基于3s技术的渭北旱塬造林规划设计及其三维可视化-于红伟.pdf
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1、分类号:盟U D C:630 6密缀;g J学控代码:10712 J研充生学导:2015050862西北农林科教大学2017届专业学位硕士研究生学位(毕业)论文基于“3S”技术的渭北旱塬造林规划设计及其三维可视化类 型 拄g亟领域、方向:!筻焦a!查童遣还叠生塑应塑研 究 生 壬红焦指导教师 垫盟鲞圜墼攫合作指导教师完成时问 2Q!:Q5中国陕西杨凌万方数据Classification code:$757UDC: 6306Confidentiality level:University code:1 07 1 2Postgraduate number:20 1 5050862Thesis fo
2、r Full Time MasterS DegreeNorthwest A重F University in 20l 73D VISUALIZATION OF AFFOI之ESl7ATIOIN PLANAND DESIGNIN慢IBEI RAINFED HIGHLANDBASED ON“3 S”TECHNOLOGYMaj or:ForestryResearch field:Application of 3 S Technology inResources and EnvironmentName of Postgraduate:Yu HongweiAdviser:Associate ProZhao
3、 PengxiangDate of submission:May,20 1 7Yangling Shaanxi China万方数据课题来源:国家林业局项目“黄河中游黄土高原高效植被配置技术推广”(项目编号2014 147)。万方数据研究生学位论文的独创性声明本人声明:所呈交的专业学位硕士论文是我个人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究结果:论文中的研究数据及结果的获得完全符合学校关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定,如果违反此规定,一切后果与法律责任均由本人承担。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果,也不包含其他人和自己本
4、人已获得西北农林科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意。虢生龋孬乡研 时间俨f月够导师指导研究生学位论文的承诺本人承诺:我的专业学位硕士研究生指导下独立开展研究工作及取得的研究结所呈交的硕士学位论文是在我职务工作的结果,并严格按照学校关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定而获得的研究结果。如果违反学校关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定,我愿接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。导师骆向lain呜砀导师签名:1叫 匆刁Ij!p 帆知步年,月 日万方数据关于研究生学
5、位论文使用授权的说明本学位论文的知识产权归属西北农林科技大学。本人同意西北农林科技大学保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅:同意西北农林科技大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入中国优秀硕士学位论文全文数据库和中国学位论文全文数据库进行出版,并享受相关权益。本人保证,在毕业离开(或者工作调离)西北农林科技大学后,发表或者使用本学位论文及其相关的工作成果时,将以西北农林科技大学为第一署名单位,否则,愿意按中华人民共和国著作权法等有关规定接受处理并承担法律责任。任何收存和保管本论文各种版本的其他单位和个人(包括研究生本人)未经本论文作者的导师同意,不得有对
6、本论文进行复制、修改、发行、出租、改编等侵犯著作权的行为,否则,按违背中华人民共和国著作权法等有关规定处理并追究法律责任。(保密的学位论文在保密期限内,不得以任何方式发表、借阅、复印、缩印或扫描复制手段保存、汇编论文)研究生签名:导师签名:-4乡馋初以邵时间:时间: 杉加月月f卜午午1吵叫沙万方数据基于“3S技术的渭北旱塬造林规划设计及其三维可视化摘要造林规划设计是林业工程建设程序中不可或缺的重要环节,直接关系到林业工程的生态效益、社会效益和经济效益。随着我国林业信息化建设的推进,造林规划设计工作实现数字化、信息化、可视化管理成为可能。以GIS为核心的“3S”技术已广泛应用于林业资源管理的各个
7、阶段,通过“3S”技术集成应用,可以实现对林业地理空间信息的实时的、动态的、三维可视化管理。本文以凤翔县横水河流域为研究区域,以高分标率谷歌地图及研究区标准分幅1:1万地形图为主要数据源,依据林地现地调查资料以及国家林业局“黄河中游黄土高原高效植被配置技术推广”项目示范造林基地,运用“3S”技术,主要对该流域地类现状、造林规划设计成果进行虚拟三维现实研究。旨在建立流域图形数据库和属性数据库,构建造林树种模型库,实现造林植被配置场景的三维可视化,为流域示范林建设可视化管理及渭北旱塬区植被恢复可视化监测提供技术支持。通过本次研究,获得以下主要结论:(1)相对于传统造林规划设计手段,基于PDA的“3
8、S”技术应用于一体的的造林规划设计方法,显著提高了造林规划设计工作的精度和效率,为造林工程的精准实施和管理提供新的方法。(2)基于数字高程模型(DEM)和造林规划设计成果实现研究区林地的虚拟三维现实,可为本流域示范林建设可视化管理提供技术支撑。(3)基于“3S”技术实现的研究区造林规划设计及三维可视化成果,为渭北旱塬区造林规划设计及管理、监测提供了很好的理论和技术支持。(4)基于GIS的三维显示及空间分析方法,为林业动态模拟、风险及效益评估提供了有力的决策支持。关键词:“3S”;造林规划设计;三维可视化万方数据3D VISUALIZATION OF AFFORESTATIOIN PLANAND
9、 DESIGNIN WEIBEI RAINFED HIGHLANDBASED ON“3 S”TECHNOLOGYAB STRACTAfforestation planning and design is an indispensable important link inforestryengineering construction program,is directly related to forestry project of ecologicalbenefit,social benefit and economic benefitWith the development of the
10、 construction offorestry informationization in China,it is possible to realize the digital,informationizationand visualization management of afforestation planningWith GIS as the core of”3 S”technology has been widely used at various stages of resourceful forestry management,through the use of3 Stec
11、hnology integration Can realize to the forestry geographic spaceinformation in real-time,dynamic,3D visualization managementThis article takes the Hengshuihe basin as the study area,according to the ForestInventory information and The project base ofThe loess plateau in the middle reaches of theYell
12、ow River efficient vegetation configuration technology popularization”,Using RS,GPSand GIS technology,Mainly about the present situation of the basin land types,afforestationplanning and design results of virtual three dimensional reality research,establishing riverbasin graphics database and attrib
13、ute database,model library construction afforestation treespecies,planting vegetation landscape configuration of 3D visualization, for visualmanagement of the construction of a demonstration forest and Weibei Rainfed Highlandbasin vegetation restoration visualization monitoring to provide technical
14、supportThrough this study,the following main conclusions are obtained:(1)Compared with the traditional afforestation planning and design method,the methodsthat based on3 Stechnology,greatly improve the accuracy and efficiency of afforestationplanning and design work,for subsequent forestry related w
15、ork provides a new train ofthought(2)Three dimensional visible result of afforestation planning and design which establishby DEM and the remotesensingnumeral picture,provided a good means for the visualizationmanagement of this Hengshuihe basin万方数据(3)Based on“3Stechnology to realize the afforestatio
16、n planning and design and 3Dvisualization results in the study area,for Weibei rainfed highland afforestation planningdesign and management,efficient vegetation monitoring provides a good theoretical andtechnical support(4)The threedimensional display and spatial analysis method based on GIS provide
17、sstrong decision support for the dynamic simulation,risk and benefit evaluation of forestryKEYWORDS:“3 S,afforestation planning and design,3D visualization万方数据目 录第一章文献综述和研究背景111造林与造林规划设计1111造林1112造林规划设计112基于“3S”技术的造林规划设计研究进展一213基于GIS的三维可视化技术及其研究进展3131基于GIS的三维可视化技术3132基于GIS的三维可视化技术研究进展314研究背景、目的及意义一4
18、15研究内容及方法5第二章研究区概况及资料来源721研究区概况7211自然概况7212社会经济条件一922数据资料来源及工具10第三章数据预处理1131地形图预处理1132遥感图像预处理1233 PDA数据准备13331属性定义14332数据转换1434 DEM制作、生成1435树木模型的选择和生成15第四章造林规划设计的实现1641基于GIS的土地利用现状分类16411遥感图像解译标志的建立16412目视解译与制图18413地类属性数据库的建立1842基于DEM的立地分类20421立地类型划分标准的制定20万方数据422立地因子提取21423立地类型划分264。24精度检验2743造林小班区
19、划2744造林树种选择及植物配置28第五章基于GIS的造林规划设计的三维可视化3251基于ArcGlobe的三维显示32511 ArcGlobe简单场景设置32512数据显示与编辑一3252三维场景空间分析33521淹没分析33522可视性分析3453基于ArcGlobe的三维场景漫游36531基于ArcGlobe的三维动画创建方式36532研究区三维场景漫游的实现37第六章结论与展望3861结论3862论文的不足及进一步工作展望38参考文献39附录一42致 谢45作者简介46万方数据第一章文献综述和研究背景第一章文献综述和研究背景11造林与造林规划设计111造林造林是指在宜林地、无立木林地、
20、疏林地、灌木林地和有林地上采取人工方式形成、恢复或改善森林、林木及灌木林的过程(楼毅和聂祥永2014)。造林是林业发展的基础,成效显著的造林是培蓄林木资源的有效手段。112造林规划设计造林规划设计是在相应林业区划的指导下,根据本地区自然、经济和社会条件,在林业用地范围内,对造林工作进行的全面安排并编制人工造林施工方案的一项技术性工作(李志艳2011)。在我国,造林规划设计是造林事业的重要内容,是同造林一道发展起来的。1949年建国以来造林规划设计始进入摸索阶段;50年代迎来大发展,遍及全国;70年代末期由于地形图、航空相片、微型计算机以及立地指数表等新手段和新技术的不断引用,使造林规划设计无论
21、在范围、规模还是质量上都得到进一步发展和深化;90年代初期随着信息化技术的发展,造林规划设计正式进入信息化阶段。1121造林规划设计的目的造林规划设计是一项综合性的工作,同时也是造林的基础工作,其主要目的就是要科学地安排造林工作,保证造林施工的科学、高效。这就要求造林规划设计要在调查研究拟造林区自然条件和掌握森林资源、土地利用现状的基础上,安排相关造林任务,不仅使造林密度、布局符合客观实际,同时使林种、树种选择因地制宜,并提出相适应的造林技术措施(张强2016)。1122造林规划设计的内容造林规划设计的内容是由造林的任务和要求决定的,其主要包括造林地的整体布局、土地利用规划、立地类型划分与林种
22、规划、不同树种所占的比例、采取的技术措施、工作进度和今后的发展方向等(陈有云2017)。1123造林规划设计的流程造林规划设计是造林工程的前期工序,是一个关键的环节。造林规划设计的工作流程一般包括前期准备、外业调查和内业设计及编制方案三个阶段。(1)前期准备相关造林单位完成规划设计队伍的组建及领导班子的确立,编写提纲,制定工作计万方数据2 基于“3S”技术的渭北旱塬造林规划设计及其三维可视化划,组织学习。搜集相关文字及图面材料,准备好相关工具,如调查用表、仪器等,完成前期的初级准备工作(张立斌2014)。(2)外业调查阶段该阶段的主要任务是对造林地区的资源情况进行细致调查,比如立地调查与立地类
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- 基于 技术 渭北旱塬 造林 规划 设计 及其 三维 可视化
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