目前全球性天然林资源的逐渐减少和各国对生态环境保护的日益重视,使速生丰产林利用成为解决当今不断增长的木材需求和资源相对不足矛盾的重要途径。在我国,速生丰产林工程已经被列入我国林业重要的技术政策和产业政策。河北省自20世纪80年代中期开始营造速生丰产林,速生丰产林基地的建设为培育和增加森林资源,优化生态环境,加快林业产业化进程,促进林业可持续发展,增加林区农民收入,发挥了十分重要的作用。由于森林生长的长周期性和不可逆转性,造林决策的成果需要几年或十几年才能显示出来,所以为广大基层林业生产单位和林农提供先进的、准确的速生林培育经营技术,就显得尤为重要。本文依托“十一五”科技支撑计划现代农村信息化关键技术研究与示范项目中的“速生丰产林生产经营过程信息化关键技术研究与应用”课题,以河北省杨树为研究对象,对速生林培育决策支持系统中的关键技术和方法进行了研究,并构建了相应的原型系统。主要研究内容和成果如下:(1)以河北省二类调查数据和采用FARO三维激光扫描仪采集的解析木数据为基础,利用数据挖掘技术中的粗糙集理论和决策树算法,对立地条件与杨树生长情况之间的对应关系进行挖掘,提取相应的知识规则。通过验证,这两种方法均适用于杨树速生林的培育知识的提取。(2)在分析速生林培育知识和常用知识表示方式的基础之上,采用了一种适合于速生林培育知识的框架表示法和产生式表示法相结合的复合型知识表示方式,并对知识库的设计和推理机的实现进行了研究。(3)为了实现速生林培育决策的定量化计算问题,在分析现有常用林分生长与收获模型的基础之上,设计了一个通用的林分生长与收获模型库和模型解析器。(4)为了使决策者对小班的生长情况有更为直观的认识,使决策结果更加直观,对林分场景的三维可视化进行了研究。给出了林分三维场景的主要构建思路;提出了一种基于大规模DEM数据的地形仿真算法;将单株木三维模型分为树干模型和树冠模型,使用3d max和SpeedTree作为建模工具,并设计了单株木三维模型库,利用树高、胸径、冠幅作为单株木三维模型的修正参数,以生成符合实际生长情况的单株木三维模型,实现了林分场景的三维可视化。(5)在以上研究的基础之上,对河北省杨树速生林培育决策支持的系统架构、功能结构进行了设计,系统包括面向林农B/S系统和面向基层利用单位C/S系统两部分,实现了一个C/S的原型系统。该系统功能包括:森林资源数据管理、知识规则管理、生长与收获模型管理、单株木三维模型管理、培育决策和林分场景的三维可视化。