森林环境的改变过程是不可逆转的,林业管理者一旦做出管理决策并给予实施,将对森林今后的生长和经营起着决定的作用,因此林业管理者迫切需要引入能够对林业信息进行准确、可靠描述的技术。虚拟森林环境是虚拟现实技术与林业科学知识相结合的新型研究领域,其构建复杂的森林对象、表达及分析复杂的森林生长规律的能力为林业科学研究提供了一个新型的研究平台。本文是为苏州某管理部门开发的“虚拟太湖流域”项目中的一个子课题,主要以太湖流域的植被生长规律为依据,构建并实现面向太湖流域的虚拟森林模型。该模型包括虚拟植物模型、虚拟植物模拟器、环境模拟器、环境模型和环境因子(阳光、温度等),将建模与实现分开处理,方便了将来系统的扩展与移植。目前关于虚拟森林的研究大多停留在通过林业中的统计数据重现森林在某一具体时刻的状态,对于实现其模拟森林动态生长全过程的功能却未有深入研究。受达尔文生物进化论思想的启发,本文借鉴生物界自然选择和进化机制,从植物种群着手,利用遗传算法模拟虚拟森林中植物个体之间的竞争关系,体现了优胜劣汰的自然选择规律,在一定程度上实现了虚拟森林反演过去、再现现实、预测未来的功能。在构建虚拟植物模型时提出了基于二叉树的新型L系统,传统L系统在动态生成环境敏感型虚拟植物过程中,其线性表示方法使得上下文搜索过程繁琐和效率不高,基于二叉树的L系统弥补了这一不足之处,从底层的存储结构出发,在模拟环境对植物的影响过程中,缩小了上下文搜索范围,提高了整个系统的执行速度。