基于位置动力学的植物动态虚拟仿真方法

植物真实感动态虚拟仿真不仅是当前现代农业科学与植物学领域面临的难点问题之一,也是计算机应用与虚拟现实技术领域的研究热点。建立基于物理属性的真实感植物动力学模型,并利用基于物理过程的动态虚拟仿真算法是有效提高植物动态模拟真实感效果的途径。基于位置动力学的方法是一种高效模拟物体运动学-动力学过程的新方法,可有效模拟刚体、柔体目标的动态物理过程。建立一种基于位置动力学的植物动态虚拟仿真模型,引入距离约束和角度约束条件,以玉米为例实现自然条件下主要器官、植株和群体的动态虚拟仿真,获得玉米三维可视化仿真结果,与传统的基于质点弹簧模型的模拟方法相比,模拟过程具有较高的执行效率,最后对算法执行效率效果及其局限进行了分析讨论。为植物动态虚拟仿真方法研究提供新的技术参考。     

作物生长实现数字化分析

本项目研究人员经努力实现了玉米、水稻实株型结构数字化设计，为超高产育种、资源高效利用提供了先进的高新技术研究手段。提出了一种植物拓扑结构建模方法和基于结构一功能模型的虚拟植物生长的体系架构，建立了基于数字化技术的植物形态结构信息采集系统与植物器官形态描述模型，对玉米、水稻等主要农作物形态进行了三维数字化测定，构建了器官形态描述模型与参数库，实现了叶片生长过程中的3维空间取向规律与冠层空间光分布的3维模拟的定量分析，并基于双尺度自动机和马尔可夫过程原理，构建了根系生长的模拟模型。     

不同光截获下番茄形态结构的动态模拟与比较

为研究不同光截获对番茄植株形态结构的影响，基于结构-功能互反馈建模原理建立了番茄结构-功能模型。采用基于番茄拓扑结构的多目标估算方法，利用实验观测数据对模型进行多目标校准和验证。对局部遮阴和无遮阴栽培条件下番茄植株的生长过程进行动态模拟，并对不同生长阶段番茄植株的形态结构、器官周期累积生物量以及器官三维形态输出进行比较，结果表明：无遮阴栽培条件下，番茄植株茎杆节间短粗，叶片和果实较大。而局部遮阴栽培条件下番茄植株茎杆细长，叶片稀薄，果实较小。不同光截获下模型的输出结果与观测数据拟合较好，验证了模型的有效性。     

基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究

[目的]研究基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法。[方法]在分析当前虚拟植物建模方法缺点的基础上,提出了基于功能-结构互反馈思想的建模方法,详细阐述了该方式建模的各个步骤,包括形态结构模型的确定、生物量生产模型的确定、生物量分配模型的确定、器官重建模型的确定以及形态结构模型与功能模型的融合方法。[结果]基于功能-结构互反馈的机制突破了生理生态模型与形态结构模型的界限,可以解决2类模型之间数据传输的困难,建立融合2者于一体的模型,能够有效的反映植物形态与功能之间内在的关联关系,更加符合植物的生长机理。该建模方式在动态模拟植物生长方面具有显著的优越性。[结论]基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法为下一阶段植物生长状态的模拟提供了基础,对动态准确的模拟植物的生长过程有着重要意义。     

西瓜三维形态几何建模和真实感绘制技术研究

 【目的】实现西瓜形态的数字化设计和生长的可视化模拟。【方法】提出一种基于B样条曲线的西瓜器官几何造型方法,并利用位置信息和茸毛生成技术描述器官的局部细节特征;依据西瓜器官的主要形态特征,提取器官几何模型的主控参数,参数具有较明确的农学意义,结合模板技术实现西瓜主要器官和植株三维形态结构的交互式设计;同时也可以根据西瓜植株拓扑结构发展规律,通过动态驱动参数化器官几何模型的方法实现植株生长的可视化模拟。【结果】本文提出的西瓜器官三维形态建模和植株结构交互式生成方法易于与农业知识结合,所重构的形态模型具有较好的真实感效果。【结论】文章提出的方法具有较好的普适性,为瓜果类作物三维形态的交互设计和形态模拟提供了实用的方法和手段。     

基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究

[目的]研究基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法。[方法]在分析当前虚拟植物建模方法缺点的基础上,提出了基于功能-结构互反馈思想的建模方法,详细阐述了该方式建模的各个步骤,包括形态结构模型的确定、生物量生产模型的确定、生物量分配模型的确定、器官重建模型的确定以及形态结构模型与功能模型的融合方法。[结果]基于功能-结构互反馈的机制突破了生理生态模型与形态结构模型的界限,可以解决2类模型之间数据传输的困难,建立融合2者于一体的模型,能够有效的反映植物形态与功能之间内在的关联关系,更加符合植物的生长机理。该建模方式在动态模拟植物生长方面具有显著的优越性。[结论]基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法为下一阶段植物生长状态的模拟提供了基础,对动态准确的模拟植物的生长过程有着重要意义。     

基于积温变化的水稻叶形态伸展过程可视化模拟

通过分析水稻叶片生长过程中的几何形态数据,构建了水稻叶片几何形态参数与有效积温之间的动态关系模型和水稻叶片空间形态三维模型.结合水稻植株分蘖拓扑结构,利用OpenGL图形接口,在计算机上实现了水稻穗前形态随环境温度动态生长过程的可视化模拟,具有较强的真实感,为构建虚拟水稻生长系统奠定了基础.     

玉米生长动态模拟仿真系统的研究（英文）

为了加快提高玉米生产精准化作业的水平,利用玉米生理生态模型、形态结构模型、计算机和虚拟现实技术,研制开发了玉米生长动态模拟仿真系统,将计算机图形学算法、虚拟现实技术、动画设计技术以及信息集成技术应用到玉米生产领域。建立的生长动态模拟仿真系统有利于玉米精准化作业水平的提高,能够协助相关的生产研究和试验,达到降低成本、提高效率的目的。     

玉米生长动态模拟仿真系统的研究

为了加快提高玉米生产精准化作业的水平,利用玉米生理生态模型、形态结构模型、计算机和虚拟现实技术,研制开发了玉米生长动态模拟仿真系统,将计算机图形学算法、虚拟现实技术、动画设计技术以及信息集成技术应用到玉米生产领域。建立的生长动态模拟仿真系统有利于玉米精准化作业水平的提高,能够协助相关的生产研究和试验,达到降低成本、提高效率的目的。     

水稻主茎三维形态建模与计算机模拟

探讨水稻主茎器官形态结构变化动态建模的方法,通过对对水稻主茎器官形态结构参数进行分析,构建出水稻主茎地面各器官的形态模型,并利用图形学技术重建出水稻主茎和水稻植株的三维可视化模型。模型具有较高的真实感效果,可控性强,为水稻虚拟生长提供可靠和普适的植株形态几何特征确定方法。     

南滇池国家湿地公园水生植物多样性研究

2019年4—8月采用线路调查和样地调查结合的方法,通过对南滇池国家湿地公园水生植物进行实地调查,建立RDA线性模型作约束化主成分分析,分析群落样方中环境因子与群落间的关系及其对群落分布的影响。结果表明:南滇池湿地公园水生植物共25科36属47种水生植物,水生植物种类及数量较以往有明显增长,植株种植密度较大,南滇池湿地公园水质情况有所改善。物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou物种均匀度指数与水体化学需氧量、总磷呈正相关,Simpson指数与pH值呈正相关。其中物种丰富度呈现出浮叶植物>挺水植物>沉水植物,物种多样性表现为沉水植物>浮叶植物>挺水植物,物种均匀度呈现沉水植物>浮叶植物>挺水植物。化学需氧量、总磷对水生植物群落物质丰富度影响显著,pH值直接影响物种多样性指数,而氨氮与总氮则与各指数呈负相关。南滇池水生植物群落与水体总磷、化学需氧量总量相关,水体富营养化程度直接影响水生植物群落多样性。     

吉林林学院实验林场植物区系研究

本文通过对林场植物区系的调查与研究及与著名的长白山植物区系的比较,找出了林场植物区系与长白山植物区系的内在联系,长白植物区系内部植被分布规津,以及林场植物区系特点,同时发现了木本植物1个新变种、1个新变型、12个林场分布新记录种(内含1个吉林省分布新记录种),修正了2个错误鉴定种。     

杂交玉米组合的不同群体效应

不同杂交玉米组合、不同群体密度试验于1996－1997年进行,在不同密度下各组合的产量和穗粒性状差异不显著,密度对半紧凑型玉米的叶面积和干物重及净同化率等性状的调节作用比紧凑型玉米掖单12号要大些,根据广东的情况,从各方面性状综合考虑,半紧凑型玉米以4.5×104～6.0×104株／hm2为宜,而紧凑型玉米掖单12号以7.5×104株／hm2左右为宜,     

节约型园林的植物之路初探

该文主要探讨了如何通过选择适宜的植物种类及种植方式构建节约型园林。选用抗旱节水型植物是节水型园林的基本途径-减少耗水量大的草坪、为栽植地创造多荫环境、选用抗旱耐阴植物。应用易栽培植物是节约型园林的可行之路,这类植物对土壤条件适应强、要求宽泛,移植成活率高,抗虫性强。应用粗养护型植物-自播能力强,不需要经常修剪,是园林可持续发展的重要途径。应用乡土植物和构建地带性植物群落是体现地方特色景观的最终出路,也是园林可持续发展的必由之路。并列举了一些在节约型园林中有应用前景的植物。     

山体断面绿化植物的选择、配置及种植措施

就当前高速公路等施工形成的山体断面绿化难题进行了探讨，重点推荐了华东地区适用的爬山虎、络石、薜荔、常春油麻藤、凌霄等20余种优良垂直绿化植物，并分别对其生长特性、优缺点和绿化效果等方面作出了客观评价，同时根据山体断面不同坡度、高度、平整度、基质及植物习性和生境等分别阐述了植物配置原则和具体种类，还提出了栽植中可采取的一些必要的辅助措施。参8     

植物次生代谢产物生物反应器研究进展

植物次生代谢产物生物反应器是植物生物反应器的一种,通过代谢调控及代谢工程等现代生物技术手段在分子水平上对植物原有次生代谢途径进行遗传改造达到提高植物中有用次生代谢产物含量的目的。随着越来越多植物次生代谢途径的不断解析,植物次生代谢产物生物反应器的研究和应用前景越来越广阔。以萜类和生物碱类等次生代谢产物为代表,简述了植物次生代谢产物生物反应器的研究进展及展望。     

贵州关兴公路关岭路段两侧的植物种类调查

关兴公路起于贵州安顺市关岭布依族苗族自治县，至黔西南布依族苗族自治州首府兴义市，北邻上海至瑞丽国道主干线贵州段，南接内（江）昆（明）铁路线。全长218km。是黔西南通往贵阳的主要通道，也是贵州省公路网规划“二横二纵四联线”中的四联线之一。关兴公路关岭路段是指从关岭县向南到北盘江大桥约50km的路段。该路段两侧均为典型的中国南方喀斯特地貌，其河谷深切，地形起伏大，具有土层薄、植被差、水土流失严重的自然特征，生态环境十分脆弱。     

植物繁殖生物学研究进展

植物繁殖生物学是研究与植物繁殖有关的特征与过程的科学。本文综述了植物繁殖生物学的主要研究内容,概述了植物繁殖生物学的主要研究方向,主要包括植物繁育系统、传粉生物学研究,并总结了濒危植物、克隆植物、入侵植物繁殖生物学的研究进展,初步揭示了繁殖生物学的研究意义。     

滨州市水生园林植物资源调查及其应用现状

通过对滨州市各景区的实地调查,详细研究了滨州市主要园林水景中水生植物的主要形态特性及其园林应用,并讨论了其应用现状及存在的不足。     

河南省中牟新型城市建设园林植物配植分析

河南省中牟县新型城市园林绿化建设应与城市发展的进程相匹配,在树木的配置、植物与建设物的协调、各项园林功能等方面,如何把园林植物配置设计得恰到好处,使中牟县城市园林绿化呈现出千姿百态和绚丽的色彩。