【摘要】：隨著城市工業(yè)化進(jìn)程的加快,環(huán)境問題日漸顯著,對(duì)景觀綠化和生態(tài)建設(shè)的要求逐漸提升。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)森林環(huán)境的手段逐步由手工監(jiān)測(cè)向自動(dòng)化監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變,自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在森林環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。GIS技術(shù)在森林環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著先導(dǎo)作用。由于三維GIS的不斷發(fā)展,三維GIS技術(shù)在智能森林監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為智慧森林發(fā)展的趨勢(shì)。基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠快速地采集到各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線通信的方式傳送到基站,而三維GIS作為空間數(shù)據(jù)處理分析的技術(shù)工具,已發(fā)展成為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。針對(duì)目前三維森林監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的諸多問題,例如三維模型仿真度低,環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能欠缺等。本文闡明了三維GIS在智慧森林信息管理中應(yīng)用的一種新興模式,即將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與三維GIS技術(shù)相耦合,以實(shí)現(xiàn)森林環(huán)境的環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控和可視化時(shí)空表達(dá)。首先,以實(shí)際調(diào)查、實(shí)地測(cè)量、利用已有資料等方法獲取森林相關(guān)數(shù)據(jù),構(gòu)建森林三維模型。然后,根據(jù)森林環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求,建立森林環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò),并在網(wǎng)絡(luò)中使用數(shù)據(jù)融合算法提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。其次,對(duì)三維森林監(jiān)測(cè)平臺(tái)進(jìn)行需求分析,在此基礎(chǔ)上開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的主要功能。在三維景觀可視化及數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,增加森林實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。將無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送到三維GIS系統(tǒng)來處理該數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)在三維模型上實(shí)時(shí)展示,以達(dá)到實(shí)時(shí)地采集數(shù)據(jù)、處理信息、更新數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)以及判斷森林環(huán)境健康狀況的目的。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)森林信息監(jiān)測(cè)模式中存在的缺陷,使得森林管理決策更加科學(xué)和合理。此外,通過設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn),對(duì)三維森林監(jiān)測(cè)平臺(tái)的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。最后,總結(jié)了三維森林監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍然存在的問題與挑戰(zhàn),并驗(yàn)證了可以通過三維森林監(jiān)測(cè)平臺(tái)判斷森林環(huán)境狀況。
【圖文】：

第 2章 三維 GIS及森林監(jiān)測(cè)技術(shù)面模型：角網(wǎng)(TIN)模型。TIN 模型通過采集點(diǎn)與具有表據(jù)一定規(guī)則對(duì)離散點(diǎn)進(jìn)行三角形分析，以形成連從而實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體表面的三維性。TIN 模型最突完成具有大波動(dòng)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間和時(shí)間更準(zhǔn)確形起伏較弱的情況下，Gird 數(shù)據(jù)模型會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)好克服這一問題。由兩部分組成，分別是三維坐標(biāo)和連接點(diǎn)組成的成一個(gè)接一個(gè)的表面，顯示方式如圖 2-2 所示。

圖 2-3 Gird 的顯示方式Figure 2-3 Gird display邊界表示(B-rep)模型。B-rep 模型的基本思想是將物體定義包圍的有限空間。一個(gè)對(duì)象可以用它的一組面來表示。B-re環(huán)一邊一點(diǎn)的層次，包含了幾何形體構(gòu)成所需的的所有幾何調(diào)形體外部形狀的細(xì)節(jié)，并詳細(xì)記錄組成幾何形體的所有幾層記錄面、邊和頂點(diǎn)的信息，建立層之間的連接。界表示模型(B-rep)中，，空間實(shí)體由一組面組成，這些面由連合區(qū)域表示。線段由起點(diǎn)到終點(diǎn)描述，并且由一組三維坐標(biāo)值（三維空間位置。示模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)狀，具有較大的形體覆蓋區(qū)域，并點(diǎn)和它們之間相互關(guān)系的信息。這些信息對(duì)繪圖和圖形顯示法通過人機(jī)交互方便了對(duì)象模型的局部修改。然而，由于它幾何對(duì)象的整體表達(dá)能力很差。關(guān)于實(shí)體生成過程的信息不
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5;S771.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2639406