黄土区3种护坡植物三维可视化模拟与根系构型参数分析

摘要

[目的]对植物根系数字化并进行三维实体可视化模拟，对于了解植物根系形态和为水保工程制图提供植物实物图库都具有重要的理论与实践意义。[方法]逐层挖掘黄土区酸枣、沙棘、狼牙刺3种护坡植物根系，使用3D数字化仪FasTrak获取根系三维点阵坐标后利用SketchUp软件对根系进行三维建模并提取根系构型参数。为了建立完整的植物地上地下三维实体图库，同时使用FreeScan UE激光扫描仪得到相应地上部点云数据，经Soildworks软件渲染后建立植物地上部三维模型。[结果](1)建立了3种植物的地上地下三维实体模型图；(2)3种植物的根幅/根深均大于1(1.10～3.41),根系在水平方向上占有优势，狼牙刺最小为1.10;(3)3种植物冠幅/根幅分别为酸枣(0.25)、沙棘(0.69)、狼牙刺(0.73),均小于1,植物根系较地上部在水平方向上占优；(4)3种植物Fitter拓扑指数均接近于1,分别为酸枣(0.915)、沙棘(0.802)、狼牙刺(0.771),接近于鱼尾型分支；(5)植物根系总根长、总表面积、总体积在上坡方向占比大于50%,均在上坡方向更有优势。[结论]所建立的植物三维模型图对植物还原度高，为整株植物三维可视化模拟提供了一种方法。

关键词

黄土区 / 整株植物 / 三维可视化模拟 / SketchUp / 根系形态