森林是陆地生态系统的主体,森林种类繁多,结构复杂。生动、完整、客观的模拟森林生态系统,准确、直观的提供森林的各类信息,实现有效的人机交互。必将有助于科学合理的指导林业的生产经营,促进森林生态系统健康稳定的发展。三维虚拟林相是一个集地形、林相图、森林资源调查数据等信息于一身的全新技术,其能对三维地形、林相图及林木个体的空间信息、属性信息进行生动直观的表达,在森林资源管理、优化造林等方面应用前景广阔。本研究以计算机图形学、均匀度理论等为技术支持,应用面向对象语言VC++及OpenGL为开发平台,并借助MapObjects为二维数据管理手段,将全部研究成果编制成一个软件,即三维虚拟林相系统。研究成果如下:（1）林木空间格局的检测:在均匀度理论的指导下,提出了一种全新的检测方法,被含随机格局的任意两点互为紧邻时,被含独占球体积是相等的,即是正相关的;反之,则是独立的。当被含随机格局内的点数m趋于无穷大时,被含均匀度的方差趋于0,被含均匀度依概率收敛。本研究从相关性入手,估计了被含独占球体积的协相关系数,并证明了被含均匀度的收敛性。进而利用被含均匀度的收敛性检测林木空间格局的类型。（2）三维地形模型的平滑处理:构建完成的三维地形模型往往出现各种毛刺、不连续块等,造成三维地形模型粗糙、平滑度差,严重影响展示效果和用户体验,为此提出了一种三维地形模型的平滑处理方法。对DEM模型数据从两个方向上进行正运算和逆运算操作,同时依据用户的平滑需求设置相关参数;利用平滑运算后的DEM模型数据,生成三维地形模型,即完成了三维地形模型的平滑处理。结果表明平滑处理后的三维地形模型视觉效果很好,而且不会改变山脊线的走势,这对于林相图的林班线与山脊线对准十分重要。这一研究工作形成了独特的算法,并应用在三维虚拟林相的构建中,而且为此获准了专利。（3）三维地形模型的显示控制:为了有效的平衡计算机速度和视觉效果的冲突,增强用户体验,提出了一种三维地形模型的显示控制方法。获取DEM模型数据,生成第一三维地形模型;通过DEM模型数据计算地形相对高度;将鼠标或键盘操作的变化量进行换算得到当前视域的观察高度;利用观察高度和地形相对高度获得高度比;依据高度比,调整当前视域对应的空间多边形的采样跨度;最后根据调整后的采样跨度采样当前视域内的空间多边形,依据采样后的空间多边形显示第二三维地形模型,即实现了三维地形模型的显示控制。简而言之,本三维地形模型的显示控制方法就是用户拉高视角时,通过增大采样跨度,中和空间多边形数目的增多,从而平衡了运算负荷;用户降低视角时,通过减小采样跨度,在不增加运算量的情况下,显示更多三维地形的细节,增强了视觉效果。（4）创新方法与创新技术的应用:将林木空间格局的检测、三维地形模型的平滑处理和三维地形模型的显示控制等创新技术与方法应用于三维虚拟林相系统的设计中,并取得了预期效果,其进一步证明了林木空间格局的检测、三维地形模型的平滑处理、三维地形模型的显示控制等创新技术与方法的正确性和可行性。本三维虚拟林相作为森林资源管理的一种全新的技术手段,能够高效精准的实现森林三维展示与分析,为林业生产经营决策提供了可靠和有力的依据。必将为保护健康的生态环境,促进林业的稳定发展发挥积极的作用。