基于OpenGL和VC 的杨树苗三维可视化研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

近年来,随着科学计算可视化技术的发展,人们对于树木生长机理的研究日益深入。

树木三维可视化是将树木的形态结构以及生长随环境变化的过程在计算机中进行直接的计算和模拟,对于促进林业的信息化建设和科学管理具有重要意义。

而且在数字植物建设、虚拟景观规划设计、三维游戏开发和影视动画设计等诸多领域都有广阔的应用前景。

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2. 国内外研究现状分析

1.国外研究1984年,Alvy Ray Smith等人把L系统与可视化相结合形成了文法构图法,用此方法来模拟植物的结构生长,通过改进此方法,Philippe de Reffye等人提出许多以L系统为基础的树木形态仿真算法。

1988年,Philippe de Reffye等人首次采用了AMAP模型建立法,通过加入植物光照环境、生存空间、生长趋势等要素来真实还原出植物生长情况。

1996年,Mech等人提出了允许树木与其生长地理环境互相间进行信息传递的可视化模型结构,由于加入不同树木受到的光照强弱,不同叶片的占用空间,树根吸收的养分等环境因素,从而使所建立的树木模型更贴近实际生长规律。

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3. 研究的基本内容与计划

1)点云数据获取为获得准确的树木三维可视化数据,基于激光点云数据法实现树木三维可视化技术采集的数据比摄像机采集数据多,且受光照影响较小。

点云数据法实现树木三维可视化主要有基于激光扫描、雷达、ToF相机等采集单株或者森林,获得树木的三维点云数据,根据采集的树木三维点云数据实现树木的可视化。

本研究通过激光扫描仪扫描获得杨树苗点云数据,并以PLY文件格式保存。

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4. 研究创新点

1)利用基于激光扫描的三维点云数据进行三维重构,可视化效果较真实。

2)将杨树苗三维可视化与杨树苗生长参数信息相结合,数据查看方便,用户界面友好。

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