面向森林生長(zhǎng)的建模、計(jì)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(zhǎng)仿真技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 1
1.1 森林生長(zhǎng)仿真技術(shù)的發(fā)展 1
1.2 森林生長(zhǎng)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀 1
1.2.1 森林生長(zhǎng)仿真的建模算法 2
1.2.2 森林生長(zhǎng)仿真的形態(tài)表示技術(shù) 11
1.2.3 森林生長(zhǎng)仿真數(shù)據(jù)的管理 17
1.2.4 森林生長(zhǎng)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(zhǎng)仿真的知識(shí)表達(dá) 23
2.1 森林中植物群落的基礎(chǔ)知識(shí) 23
2.1.1 植物群落生長(zhǎng)的知識(shí)框架 23
2.1.2 植物群落知識(shí)建模概述 24
2.1.3 植物群落知識(shí)建模的特點(diǎn) 25
2.2 森林中植物群落知識(shí)的本體表達(dá)算法 25
2.2.1 植物群落知識(shí)建模的本體表達(dá)算法 25
2.2.2 植物群落知識(shí)的OWL描述 29
2.3 森林中植物個(gè)體生長(zhǎng)環(huán)境影響模型的建立及表達(dá) 30
2.3.1 個(gè)體生長(zhǎng)的植物學(xué)知識(shí) 30
2.3.2 植物學(xué)知識(shí)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(zhǎng)模型的建立及表達(dá) 46
2.4.1 種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)模型的建立及表達(dá) 46
2.4.2 種間競(jìng)爭(zhēng)模型的建立及表達(dá) 49
2.4.3 植物種群生長(zhǎng)模型的建立及表達(dá) 51
2.5 基于本體的森林群落知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn) 54
2.5.1 基于本體的森林群落知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建 54
2.5.2 基于本體的森林群落知識(shí)庫(kù)的實(shí)現(xiàn) 55
2.6 本章小結(jié) 58
第3章 大規(guī)模森林場(chǎng)景數(shù)據(jù)的組織算法 59
3.1 場(chǎng)景數(shù)據(jù)的分割 59
3.2 樹(shù)木與場(chǎng)景信息數(shù)據(jù)的外存存儲(chǔ) 60
3.2.1 樹(shù)木信息數(shù)據(jù) 60
3.2.2 場(chǎng)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(shù)木與場(chǎng)景信息數(shù)據(jù)的內(nèi)存存儲(chǔ) 67
3.3.1 樹(shù)木信息數(shù)據(jù) 68
3.3.2 場(chǎng)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(zhǎng)模型的加速計(jì)算 75
4.1 虛擬森林生長(zhǎng)計(jì)算框架 75
4.2 數(shù)據(jù)調(diào)度優(yōu)化的虛擬森林場(chǎng)景生長(zhǎng)模型快速求解 76
4.3 利用空間相似性的森林生長(zhǎng)加速計(jì)算 84
4.3.1 森林場(chǎng)景空間尺度上的相似性計(jì)算 85
4.3.2 利用空間相似性的大規(guī)模森林場(chǎng)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(jì)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(jì)算 100
4.4.3 成年樹(shù)競(jìng)爭(zhēng)的多分辨率GPU計(jì)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(shù)葉簡(jiǎn)化的多分辨率樹(shù)木模型建立算法 121
5.1.1 三維樹(shù)木葉片模型簡(jiǎn)化中的分治策略 121
5.1.2 基于視覺(jué)感知的樹(shù)葉簡(jiǎn)化排序策略 124
5.1.3 保持視覺(jué)感知的樹(shù)葉相似性的計(jì)算 125
5.1.4 應(yīng)用分析 128
5.2 幾何與圖像混合的三維樹(shù)木模型輕量化算法 133
5.2.1 基于視覺(jué)感知的三維樹(shù)木混合輕量化表達(dá)模型構(gòu)建 134
5.2.2 動(dòng)態(tài)視點(diǎn)下保持視覺(jué)感知的三維樹(shù)木模型即時(shí)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(chǎng)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)結(jié)果演示 165
6.4.2 各個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果 166
6.4.3 總體檢測(cè)結(jié)果 169
6.4.4 不同森林類型的檢測(cè)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(jì) 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(dòng)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(jì) 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