检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张伟欣南京农业大学

学位级别：硕士

本研究在国内外相关研究的基础上,基于2011-2012年不同品种和氮素水平试验、2012-2013年不同品种以及不同品种、氮素和密度试验,运用系统学原理和数学建模技术,综合油菜各器官形态生长过程与生物量之间的定量关系,构建了基于生物量的油... 详细信息

本研究在国内外相关研究的基础上,基于2011-2012年不同品种和氮素水平试验、2012-2013年不同品种以及不同品种、氮素和密度试验,运用系统学原理和数学建模技术,综合油菜各器官形态生长过程与生物量之间的定量关系,构建了基于生物量的油菜越冬前地上部、分枝叶片等形态结构模型。主要研究结果如下： 1.建立了油莱越冬前植株地上部形态结构模型基于2011-2012年田间试验,在考虑氮肥因素影响的基础上,结合油菜叶片比叶长重(Ratio of the leaf blade length to leaf blade dry weight, RLW).干重分配系数(partitioning coefficient of blade to plant dry weight, CPLB).比叶切角(Ratio of leaf tangent angle to leaf blade dry weight, RTW)以及比叶弦角(Ratio of leaf bowstring angle leaf blade dry weight, RBW),构建了预测油菜叶片几何参数(叶长、叶宽、叶柄、叶弦长、叶片角度)的形态结构模型。经2011-2012年建模以外数据和2012-2013年独立试验数据检验,结果表明,2011-2013年越冬前试验资料检验效果较好,但油菜角度模型和分配系数模型存在一定差异。总体上,除叶片干重分配系数外,油菜越冬前叶片各形态指标的观察值与模拟值一致较好,所建模型具有较好可靠性。 2.建立了油菜植株分枝形态结构模型基于2011-2012年不同品种和处理田间试验,在考虑氮肥因素影响的基础上,构建了以生物量为变量的油菜分枝叶片长度、宽度、弦长、分枝长度及分枝粗度形态建成的动态模型。经2011-2012年建模以外数据和2012-2013年独立试验数据检验,结果表明,2011-2013年油莱一次分枝形态参数,叶长、叶宽、叶弦长、分枝长度、分枝粗度观察值与模拟值的d。值和RMSE值分别为-1.900cm,5.033cm (n=125);-0.055cm,3.233cm (n=117);0.274cm,2.810cm (n=87);-0.720cm,3.272cm (n=90);0.374cm,0.778cm (n=514);0.137cm,1.193cm (n=514);0.806cm,8.990cm (n=145);-0.025cm,0.102cm(n=153)。以上形态参数观察值与模拟值的相关系数(R)均达到p<0.001显著水平,但其dap值小于5%的有叶长(第二叶和第三叶),弦长,分枝长度和分枝粗度,其模型精度较高,大于10%的为叶长(第一叶和第四叶)和叶宽,其模型精度较低。油菜分枝不同品种CPLB观察值与模拟值的统计参数d。和RMSE的值都较小,但dap值在5%-10%之间的仅有不施肥品种PRCPLBji(R19模型精度较高,其余dap值大于10%,说明所建模型精度较低。分枝叶片CPLB的相关系数(R)分别达到p<0.001和p<0.05显著水平。不同处理油菜分枝叶片CPLB观察值与模拟值的统计参数da和RMSE的值都较小,但dap值在10%以上,说明所建模型精度较低,说明该模型在今后工作中仍需进一步改进。

关键词：油菜越冬前地上部主茎一次分枝形态结构模型生物量

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油菜植株形态结构模型及可视化

油菜植株形态结构模型及可视化

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作者：岳延滨南京农业大学

学位级别：硕士

虚拟作物是对作物在三维空间中的形态结构与生长过程的计算机仿真,是植物学家进行模拟研究的重要工具。它是计算机技术在农业中应用的一个方面,也是作物栽培、作物生理生态和作物育种研究的一个新方向。虚拟作物可促进人们对作物生长过... 详细信息

虚拟作物是对作物在三维空间中的形态结构与生长过程的计算机仿真,是植物学家进行模拟研究的重要工具。它是计算机技术在农业中应用的一个方面,也是作物栽培、作物生理生态和作物育种研究的一个新方向。虚拟作物可促进人们对作物生长过程的理解和感知,为分析作物结构功能关系、设计理想株型以及调控生长模式等提供技术支撑。本研究在综合国内外相关研究成果的基础上,以油菜为研究对象,基于2007—2008和2008-2009年不同品种和氮素水平试验,运用系统分析原理和数学建模技术,综合油菜各个器官形态生长过程与主要环境影响因子间的定量关系,构建了基于生长度日(GDD)的油菜主茎叶片、分枝叶片、主茎、分枝、花柄、花蕾和角果形态结构模型。应用面向对象编程设计技术,在Visual C++平台上引入OpenGL技术,构建了油菜花朵和角果的虚拟显示模型。主要研究结果如下： 1.建立了主要效应因子模型运用数学建模方法,构建了温度、氮素等效应因子模型,该系列效应因子模型能较好解释和响应各因子对油菜器官形态生长动态的影响。 2.建立了油菜营养器官形态结构模型根据2007—-2008年试验数据,以Logistic方程为基础,在考虑氮素影响的基础上,构建了以GDD为驱动变量的油莱主茎和分枝叶片长度、宽度、叶柄长度及主茎高度、粗度和分枝长度形态建成的动态模型。利用2008—-2009年试验资料对所建模型进行了检验,结果表明,油菜主茎叶片、分枝叶片、主茎和分枝各个器官形态结构模型的根均方差(RMSE)值分别为1.212cm (n=265)、0.791cm (n=265)、0.467cm (n=194)、0.307cm (n=60)、0.218cm (n=60)、4.234cm (n=87)、0.091cm (n=87)、2.811cm (n=60),油菜器官形态建成的模拟值与观测值具有较好的吻合度,说明模型具有较好的预测性和准确性。 3.建立了油菜生殖器官形态结构模型在2007—-2008年试验的基础上,系统分析了温度、氮素对油菜花柄、花蕾和角果形态发生的影响,量化了温度、氮素与各器官形态建成的关系,构建了基于GDD和Logistic方程的花柄、花蕾和角果形态建成的动态模型。利用2008—2009年盆栽试验资料对所建模型进行了检验,结果表明,花柄、花蕾、主轴角果、一次分枝角果、二次分枝角果的长度和宽度的模拟值与观察值之间的RMSE值分别为0.167cm(n=60)、0.06cm (n=60).0.047cm (n=60)、0.012cm (n=60)、0.402cm (n=285)、0.033cm (n=285).0.449cm (n=285)、0.037cm (n=285)、0.464cm (n=285)、0.039cm(n=285)。说明花柄、花蕾和角果形态建成的模拟值与观测值具有较好的吻合度,所建模型具有较好的预测性和准确性。 4.建立了油菜花朵和角果虚拟显示模型基于油菜花柄、花蕾和角果形态结构特征,利用OpenGL函数和二次曲面分别构建了油菜花柄、花蕾和角果的虚拟显示模型。在此基础上,结合油菜花朵的拓扑结构和角果的群体形态特征,实现了油菜花朵开放过程的动态模拟和角果群体的形态可视化。虚拟显示结果表明：真实感基本达到要求。

关键词：油菜效应因子形态结构模型虚拟显示模型 GDD OpenGL

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小麦生长模拟模型与三维可视化技术研究

小麦生长模拟模型与三维可视化技术研究

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作者：李书钦中国农业科学院

学位级别：博士

随着计算机图形技术与农业知识的结合,作物形态结构和生理功能的研究已跨入到数字化、可视化阶段,在计算机上模拟作物的生长过程,实现作物形态结构的定量分析、精确描述、可视化表达,对作物内部各要素的状态、生长过程进行定量计算、模... 详细信息

随着计算机图形技术与农业知识的结合,作物形态结构和生理功能的研究已跨入到数字化、可视化阶段,在计算机上模拟作物的生长过程,实现作物形态结构的定量分析、精确描述、可视化表达,对作物内部各要素的状态、生长过程进行定量计算、模拟和预测已经成为可能。本文着重研究小麦作物的生长模拟和三维可视化,由于小麦形态结构复杂,生长过程受各种环境条件影响,不同生育期形态特征差异较大,存在分蘖、叶片弯曲、干枯等情形,逼真实现小麦的生长可视化是一个巨大挑战。为了解决上述问题,本文主要进行了以下研究:(1)开展田间试验,采集大量实测数据。在天津武清区以小麦品种“衡观35”、“济麦22”和“衡4399”为材料,在河南新乡地区以小麦品种“偃展4110”为材料,开展田间试验,采集小麦形态数据(叶长、叶宽、茎叶夹角、叶片高度、茎秆直径、株高等)、气象数据和纹理图片等,为小麦生长模拟模型构建和三维可视化研究准备数据。(2)借助有效积温,构建小麦生长模拟模型。分析各品种小麦形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建小麦叶长、最大叶宽、叶片高度和株高模拟模型。经数据检验,小麦生长模拟模型模拟值与实测值吻合度较好,表明模型精度较高,模型对小麦的动态生长具有较好的描述性和预测性。(3)模拟小麦器官和个体几何模型,构建小麦形态结构模型。基于小麦形态特征参数和拓扑结构,采用基于曲线、曲面的参数化建模方法,建立小麦叶片主脉控制点构造算法,借助非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲面造型技术和3D图形库OpenGL,构造小麦叶片、叶鞘、茎秆等器官几何模型,并结合真实感图形显示技术(颜色渲染、纹理映射、光照处理等),绘制具有较强真实感的小麦个体几何模型,构建小麦形态结构模型。(4)开发小麦生长可视化系统,实现小麦生长过程的三维可视化。基于小麦生长模拟模型,以有效积温为驱动,计算各品种小麦每个生长日的形态数据,采用面向对象编程技术,以OpenGL为3D图形库,开发小麦生长可视化系统,将小麦生长模拟模型和形态结构模型有效结合,实现不同品种小麦在不同施氮条件下的生长过程三维可视化。基于有效积温构建的小麦生长模拟模型,可较好预测小麦生长状态,结合小麦形态结构模型,可实现小麦生长过程的三维可视化。本文研究成果将为小麦作物栽培管理调控、动态生长预测、作物株型设计等提供有效的可视化工具,为小麦作物理想株型筛选、高产、高效、抗倒伏等提供有力技术支撑。

关键词：小麦有效积温生长模拟模型形态结构模型三维可视化

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基于实测数据和经验模型的单木可视化研究

基于实测数据和经验模型的单木可视化研究

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作者：常敏北京林业大学

学位级别：硕士

虚拟树木,就是应用计算机模拟树木在三维空间中的生长发育状况,近年来已成为植物学、农林业、环境科学和计算机领域的一个研究热点。而生长模型和可视化技术是它的核心内容。本文以长白落叶松为例,基于实测的单木形态结构数据,收集... 详细信息

虚拟树木,就是应用计算机模拟树木在三维空间中的生长发育状况,近年来已成为植物学、农林业、环境科学和计算机领域的一个研究热点。而生长模型和可视化技术是它的核心内容。本文以长白落叶松为例,基于实测的单木形态结构数据,收集和建立了长白落叶松的单木生长模型,将形态结构模型和经验生长模型相结合,开发了单木生长三维可视化系统,初步提出了单木生长三维可视化的集成技术和体系。将长白落叶松分解为树干、一级枝、二级枝、三级枝以及叶子等结构单元,建立其几何和拓扑关系。单木生长模型包括树高、胸径、枝下高、枝的数量、枝长及基径生长方程。此外,还研究了冠幅和胸径、冠长和胸径及树冠比和冠长的关系模型。以OpenGL三维图形和建模库为三维可视化平台,采用Microsoft Visual Basic 6.0为计算机编程语言,完成了长白落叶松单木生长三维可视化系统(SimTree 1.0)开发,实现了长白落叶松单木静态和动态三维图形模拟。为虚拟间伐、整枝等经营措施提供了可视化分析依据,也为林分和景观层次的三维可视化打下了基础。

关键词：形态结构模型经验生长模型单木三维可视化

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杉木枝系结构可视化模拟研究

杉木枝系结构可视化模拟研究

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作者：陈康中国林业科学研究院

学位级别：硕士

林木虚拟现实技术一直以来都是国内外林业和计算机专家学者的重要研究课题。随着虚拟植物研究的发展和深入,人们对于植物的模拟已不仅仅停留在视觉上逼真,开始更多的关注植物本身内在的生长规律和形态结构。本研究通过对杉木枝系结构的... 详细信息

林木虚拟现实技术一直以来都是国内外林业和计算机专家学者的重要研究课题。随着虚拟植物研究的发展和深入,人们对于植物的模拟已不仅仅停留在视觉上逼真,开始更多的关注植物本身内在的生长规律和形态结构。本研究通过对杉木枝系结构的调查分析,利用IFS(Iterated Function System)分形算法构建模拟平台,对杉木进行了三维可视化模拟。首先,依据植物构筑型的相关知识对杉木的枝系结构进行了分析,并确定了杉木形态结构参数,即树木的整体数据和枝条的分枝角度(仰角和方位角)、枝长、植根枝径、枝下距、子枝个数等一系列因子。采用逐枝调查的方法通对黄丰桥国有林场杉木数据进行调查分析,得出了杉木一级枝和二级枝的仰角、方位角的分布区间和规律;建立了枝根直径和枝长的指数关系;确定了分枝率的范围和随年龄增长的关系,最后整合这些杉木枝系结构特征,作为三维可视化模拟的入口参数。其次,利用生长模型控制冠幅,枝下高和冠高的生长变化,达到了生长模拟对树冠生长的控制。并利用树木冠形模型对IFS分形迭代边界的约束,控制了内部枝条的生长,完成了树木冠形模型和生长模型控制下的树木枝系结构模拟。最后,采用C#语言,使用面向对象的方法,基于DirectX平台进行组件式开发了树木枝系结构三维可视化子系统。通过确立的杉木枝系结构参数,并采集纹理信息,在系统平台的基础上,以构件式的绘制模拟技术对杉木枝系结构进行可视化模拟。

关键词：杉木枝系结构形态结构模型可视化模拟

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基于生物量的越冬期后小麦地上部几何参数模型研究

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山东农业科学 2017年第4期49卷 129-137页

作者：张红英李世娟诸叶平刘海龙李书钦刘文超中国农业科学院农业信息研究所/农业部农业信息服务技术重点实验室北京100081 北方工业大学信息中心北京100144

为了定量分析越冬期后小麦主茎叶片、叶鞘、茎秆和麦穗的形态参数与生物量间的关系,本研究以衡冠35、济麦22和衡4399为试材,在试验观测的基础上,分析了不同品种类型小麦叶片长度、最大叶宽、叶鞘长度、叶鞘展开宽度、茎秆长度和直径以... 详细信息

为了定量分析越冬期后小麦主茎叶片、叶鞘、茎秆和麦穗的形态参数与生物量间的关系,本研究以衡冠35、济麦22和衡4399为试材,在试验观测的基础上,分析了不同品种类型小麦叶片长度、最大叶宽、叶鞘长度、叶鞘展开宽度、茎秆长度和直径以及麦穗宽度、厚度和长度等形态参数与相应器官生物量的关系,构建了基于生物量的小麦叶片、叶鞘、茎秆和麦穗形态模型。验证结果显示,除衡4399麦穗长度的模拟值与实测值差异很大、相关性未达显著水平外,其余品种各形态参数的模拟值与实测值均显著相关(P<0.05),表明所构建的模型对冬小麦越冬期后植株形态参数具有较好的预测性。

关键词：冬小麦越冬期后地上部几何参数生物量形态结构模型

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植物生长发育形态模拟技术的研究现状及发展趋势

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农业网络信息 2005年第2期 8-11页

作者：刘璇孙忠富吴祖玉贺超兴北京理工大学北京100081 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

植物的生长过程是植物的生理生态、其形态结构发育及环境三方交互作用的结果。以往的植物模型多是对植物生理生态过程的模拟,而对植物形态结构与环境的影响作了简化,影响了模型的精确性与适用范围。本文的重点就是概括了目前国内外已经... 详细信息

植物的生长过程是植物的生理生态、其形态结构发育及环境三方交互作用的结果。以往的植物模型多是对植物生理生态过程的模拟,而对植物形态结构与环境的影响作了简化,影响了模型的精确性与适用范围。本文的重点就是概括了目前国内外已经发展的一些植物形态结构模拟的方法,并介绍了Open-L等模型以及集植物生理生态和形态结构于一体的结构-功能模型。最后,对本研究领域的发展趋势进行了概括与展望。

关键词：生理模型形态结构模型结构-功能模型环境发展趋势植物生长发育形态模拟技术计算机技术

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