[發明專利]一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法

有效

• 申請號: 201410313510.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104036549A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 張懷清;劉閩;白靜;蔣嫻
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院資源信息研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法，屬于合軸分枝樹木形態結構建模及三維可視化模擬技術領域。這種算法將應用于合軸分枝樹木三維可視化模擬。

背景技術

樹木可視化模擬技術的發展不僅為樹木形態結構與生長的研究提供了便利的途徑，同時也對林業的管理和決策產生至關重要的作用，具有廣泛的實用價值。上世紀70年代以來，樹木形態結構和功能模擬方面建立了大量模型，但是由于樹木種類繁多、幾何形態與結構復雜等原因，大部分樹木可視化模型都集中在單軸分枝樹種，合軸分枝樹種作為常見樹種，在樹種類型中占有很大的比例，但是合軸分枝樹木與單軸分枝樹木的形態結構特征差異明顯，形態結構相對更加復雜，目前對樹木枝系結構的分析都是從單軸分枝樹木的形態結構考慮，缺乏合軸分枝樹木的形態結構三維建模方法。

發明內容

為了克服現有技術的不足,本發明提供一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法。

一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法,通過分析合軸分枝樹木的特征，確定合軸分枝樹木的相關形態、枝系結構參數，采用迭代函數系統(Iterated?Function?System，IFS)分形算法，構建合軸分枝樹木形態結構模型及其三維可視化模擬算法，實現合軸分枝樹木形態結構的三維可視化模擬。

一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法,含有以下步驟；

步驟1，合軸分枝樹木形態結構參數確定；

步驟2，確定冠型模型及其參數；

步驟3，確定IFS因子與形態結構參數關系；

步驟4，確定合軸分枝樹木形態結構模型；

步驟5，主干及枝系結構繪制；

步驟6，合軸分枝樹木三維可視化模擬。

本發明的優點利用了合軸分枝樹木特征，通過獲取合軸分枝樹木的主要形態結構參數，提出一種適應于合軸分枝樹種木形態特征的三維可視化模擬方法。利用這種方法可以實現對合軸分枝類型的樹木形態結構的三維建模與可視化模擬。

附圖說明

當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，如圖其中：

圖1為本發明的合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬技術流程圖；

圖2為本發明的合軸分枝形態示意圖；

圖3為本發明的合軸分枝形態結構參數示意圖；

圖4為本發明的IFS因子與合軸分枝形態結構參數關系圖；

圖5為本發明的合軸分枝樹木IFS迭代過程圖；

圖6為本發明的合軸分枝樹木模型繪制過程圖；

圖7為本發明的合軸分枝樹木枝長示意圖；

圖8為本發明的樹冠計算過程流程圖；

圖9a為本發明的槐樹形態結構三維可視化模擬圖；

圖9b為本發明的槐樹形態結構三維可視化模擬圖。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

具體實施方式

顯然，本領域技術人員基于本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明的保護范圍。

實施例1：如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9a、圖9b所示，一種合軸分枝樹木形態結構三維可視化模擬方法,通過分析合軸分枝樹木的特征，確定合軸分枝樹木的相關形態、枝系結構參數，采用迭代函數系統IFS分形算法，建立合軸分枝樹木形態結構特征參數與IFS因子的關系，構建合軸分枝樹木形態結構模型及其三維可視化模擬的具體算法，實現合軸分枝樹木形態結構的三維可視化模擬，技術流程如下圖1所示：

步驟1.合軸分枝樹木形態

分枝模式可以被看作是物種生物學、分類學的一個重要特征。根據樹木分枝的組成和外部形態特點，可將常見樹木的分枝模式歸結為兩類：單軸分枝與合軸分枝。合軸分枝樹木沒有明顯的主干，其主干由許多腋芽發育而成的側枝聯合組成。以這種方式分枝的植物，具有彎曲的主軸，整個地上部分呈開張狀態，主干沒有明顯的頂端優勢。分枝植物頂芽發育一定時間后就會死亡或生長緩慢，或分化成花芽，或成為卷須等變態器官，而位于頂芽下面的側芽就取而代之，代替原來的主軸繼續發育，不斷生長形成強的側枝連接在原來的主軸上。然后生長一段時間后，這種側枝上的頂芽停止發育，又由它下面的側芽來代替，如此更迭，就形成了彎曲的主軸。常見樹種如槐樹，榆樹等。圖2為合軸分枝形態示意圖。