王瑞永,喬江,袁清＊

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010010;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,北京100081)

20世紀(jì)末,隨著“數(shù)字地球”(digital earth)概念的提出和全球信息化步伐的加快,空間信息技術(shù)得到快速發(fā)展,三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便成為其中研究的熱點(diǎn)。就目前而言,三維虛擬技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事、數(shù)字城市、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等領(lǐng)域[1],但將其運(yùn)用于草原科學(xué)領(lǐng)域,建立草原的三維數(shù)字模型,實(shí)現(xiàn)草原的三維可視化,并在三維虛擬環(huán)境中嵌入草原生態(tài)信息的相關(guān)研究尚未見報(bào)道。我國(guó)現(xiàn)有天然草地近4億hm2,其中可利用面積3.10×108hm2,占全國(guó)國(guó)土面積的41.7%,相當(dāng)于耕地面積的4倍,森林面積的3.6倍[2,3]。草原既是我國(guó)陸地面積最大的生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)又是非常脆弱的生態(tài)系統(tǒng)[4-6]。草原生態(tài)系統(tǒng)信息數(shù)字化管理成為草業(yè)科學(xué)的重要發(fā)展方向之一。21世紀(jì)初,業(yè)界提出了“數(shù)字草原”的概念,為了實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo),業(yè)界人士付出艱辛的努力,致力于將現(xiàn)代化信息技術(shù)廣泛地應(yīng)用到草地畜牧業(yè)的生產(chǎn)和管理之中。目前,計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于草原科學(xué)領(lǐng)域[7],同時(shí)基于地理信息技術(shù)、遙感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種現(xiàn)代化信息技術(shù)的草原信息系統(tǒng)不斷建立,如中國(guó)草地資源、種質(zhì)資源信息系統(tǒng)(www.grassland.net.cn)、內(nèi)蒙古草地資源地理信息系統(tǒng)(www.grassland.cn)、草原地理信息系統(tǒng)(www.digitalgrass.cn)、中國(guó)草業(yè)開發(fā)專家系統(tǒng)(www.ecograss.com.cn)等。但這些系統(tǒng)都是在二維空間上虛擬草原,在三維空間上的虛擬草原及其數(shù)字模型尚未建立。

草原三維數(shù)字模型是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、遙感技術(shù)、GIS技術(shù)等相關(guān)技術(shù)建立數(shù)字模擬現(xiàn)實(shí)草原的虛擬地理環(huán)境,它打破了傳統(tǒng)二維GIS的限制,使人們能夠進(jìn)入三維虛擬環(huán)境,直接與其進(jìn)行交互,并獲取更為直觀的地理信息。同時(shí),草原三維數(shù)字模型的建立能夠完善現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)空間的分析處理能力、拓展信息表現(xiàn)形式。因此,草原三維數(shù)字模型的建立對(duì)草原的信息化管理和草原生態(tài)系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,同時(shí)也對(duì)草原生態(tài)狀況的分析和變化的預(yù)測(cè)提供技術(shù)支持。

為了順應(yīng)草原信息化管理的發(fā)展趨勢(shì),在2008和2009年,以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟為研究區(qū),開展了草原三維數(shù)字模型建立技術(shù)的研究。集成了遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬技術(shù)、仿真技術(shù)等多種現(xiàn)代化信息技術(shù),科學(xué)合理地組織和管理研究區(qū)的多元地理信息和草原生態(tài)信息,并對(duì)其進(jìn)行壓縮集成,最終鑲嵌于草原三維數(shù)字模型之中。實(shí)現(xiàn)了研究區(qū)多元地理信息及草原生態(tài)信息嵌入草原三維數(shù)字模型,并實(shí)現(xiàn)了三維虛擬草原空間的動(dòng)態(tài)顯示和信息查詢功能,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在三維虛擬草原方面研究的空白。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

1.1.1 自然條件 錫林郭勒盟位于中國(guó)內(nèi)蒙古自治區(qū)的中部(東經(jīng) 111°09′～ 119°58′,北緯 41°35′～ 46°46′),轄2個(gè)縣級(jí)市、1個(gè)縣、9個(gè)旗(圖1)。土地總面積202 580 km2,它是國(guó)家重要的畜產(chǎn)品基地。該區(qū)屬溫帶半干旱、干旱大陸性季風(fēng)氣候,其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是風(fēng)大、干旱、寒冷。年平均氣溫0～3℃,結(jié)冰期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月,寒冷期長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月,1月氣溫最低,平均-20℃,為華北最冷的地區(qū)之一。7月氣溫最高,平均21℃。極端最高氣溫39.9℃,極端最低氣溫-42.4℃。平均降水量295 mm,由西北向東南150～400 mm遞增。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographic location of study area

地勢(shì)由東南向西北方向傾斜,東南部多低山丘陵,盆地錯(cuò)落,西北部地形平坦,一些低山丘陵和熔巖臺(tái)地零星分布其間。東北部為烏珠穆沁盆地,河網(wǎng)密布,水源豐富。西南部為渾善達(dá)克沙地,由一系列壟崗沙帶組成,多為固定和半固定沙丘。海拔為800～1 800 m,最高峰為古如格蘇烏拉山峰,海拔1 957 m。

1.1.2 植被特征 錫林郭勒草原是內(nèi)蒙古天然草地的主體部分,不僅植被類型繁多,而且植物種類也十分豐富。草地類型多樣,以典型草原為主,含有草甸草原、荒漠草原等草地類型。群落主要由旱生多年生叢生禾草和根莖禾草組成,建群種和優(yōu)勢(shì)種有大針茅(Stipa grandis)、西北針茅(Stipa sareptana var.krylovii)、糙隱子草(Cleistogenes squarrosa)、冰草(Agropyron cristatum)、羊草(Leymus chinensis)、冷蒿(Artemisia f rigida)等[8]。該地區(qū)在草原類型上具有一定的典型性和完整性,在空間分布上具有一定的連續(xù)性,作為建立草原三維數(shù)字模型的研究區(qū)域,不僅在示范面積和地域方面具有可探討性和推廣性,而且在地貌特征和植被基礎(chǔ)也具有很強(qiáng)的代表性。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及技術(shù)路線 該研究使用大量的空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)。采用的基礎(chǔ)圖件為中國(guó)科學(xué)院出版的1∶100萬(wàn)草地類型圖、土壤類型圖,1∶5萬(wàn)數(shù)字高程圖,1∶25萬(wàn)行政區(qū)劃圖和溫度及降水的氣象資料;采用的遙感數(shù)據(jù)為2005年、2006年及2007年7-9月份TM 1～7波段衛(wèi)星影像。各種數(shù)據(jù)均以研究區(qū)內(nèi)蒙古錫林郭勒盟的行政邊界圖為基準(zhǔn)從空間上進(jìn)行了裁切,所采用的技術(shù)路線如圖2所示。

1.2.2 草原信息數(shù)據(jù)篩選 有關(guān)草原的信息數(shù)據(jù)可謂是海量數(shù)據(jù),將其全部應(yīng)用于草原三維數(shù)字模型的建立既不現(xiàn)實(shí),也不可能。無(wú)論是從數(shù)據(jù)的收集還是從建立草原三維數(shù)字模型的技術(shù)來(lái)講都是不允許的,這就需要對(duì)草原信息數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的篩選。眾所周知,真實(shí)世界中的任意點(diǎn)是由[X(經(jīng)度)、Y(維度)、Z(高程)]三維空間坐標(biāo)決定的,故高程數(shù)據(jù)是建立草原三維數(shù)字模型的必要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(圖3)。要建立逼真的草原三維數(shù)字模型還需要以草地資源學(xué)和草地生態(tài)學(xué)原理為依據(jù),結(jié)合前人的研究成果,篩選出能夠集中反映草原狀況且具有很強(qiáng)代表性的草原生態(tài)信息數(shù)據(jù)。草地類型反映了植被對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蝾愋偷捻憫?yīng),氣候因子是決定天然草地植被類型及其分布的最主要因素[9]。因此在草原生態(tài)信息篩選時(shí),選取了草地類型、年平均降水量、年平均氣溫。

圖2 技術(shù)路線示意圖Fig.2 The map of technical route

土壤是植物賴以生存的基礎(chǔ),土壤條件的好壞,直接影響植物的生長(zhǎng)[10]。同時(shí)考慮土壤與草地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流動(dòng)的密切關(guān)系,選取了能夠從整體上反映土壤狀況的指標(biāo),即土壤類型。另外,考慮到主要草種能夠在一定程度上反映草地質(zhì)量和物種的豐富度,故選取了主要草種作為一個(gè)主要因子。人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)草原產(chǎn)生一定影響[11-13],因此增加了與人類活動(dòng)密切相關(guān)的行政區(qū)及居民點(diǎn)數(shù)據(jù)資料。

最終,結(jié)合各個(gè)因子對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)的重要性并考慮到數(shù)據(jù)量的大小,篩選出來(lái)的草原信息數(shù)據(jù)資料由7個(gè)基礎(chǔ)圖件(數(shù)字高程圖、TM 遙感影像圖、行政區(qū)劃圖、土壤類型圖、草地類型圖、年均降水量圖、年均溫度圖)和對(duì)應(yīng)的屬性文件構(gòu)成。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理及規(guī)范化 由于所收集的圖件數(shù)據(jù)都是相互獨(dú)立的,且圖幅、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)類型(矢量和柵格)、空間分辨率均不統(tǒng)一。因此,首先需要以研究區(qū)的行政邊界圖為基準(zhǔn)對(duì)收集到的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一挖取,統(tǒng)一投影(高斯-克呂格投影,中央經(jīng)線為E 117°,False Easting為500 000 m),統(tǒng)一格式(柵格格式)。主要處理流程如下:

1)數(shù)字高程圖處理:原數(shù)字高程為DEM(digital elevation model)的矢量數(shù)據(jù)類型,即等高線下的DEM 數(shù)據(jù)。使用ArcGIS(9.3)軟件,先用其中的3D analyst工具,生成不規(guī)則三角網(wǎng)(triangulated irregular network,TIN),然后生成Grid格式,最后用Erdas(9.1)軟件的Import/Export模塊生成分辨率為30 m的柵格(raster)數(shù)據(jù)格式(raw格式)(圖4)。

2)TM遙感影像的處理:共收集了18景TM遙感影像以覆蓋整個(gè)研究區(qū)。首先使用ArcGIS和Erdas軟件對(duì)原始影像進(jìn)行裁剪和拼接。為了取得接近現(xiàn)實(shí)的貼圖效果,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),最終選擇 TM影像的2,3,4,5,7波段運(yùn)算生成近似的真彩色遙感圖像,然后又用Photoshop(CS4)軟件在色調(diào)上做了適當(dāng)調(diào)整,基本滿足了本研究的要求(圖5),最后將其規(guī)范為分辨率為30 m的柵格圖。

3)氣象資料數(shù)據(jù)處理:年均降水量和年均溫度圖是采用反距離加權(quán)法(IDW)進(jìn)行空間數(shù)據(jù)插值而生成的,在空間插值的過程中借鑒文獻(xiàn)[14,15]做了適當(dāng)修正,處理后分辨率為240 m。

4)其他圖件的處理:收集到的草地類型圖、土壤類型圖、行政區(qū)劃圖均為矢量格式,使用軟件ArcGIS和Erdas將其轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)格式,草地類型圖和土壤類型圖分辨率均為30 m,行政區(qū)劃圖分辨率為30 m。由于該3個(gè)圖件的屬性數(shù)據(jù)及居民點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)中沒有合適的字段與三維虛擬空間進(jìn)行關(guān)聯(lián),所以在相應(yīng)的數(shù)據(jù)中添加了與三維虛擬空間關(guān)聯(lián)的字段,最終將屬性數(shù)據(jù)均規(guī)范為關(guān)系型數(shù)據(jù)表格式,以自定義的tab格式保存。

圖3 三維數(shù)字模型的邏輯結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Diagram of logic structure of digital model

1.2.4 圖層疊加及與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián) 經(jīng)處理后的數(shù)字高程圖、TM遙感影像圖及其他基礎(chǔ)圖件是相互獨(dú)立的。為使其在草原三維數(shù)字模型中建立高效的關(guān)聯(lián),需要對(duì)數(shù)字高程圖與TM遙感影像圖進(jìn)行疊加,并在基礎(chǔ)圖件與屬性數(shù)據(jù)之間建立有機(jī)的關(guān)聯(lián)。圖層疊加及與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)是運(yùn)用Visual C++6.0自行編寫的軟件進(jìn)行處理,經(jīng)處理后主要實(shí)現(xiàn)數(shù)字高程數(shù)據(jù)與TM遙感影像數(shù)據(jù)合并保存為的自定義的bin圖件格式。最后將三維空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)通過關(guān)聯(lián)字段建立關(guān)聯(lián)。

1.2.5 建立三維數(shù)字模型的環(huán)境與方法 草原三維數(shù)字模型開發(fā)是基于Windows XP(SP3)操作系統(tǒng)進(jìn)行的。為了便于代碼的編寫和調(diào)試,開發(fā)環(huán)境硬件采用配置為2.2 Ghz CPU、4 G內(nèi)存、1 024 MB顯卡的微型計(jì)算機(jī)。開發(fā)軟件環(huán)境是基于Visual C++6.0和Visual Studio 2008環(huán)境提供的MFC框架,運(yùn)用C/C++語(yǔ)言以及Visual C++中的高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編寫開發(fā)。具體實(shí)現(xiàn)策略是:首先把總體任務(wù)劃分為幾個(gè)部分(屬性數(shù)據(jù)管理、空間數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)顯示等),再把各個(gè)部分分解為較小的任務(wù),繼而再把小任務(wù)分解為更細(xì)化為功能模塊完成。模型建立過程是:首先逐一設(shè)計(jì)并編寫小模塊,模塊的設(shè)計(jì)和開發(fā)是通過運(yùn)用C/C++語(yǔ)言調(diào)用OpenGL[1,16,20]提供的API函數(shù)從底層進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的。經(jīng)過調(diào)試、測(cè)試后,把小模塊集成為中型模塊,再經(jīng)過中型模塊的進(jìn)一步封裝集成后,最終完成草原三維數(shù)字模型的開發(fā)。

2 結(jié)果與分析

2.1 草原三維數(shù)字模型的建立

基于GIS理論和草原生態(tài)學(xué)原理,綜合應(yīng)用3D技術(shù)、硬件與軟件技術(shù),建立了草原三維數(shù)字模型(grassland 3D-digital model,G3DDM),并在草原三維數(shù)字模型中嵌入多元地理信息和草原生態(tài)信息。建立的草原三維數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)了多層圖件以及屬性數(shù)據(jù)的集成管理,通過操作模塊和輸出模塊相應(yīng)的模塊可實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、地形渲染、信息查詢等功能。G3DDM的邏輯結(jié)構(gòu)見圖3。

圖4 錫林郭勒盟數(shù)字高程Fig.4 DEM of Xilin Gol

圖5 錫林郭勒盟真彩色植被Fig.5 True color vegetation of Xilin Gol

2.2 三維數(shù)字模型的顯示

通過DEM獲取的數(shù)據(jù)只是三維空間離散的點(diǎn),并不能生產(chǎn)真實(shí)的立體感。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)草原復(fù)雜地形的逼真模擬。首先,借鑒前人的算法[17,18],依據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn),自行編寫適合本系統(tǒng)的算法,以讀取的高程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行連續(xù)繪制TIN,來(lái)擬合真實(shí)的地面,運(yùn)用TIN模擬三維地形效果見圖6。然后,將TM遙感影像的顏色信息鑲嵌三維空間模型骨架之上,即實(shí)現(xiàn)TM遙感影像作為紋理映射到三維地形之上,送入OpenGL渲染管道進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染,便實(shí)現(xiàn)了三維虛擬草原地形的渲染,三維地形渲染的流程見圖7;映射TM遙感影像到草原三維數(shù)字模型上實(shí)時(shí)繪制三維虛擬草原的場(chǎng)景見圖8。地面隨著數(shù)字高程的變化,呈連綿起伏的三維地形仿真效果。

圖6 TIN模擬三維地形顯示Fig.6 The display of terrain simulation using TIN

圖7 基于OpenGL三維地形生成的流程Fig.7 The procedure of 3D terrain generation using OpenGL

圖8 草原三維數(shù)字模型的顯示Fig.8 The display of 3D-digital model of grassland

2.3 三維數(shù)字模型草原信息的嵌入、顯示

2.3.1 多元地理信息的嵌入、顯示 為了方便草原地理信息及生態(tài)信息的查詢,在草原三維數(shù)字模型中設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)查詢多元地理信息及生態(tài)信息的機(jī)制?？捎檬髽?biāo)隨意指向三維虛擬草原數(shù)字模型中的任意一點(diǎn)(無(wú)需點(diǎn)擊),便能迅速、動(dòng)態(tài)獲取該點(diǎn)草原的多元地理信息及生態(tài)信息(大地坐標(biāo)、地理經(jīng)緯度、海拔、草地類型、生長(zhǎng)的主要草種、土壤類型、年平均氣溫、年平均降水量等)。草原多元地理信息查詢顯示是通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和計(jì)算模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而草原生態(tài)信息的查詢顯示是基于地理坐標(biāo)和已建立屬性關(guān)系表實(shí)現(xiàn)的。

2.3.2 居民點(diǎn)的嵌入、顯示 由于天然草地多分布于生態(tài)環(huán)境相對(duì)較為脆弱的干旱半干旱地區(qū),故草地生態(tài)系統(tǒng)是受人類活動(dòng)影響最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)之一[7,19],尤其隨著人口數(shù)量的不斷增加,人類對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)的影響愈來(lái)愈明顯,于是在草原三維數(shù)字模型中嵌入了在一定程度能夠反映人類活動(dòng)的信息,即居民點(diǎn)信息。居民點(diǎn)信息的嵌入是通過在三維虛擬地形模型上疊加點(diǎn)圖層實(shí)現(xiàn)的,居民點(diǎn)信息嵌入草原三維數(shù)字模型后,會(huì)在三維虛擬草原地形上自動(dòng)用紅色斑點(diǎn)標(biāo)記城、鎮(zhèn)、村落等的所在位置(圖9)。只需將鼠標(biāo)移動(dòng)到標(biāo)記點(diǎn)上,或標(biāo)記點(diǎn)附近,便會(huì)以文本形式顯示該點(diǎn)的屬性信息。居民點(diǎn)信息主要顯示該點(diǎn)地名的名稱,如城市名、蘇木名、嘎查名、機(jī)井、電站、街道辦事處、車站名等。

圖9 草原三維數(shù)字模型渲染效果Fig.9 Render effect of grassland 3D-digital model

2.3.3 行政邊界的嵌入、顯示 行政邊界嵌入是通過在三維數(shù)字模型中疊加線狀圖層實(shí)現(xiàn)的,在三維虛擬草原場(chǎng)景嵌入行政邊界后,能夠方便地識(shí)別行政區(qū)的邊界,目前該草原三維數(shù)字模型上可以疊加研究區(qū)的分旗縣行政區(qū)劃圖,并用紅色線條顯示在三維虛擬草原地形上。

3 討論

該草原三維數(shù)字模型的建立是運(yùn)用VC++6.0和Visual Studio 2008軟件進(jìn)行完全自主設(shè)計(jì)、底層開發(fā),不依賴于任何國(guó)內(nèi)外商業(yè)軟件。首次在國(guó)內(nèi)建立了大范圍、較高分辨率的草原三維數(shù)字模型,該三維數(shù)字模型的建立集成應(yīng)用以高程數(shù)據(jù)為核心的多層圖件數(shù)據(jù),并將多元草原生態(tài)信息嵌入與三維數(shù)字模型,在三維虛擬草原場(chǎng)景中成功地實(shí)現(xiàn)草原信息的快速查詢。同時(shí),該三維數(shù)字模型的建立運(yùn)用視景體裁剪技術(shù)、背面剔除技術(shù)[20,21],然后經(jīng)過算法的反復(fù)優(yōu)化,在中高檔的微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行能夠滿足渲染的要求。建立的草原三維數(shù)字模型經(jīng)過30余次的反復(fù)驗(yàn)證,運(yùn)行穩(wěn)定,查詢準(zhǔn)確可靠,在配置為1.8 GHz CPU、2 G內(nèi)存、512 M 顯存的微型計(jì)算機(jī)上,G3DDM渲染1.46 G圖件數(shù)據(jù)的幀率平均為22 FPS左右(圖9)。相對(duì)于數(shù)據(jù)量大小,三維數(shù)字模型采用的算法優(yōu)于ROAM算法[22,23]。但是,該三維數(shù)字模型也存在一些不足之處,比如:草原信息指標(biāo)選取不夠全面,功能還需進(jìn)一步完善,分辨率、信息豐富度、遙感影像處理效果等方面都有待于進(jìn)一步提高。對(duì)草原三維數(shù)字模型一套新操作方案和機(jī)制仍然在不斷深入研究之中,主要解決多時(shí)相遙感影像疊加和草原生態(tài)狀況的動(dòng)態(tài)分析和預(yù)測(cè)?？傊?該數(shù)字模型的建立有利于進(jìn)一步加快草原信息管理的步伐,并為三維虛擬草原的深入研究提供了技術(shù)支持。

理想的數(shù)字草原不僅是現(xiàn)實(shí)草原在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的模擬與再現(xiàn),而且是多元科學(xué)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用的共享系統(tǒng),瀏覽、檢索、查閱、計(jì)算、分析,甚至預(yù)測(cè)都可以在數(shù)字草原得以實(shí)現(xiàn)[24]。隨著草原信息化的不斷發(fā)展,草原三維數(shù)字模型將與草業(yè)相關(guān)地理信息系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等結(jié)合集成,將形成三維虛擬草原的智能化,能夠在三維虛擬環(huán)境下對(duì)草原生態(tài)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析及預(yù)測(cè)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和WebGL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范預(yù)計(jì)2010年上半年制定完成,有助于利用HTML5的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)草原三維數(shù)字模型在互聯(lián)網(wǎng)上的搭建。目前仍在進(jìn)行此方面的深入研究。

[1]Shreiner D.OpenGL編程指南(原書第六版)[M].徐波,譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[2]謝高地,張釔鋰,魯春霞.中國(guó)自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[J].自然資源學(xué)報(bào),2001,16(1):47-53.

[3]曹曄,楊玉東.論中國(guó)草地資源的現(xiàn)狀、原因與持續(xù)利用對(duì)策[J].草業(yè)科學(xué),1999,16(4):1-6.

[4]趙有益,龍瑞軍,林慧龍,等.草地生態(tài)系統(tǒng)安全及其評(píng)價(jià)研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2008,17(2):143-150.

[5]李博.中國(guó)北方草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)(一)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1993.

[6]李東,黃耀,吳琴,等.青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)模擬研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(2):160-168.

[7]王瑋,馮琦勝,于惠,等.“3S”技術(shù)在草地鼠蟲害監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].草業(yè)科學(xué),2010,27(3):31-39.

[8]辜智慧,陳晉,史培軍,等.錫林郭勒草原1983～1999年NDVI逐旬變化量與氣象因子的相關(guān)分析[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2005,29(5):753-765.

[9]袁清,徐柱,王加亭.虛擬草地生態(tài)系統(tǒng)的建立方法[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(3):768-772.

[10]王瑞永,劉莎莎,王成章,等.不同海拔高度高寒草地土壤理化指標(biāo)分析[J].草地學(xué)報(bào),2009,17(5):621-628.

[11]王艷芬,陳佐忠,Tieszen L T.人類活動(dòng)對(duì)錫林郭勒地區(qū)主要草原土壤有機(jī)碳分布的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),1998,22(6):545-551.

[12]董曉玉,傅華,李旭東,等.放牧與圍封對(duì)黃土高原典型草原植物生物量及其碳氮磷貯量的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(2):175-182.

[13]郭彥軍,倪郁,韓建國(guó).農(nóng)牧交錯(cuò)帶人工種草對(duì)土壤磷素有效性的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(2):169-174.

[14]辜智慧,史培軍,陳晉.氣象觀測(cè)點(diǎn)稀疏地區(qū)的降水插值方法探討-錫林郭勒盟為例[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào),2006,42(2):204-208.

[15]陸忠艷,袁子鵬,蔡福,等.基于GIS的氣溫和降水推算方法研究[J].氣象科技,2008,36(4):389-395.

[16]Wright R S Jr,Lipchak B,Haemel N.OpenGL Superbible:Comprehensive Tutorial and Reference(Fourth Edition)[M].New York:Addison-Wesley,2007.

[17]Dchaineau M,Wolinsky M,Sigeti D,et al.ROAMing terrain:Real-time optimally adapting meshes[A].Yagel R,Hagen H.Proc.of the IEEE Visulization[C].Los Alamitos:IEEE Computer Society Press,1997:81-88.

[18]Mortensen J.Real-time rendering of height fields using LOD and occlusion Culling[D].London:University college London,2000.

[19]高英志,韓興國(guó),汪詩(shī)平.放牧對(duì)草原土壤的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(8):790-796.

[20]呂?？?周小平.實(shí)戰(zhàn)OpenGL三維可視化系統(tǒng)開發(fā)與源代碼精解[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009:6.

[21]Assarsson U,Moller T.Optimized view frustum culling algorithms for bounding boxes[J].Graphic Tools,2000,5(1):9-22.

[22]Turner B.Real-time dynamic level of detail terrain rendering with ROAM[EB/OL].http://www.gamasutra.com/features/20000403/turner 01.htm,2000-04-03.

[23]楊冠軍,陳洪,朱德海.基于金字塔思想改進(jìn)的ROAM算法[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用,2007,(8):130-132.

[24]袁清,徐柱,張冬梅.淺談打造我國(guó)的數(shù)字草原[J].草業(yè)科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新,2004,(增刊):230-233.