.4.4 不同森林類型的檢測結(jié)果 170
6.5 本章小結(jié) 170
第7章 虛擬森林仿真系統(tǒng)的構(gòu)件化集成技術(shù) 171
7.1 虛擬森林仿真構(gòu)件的設(shè)計 171
7.1.1 仿真構(gòu)件規(guī)格 171
7.1.2 仿真構(gòu)件接口 174
7.1.3 仿真構(gòu)件實(shí)現(xiàn) 175
7.2 業(yè)務(wù)流程驅(qū)動的虛擬森林仿真構(gòu)件組裝與集成算法 176
7.2.1 仿真構(gòu)件組裝框架設(shè)計 176
7.2.2 仿真構(gòu)件組裝與集成 179
7.3 本章小結(jié) 183
參考文獻(xiàn) 184