基于遥感信息的植被大型场景虚拟现实仿真

植物作为数字农业发展中的研究对象之一,其建模基础涉及了众多学科领域,其中包括生物学、植物学、农学、生态学、信息科学、遥感技术、应用数学等.大型场景的面积定量化描述和三维可视化输出是基于遥感信息的植被仿真工作中最后一个关键环节.本文首先讨论了目标植被地表场景信息的定量化描述方法,归纳了利用虚拟现实建模语言进行植被大型场景的虚拟现实仿真方法和过程,最后给出了验证结果.     

基于遥感信息的植被大型场景虚拟现实仿真

植物作为数字农业发展中的研究对象之一,其建模基础涉及了众多学科领域,其中包括生物学、植物学、农学、生态学、信息科学、遥感技术、应用数学等。大型场景的面积定量化描述和三维可视化输出是基于遥感信息的植被仿真工作中最后一个关键环节。本文首先讨论了目标植被地表场景信息的定量化描述方法,归纳了利用虚拟现实建模语言进行植被大型场景的虚拟现实仿真方法和过程,最后给出了验证结果。     

基于遥感信息的植被大型场景虚拟现实仿真

植物作为数字农业发展中的研究对象之一,其建模基础涉及了众多学科领域,其中包括生物学、植物学、农学、生态学、信息科学、遥感技术、应用数学等。大型场景的面积定量化描述和三维可视化输出是基于遥感信息的植被仿真工作中最后一个关键环节。本文首先讨论了目标植被地表场景信息的定量化描述方法,归纳了利用虚拟现实建模语言进行植被大型场景的虚拟现实仿真方法和过程,最后给出了验证结果。     

植被虚拟仿真中遥感地信息定量化提取

讨论了基于遥感信息的植被虚拟仿真过程中,对目标植被地信息提取的关键步骤和参考方法,给出了针对目标植被地信息的定量化描述过程和方法,并给出了针对该工作的最终验证结果,从而为基于多传感器的遥感信息的植被虚拟仿真可视化输出提供了有效支撑和辅助.     

植被虚拟仿真的遥感数据融合研究

讨论了遥感数据融合在实现植被虚拟仿真工作中的重要作用和基本原理.着重研究并给出了遥感数据融合的一般方法、融合遥感数据的植被虚拟仿真应用接口描述和基于以上工作的三维可视化输出方法.该研究结果使植被虚拟仿真具备充分遥感数据实时传输、干预接口、为基于多传感器的遥感信息的植被虚拟仿真可视化输出提供了有效支撑.     

虚拟大气环境模拟仿真的研究

为更好地实现视景仿真的实时场景渲染,使虚拟环境更加逼真形象,提出了云彩和薄雾的实现方法,给出了虚拟大气环境的模拟仿真过程.Vega是一个先进的虚拟场景开发工具,采用Vega开发虚拟大气场景,在大气模拟仿真领域有着非常广泛的应用前景.     

地震灾害场景仿真模拟的研究与应用

地震是一种极大的突发性自然灾害.应对地震时,应急管理人员必须作出适当的应对策略.为了能够作出正确的决策,他们必须要事先经过演练.演练可以有多种技术和方法.其中一种方法就是虚拟演练.虚拟演练不像传统的演练那样需要更多的人力和物力.地震应急救援虚拟仿真演练是虚拟仿真的一个重要领域.地震灾害虚拟场景的逼真程度是决定虚拟仿真演练效果的关键因素.地震灾害现场错综复杂,如果对每一部分的地震灾害场景详细模拟是不可行的.通过研究建筑物倒塌形成的不同状态以及倒塌建筑物在空间上的分布规律、分细节度模型方案构建场景、次生灾害模拟表现方法、场景整合的方式,论述了构建相对真实地震灾害虚拟场景的方法和应用手段.通过研究为地震应急救援虚拟仿真演练系统的研发奠定一定的基础,为其视景仿真模块的场景表现提供了理论依据.     

S波段超宽带地面电磁散射特性的仿真研究

为了得到超宽带信号的后向电磁散射特性,提出利用计算电磁学中的色散介质FDTD方法解决该问题.首先利用Diamond-Square分形算法生成随机粗糙面,容易控制地形高程差和起伏程度,然后采用类似MIMICS森林散射模型的介质分层方法模拟小麦植被,从而模拟了三维平原小麦地场景,最后对截取的二维场景进行了S波段后向散射特性电磁仿真.仿真结果和参考文献的实验结果基本吻合,接近实际情况,证明了所提算法的有效性.     

场景建模的层次结构

分析了场景数据库的树形层次结构和仿真系统对场景数据库的访问过程,提出了采用空间和逻辑相结合的结构组织数据库,同时对场景数据库中组的尺寸和数量、LOD的结构、状态改变等做了详细讨论,这些技术对于在仿真系统中创建和组织高效场景数据库是很有帮助的.     

森林场景可视化和林火模拟仿真技术研究综述

森林是生态环境系统的重要组成部分。随着气候变暖,恶劣气候气象条件造成全球森林火灾频繁发生,给国民经济和消防救援带来巨大挑战,森林火灾已成为全球主要的自然灾害。因此,森林场景可视化建模、3维场景仿真、林火模拟仿真、火场复现、预测和灾害评估成为林业虚拟仿真研究热点。本文对树木形态结构建模技术、森林场景大规模重建和实时渲染、森林场景可视化、林火模型和林火模拟仿真等前沿技术和算法进行综述。对相关的林木、植被的形态结构表达和真实感可视化建模方法进行归纳分类,并对不同可视化方法的算法优劣、复杂度、实时渲染效率和适用场景进行讨论。基于规则的林木建模方法和基于林分特征的真实场景重建方法对大规模森林场景重建技术进行分类,基于物理模型、经验模型和半经验模型对森林火灾的林火模型、单木林火、多木林火模拟和蔓延进行总结,对影响林火蔓延的不同环境气象因子（如地形地貌、湿度、可燃物等）和森林分布对林火发生、扩散和蔓延的影响进行分析,对不同算法的优劣进行对比、分析和讨论,对森林场景可视化和林火模拟仿真技术未来的发展方向、存在问题和挑战进行展望。本文为基于森林真实场景的森林火灾模拟仿真和数字孪生沉浸式互动模拟系统的构建提供了理论方法基础,该平台可以实现森林场景快速构建、不同火源林火模拟、火场蔓延模拟仿真以及不同气象影响条件的火场预测,可对森林火场救援指挥、火场灾害评估和火场复原提供可视化决策支持。