面向智慧森林平台的三维GIS关键技术及应用研究

发布时间：2020-04-24 21:11

【摘要】：随着城市工业化进程的加快,环境问题日渐显著,对景观绿化和生态建设的要求逐渐提升。实时监测森林环境的手段逐步由手工监测向自动化监测转变,自动连续监测系统和计算机技术在森林环境监测中得到了广泛应用。GIS技术在森林环境监测应用领域发挥着先导作用。由于三维GIS的不断发展,三维GIS技术在智能森林监测系统中的应用已成为智慧森林发展的趋势。基于无线传感网络的数据采集系统能够快速地采集到各项环境数据并通过无线通信的方式传送到基站,而三维GIS作为空间数据处理分析的技术工具,已发展成为强大的数据处理系统。针对目前三维森林监测系统存在的诸多问题,例如三维模型仿真度低,环境数据实时监测功能欠缺等。本文阐明了三维GIS在智慧森林信息管理中应用的一种新兴模式,即将无线传感器网络与三维GIS技术相耦合,以实现森林环境的环境实时监控和可视化时空表达。首先,以实际调查、实地测量、利用已有资料等方法获取森林相关数据,构建森林三维模型。然后,根据森林环境监测的需求,建立森林环境无线传感器网络,并在网络中使用数据融合算法提高数据质量。其次,对三维森林监测平台进行需求分析,在此基础上开发并实现了该系统的主要功能。在三维景观可视化及数据分析的基础上,增加森林实时监测功能。将无线传感网络监测获得的数据发送到三维GIS系统来处理该数据,并将数据在三维模型上实时展示,以达到实时地采集数据、处理信息、更新数据、分析数据以及判断森林环境健康状况的目的。弥补了传统森林信息监测模式中存在的缺陷,使得森林管理决策更加科学和合理。此外,通过设计多个实验,对三维森林监测平台的可行性进行验证。最后,总结了三维森林监测系统仍然存在的问题与挑战,并验证了可以通过三维森林监测平台判断森林环境状况。
【图文】：

显示方式

第 2章三维 GIS及森林监测技术面模型：角网(TIN)模型。TIN 模型通过采集点与具有表据一定规则对离散点进行三角形分析，以形成连从而实现空间实体表面的三维性。TIN 模型最突完成具有大波动的表面特征的地物描述性工作可以在特定分辨率下以更少的空间和时间更准确形起伏较弱的情况下，Gird 数据模型会产生数据好克服这一问题。由两部分组成，分别是三维坐标和连接点组成的成一个接一个的表面，显示方式如图 2-2 所示。

显示方式

图 2-3 Gird 的显示方式Figure 2-3 Gird display边界表示(B-rep)模型。B-rep 模型的基本思想是将物体定义包围的有限空间。一个对象可以用它的一组面来表示。B-re环一边一点的层次，包含了几何形体构成所需的的所有几何调形体外部形状的细节，并详细记录组成几何形体的所有几层记录面、边和顶点的信息，建立层之间的连接。界表示模型(B-rep)中，，空间实体由一组面组成，这些面由连合区域表示。线段由起点到终点描述，并且由一组三维坐标值（三维空间位置。示模型的数据结构呈网状，具有较大的形体覆盖区域，并点和它们之间相互关系的信息。这些信息对绘图和图形显示法通过人机交互方便了对象模型的局部修改。然而，由于它几何对象的整体表达能力很差。关于实体生成过程的信息不
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5;S771.8

【参考文献】