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《西南农业大学》 2005年
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应用作物生长动态模型的虚拟植物生长研究

杨沅钊  
【摘要】:虚拟植物(virtual plants)生长是指在计算机上形象直观的再现植物的生长过程,它是利用虚拟现实(virtual reality)技术在计算机上以植物个体为对象模拟植物在三维空间中的生长发育过程,具有三维效果和可视化的功能:生成的植物既可以反映现实植物的形态结构,又是植物生理生态过程和形态结构变化过程共同作用下的结果描述。植物是自然界中最常见的物体,与我们的日常生活密切相关,研究虚拟植物生长有着重要的实用价值。虚拟植物生长主要的研究方向有两个:一是单纯的植物外观形态模拟,注重视觉效果的真实性;二是对真实植物生长过程的模拟,注重符合植物学理论的真实性。 随着计算机图形技术的发展和日趋成熟,在以商业、教育、娱乐、园林设计等为应用背景、以视觉效果为目的的虚拟植物领域得到了迅速的发展,以AMAP、Xfrog为代表的植物形态模拟软件,它们模拟的植物色彩艳丽、效果逼真,代表了当今最先进的植物形态建模方法所取得了丰硕成果。然而在农林业应用领域,忠实于植物学的虚拟植物生长研究还远远没有达到实用阶段,这是因为植物形态建模目前还有很大的发展空间,仍是人们当前研究的重点;另外人们对植物生命体的认识不够全面,现有的植物生理生态模型远未完善,虚拟植物是植物学、农学、生态学、数学、计算机图形学等诸多学科交叉融合的研究领域,涉及面广而复杂、内容交织,一种或几种模型都不足以完整描述哪怕一种单一植物物种的生长和需求等状况,这使得农林业应用领域的虚拟植物研究进展缓慢。 本文探讨的虚拟植物内容就属于农林业应用领域,农林业应用的虚拟植物生长是通过模拟真实植物生长指导农林业生产为目的,它不同于单纯注重视觉效果的植物外观形态模拟,必须忠实于植物学理论、必须要有准确、可靠的植物生长科学依据。要客观地模拟真实植物的生长过程,使虚拟植物有效服务于农林业,就必须将真实反映植物生长机理的生理生态模型与形态发生模型进行结合。本文先对比分析了著名植物实体建模方法:迭代函数系统和L系统,并在文中采用L系统来模拟植物生长过程,然后在众多的农业模型中寻找到合适于描述动态植物生长的农业模型——作物生长动态模型,它能与植物形态发生模型较好的融合,通过气温、日照等环境因素来控制对植物生长的模拟。它们的结合使虚拟植物的生长有了更准确、更可靠的科学依据,能有效的服务于农林业。本文提出了将作物生长动态模型应用于虚拟植物生长的方法,并对关键性实现算法做了详细描述。同时本文简单讨论了虚拟植物生长过程中枝条之间的碰撞检测、植物向光性生长的模拟、树叶颜色随季节的变化、枝干纹理的生成、自然场景的绘制等,这些都是虚拟植物生长过程中亟待解决的问题,还有大量的工作要做。计算机图形学中的植物形态发生模型是研究虚拟植物生长的基础,而准确、可靠的农业模型是虚拟植物生长的科学依据。只有双方紧密结合才是真正意义上的虚拟植物生长。这是一个新兴的、很有挑战性的研究领域。
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S126

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【引证文献】
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1 姚娟;刘铁梅;;基于作物模型的计算机模拟软件研究[J];现代农业科技;2010年20期
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【共引文献】
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2 陈晓红;分形图产生方法研究和比较[J];安徽教育学院学报;2004年03期
3 吴和生;谈谈《经济数学》教学幻灯片的制作[J];安徽广播电视大学学报;2000年01期
4 胡国胜,陈一天;Newton一般双侧迭代序列构造及误差估计[J];安徽广播电视大学学报;2002年01期
5 傅廷亮;朱智超;李春生;张扬;;分形和基于C~(++)的分形参数化绘图[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
6 秦耘;由复迭代模型 Z←Z~α+C 得到的分形图[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年04期
7 罗敏雪;根据椭圆共轭直径绘制椭圆曲线的算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年03期
8 余景平,沈鹏程,路观平;图形化技术在连拱坝结构静动力反应分析中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1995年Z1期
9 董立峰;宋芙蓉;;黄河三角洲地区城镇体系分形研究[J];安徽农业科学;2008年35期
10 杭后俊;;单叶双曲面、二次锥面/球面统一求交算法[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年05期
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1 张男;杨军;石东海;;基于分形编码的图像压缩域检索[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
2 单佳佳;朱灿焰;;基于JPEG2000的混沌图像加密算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
3 尹强;;一种基于粒子群算法的半脆弱水印方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
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5 郭培源;苑康强;陈文华;陈岩;;基于实时操作系统μC/OS-Ⅱ的嵌入式智能网关GUI设计实现[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
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6 易开祥;数字图象加密与数字水印技术研究[D];浙江大学;2001年
7 王相生;序列密码设计与实现的研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
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9 李剑;局部放电灰度图象识别特征提取与分形压缩方法的研究[D];重庆大学;2001年
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10 刘印祥;X刀治疗计划设计中自动选择最优照射弧的数学建模[D];第一军医大学;2000年
【同被引文献】
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3 劳飞;朱玉业;;虚拟现实技术在农业中的应用[J];安徽农业科学;2007年14期
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5 向登宁,邓文怡,燕必希,董明利,吕乃光;利用极线约束方法实现图像特征点的匹配[J];北京机械工业学院学报;2002年04期
6 冯仲科,殷嘉俭,贾建华,南永天;数字近景摄影测量用于森林固定样地测树的研究[J];北京林业大学学报;2001年05期
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4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
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9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
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