森林动态变化具有时间跨度大和空间尺度大的特点,正是这两个因素使得林业研究面临着非常大的难题。而数字林业应用计算机图形学技术和林业科学知识,构建复杂的森林对象,表达复杂的林分生长规律,为林业科学研究提供了一个新型的平台。目前在模拟森林树木分布的方法中,通过模拟单棵树木的生长、死亡和更新,来确定整个森林的树木时空分布变化情况的则少之又少。同时它们的结果大多以图表的形式输出,不够直观,而三维可视化基本停留在固定路线下的景观漫游。本文以林窗模型为基础结合具体地形进行扩展,将环境因素映射到树木的生长方程中,从而模拟了光照、地形以及竞争对森林中树木生长的影响,最后根据森林演化的模拟结果进行可视化仿真,建立可实时漫游的三维森林场景,为用户提供身临其境的感觉。本文的主要工作和成果如下:1.从森林生长模型与经营模型、单棵树木的几何建模与绘制和森林可视化模拟三个方面对论文相关领域的研究现状进行了总结和归纳,指出了当前研究存在的不足。2.分析对树木生长产生影响的环境因素,在研究现有树木生长模型的基础上结合具体地形因素,考虑树木之间的竞争效应,建立基于环境影响的树木生长模型。3.在森林环境中树木生长模型基础上,考虑树木的更新和死亡过程,结合森林演替理论,建立了森林演化模型,从而预测不同时间的森林分布情况。4.结合某一特定阶段的森林分布及树木个体生长情况,采用LOD技术和Billboard技术进行森林场景的可视化,模拟森林空间的分布情况。5.本文将上述研究成果整合,实现了基于环境影响的森林时空分布仿真原型系统。