苜蓿根系形态结构的分形分析

根系形态结构是影响植物生长的重要因素。应用分形理论推导出根系长度与粗度（直径）的分形维数的计算方程,初步研究了苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态特征。结果表明：推导出的分形维数计算公式可以应用于苜蓿根系结构的研究,并且分形维数的大小能够表征苜蓿根系形态结构特性。     

苜蓿根系形态结构的分形分析

根系形态结构是影响植物生长的重要因素。应用分形理论推导出根系长度与粗度（直径）的分形维数的计算方程,初步研究了苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态特征。结果表明：推导出的分形维数计算公式可以应用于苜蓿根系结构的研究,并且分形维数的大小能够表征苜蓿根系形态结构特性。     

根系分形维数及其研究进展

系统介绍了分形理论的形成和实际内容,并综述了根系分形维数的计算方法以及分形维数在植物根系研究方面的重要作用。分形维数作为一种简便地描述植物根系形态、生理特性的方法,给根系的研究带来了很大的方便。     

分形理论在植物根系结构研究中的应用

根系结构是影响植物生长的重要因素，本首次探讨了分形模型在植物根系结构研究中的应用，并以马尾松为例分析了马尾松根系结构与分形维数的关系，结果表明：马尾松细根含量越低，根桩含量越高，生长越好，分形维数越小，根系结构的各级含量，根桩量以及胸径，树高与植物根系结构分形维数之间存在显的回归关系，分形模型可以应用于植物根系结构特征的研究，从而为植物根系结构研究提供新方法。     

不同水分条件下桃树根系的分形特征

根系结构是影响植物生长的重要因素,利用分形维数可以对根系的形态结构进行定量化的描述。通过对不同水分条件下盆栽桃树根系的分形维数(FD)值进行研究发现,水涝处理根系的分形维数值最小,干旱胁迫也使维数变小,先干旱后复水促使维数值变大。     

分形曲线度量与根系形态的分形表征

从分形的角度研究了植物根系统的复杂形态特征。通过量纲分析方法确立了Mandelbrot的分形曲线模型的物理意义。基于实验的可操作性,建立了根系分形度量的应用模型。并依据模型探讨了冬小麦根系在不同生育阶段、不同水分环境和不同根系深度的分形特征。     

分形理论应用于植物根系形态分布的研究进展及其应用前景

综述了非线性科学热点之一——分形理论的研究现状,及其在植物根系研究方面的应用进展,强调利用分形维数研究植物根系分形特征的优越性,最后对分形理论在植物根系研究领域应用前景进行了展望。     

水稻形态的分形特征及其可视化模拟研究

在试验观察的基础上 ,分析了水稻根系、穗、茎叶的分形特征 ,根据水稻的分形特征及L -系统的生成规则 ,建立了水稻根系、穗、茎叶等形态的模拟模型 ,通过模拟 ,实现了水稻形态的计算机三维重建。     

基于变分法的流域地貌形态分形特征量化研究

分形理论为流域地貌形态等复杂体系的定量化研究提供了一种有效T具.以室内流域模型人工模拟降雨试验和高精度摄影测量获得的模型流域不同发育时段的数字高程模型(DEM)数据为基础,采用变分法计算了流域地貌形态分形维数,并对分形维数与地貌因子沟谷密度和地面割裂度的关系进行初步探讨.结果表明:流域地貌形态在无标度区间内具有良好的分形特征,分形维数准确的反映流域地貌表面的复杂程度;流域地貌形态在流域发育的不同时段具有不同的分形维数,并且与沟谷密度和地面割裂度之间存在显著的线性关系:分形维数作为流域地貌形态分形特征的量化指标为黄土高原小流域侵蚀产沙预报模型中宏观地貌形态因子的选择提供了一种新的思路.     

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

【目的】根系建模是虚拟水稻可视化模型中重要的组成部分,是认知以及研究水稻根系形态结构的重要方法,并为精确农业提供依据,本研究旨在构建仿真效果较好的水稻根系模型。【方法】利用水培法开展试验,测定水稻根系各类形态参数。【结果】构建了基于分形L系统的水稻根系模型,包括不定根模型、分枝根模型、旋转角度等信息。首先根据水稻根系形态特征解析出分形L系统的产生式,然后借助MATLAB软件实现了根系的形态模拟,最后根据模拟效果图进一步优化了分形L系统的产生式,提高了模型精度。【结论】构建完成的模型能够较好地模拟水稻根系的生长过程,在智慧农业发展过程中,具有一定的参考价值。     

基于DLA模型模拟植物生长系统的设计与实现

概述了分形理论的产生和DLA扩散有限凝聚模型,提出了基于DLA模型在计算机上进行植物生长模拟的实现方法。并在此基础上,设计了一个基于Visual Basic平台的分形生长模拟系统,并对模拟的结果进行了讨论,同时给出了模拟效果图。     

虚拟间作植物根系竞争生长的可视化系统研究

基于模拟根系形态结构的Simroot系统的几何建模理论,结合计算机图形学方法建立了虚拟间作植物根系竞争生长过程的三维可视化模拟系统。将间作大豆—玉米根系的生长参数输入模拟系统中进行模拟。结果表明,该系统能够形象逼真地显现间作植物根系竞争生长过程中的形态结构和生物特性。     

基于分形L—系统的植株形态模拟

根据植株形态的分形特征及其自相似性，阐述了应用分形L－系统理论模拟植株形态的方法，从而为植株形态的三维计算机模拟提供参考。     

杉木种源高径生长的空间变异及其分形特征

根据全国杉木种源试验 55个试验点的 43个共同种源的胸径、树高 1 0年生测定结果 ,将分形理论与地统计学原理相结合 ,计算了杉木种源胸径、树高的分形维数 ,分别为 1 .56和 1 .75.研究结果为杉木种源的选择及评价指标的确定提供了理论依据     

多集团聚集生长的模拟研究

以二维DLA模型为基础,发展了一个多集团聚集生长模型,并且利用该模型模拟研究了在二维欧氏平面内多个凝聚集团同时聚集生长的情况。模拟结果显示:集团与集团间存在不可忽略的影响,使得不同区域内集团形态各异;集团间存在生长概率几乎为零的区域;这种相互作用并不影响集团的分形维数。     

植物形态的分形重构方法及应用

在分析分形几何的迭代函数系统(IFS)、L-系统和受限凝聚模型(DLA)等方法的基础上,阐述了分形理论在自然景观物仿真方面的应用,设计了一个可视、可控的植物分形模拟系统来模拟各种植物生长形态,并给出了实例。     

多孔介质干燥过程分形孔道网络模型与模拟:Ⅱ.数值模拟与试验验证

为验证笔者建立的自然多孔介质干燥分形孔道网络模型(袁越锦,杨彬彬,焦阳,等.多孔介质干燥过程分形孔道网络模型与模拟:I.模型建立.中国农业大学学报,2007,12(3):65-69)的正确性,采用新鲜土豆切片进行热风对流干燥试验,并对干燥过程进行数值模拟。结果表明:分形孔道网络模型模拟得到的多孔介质内部温度、水分含量的分布与响应较规则孔道网络模型的更接近试验结果;分形孔道网络模型能合理地解释目前常用干燥理论所不能解释的湿斑和不规则干燥前沿等现象;多孔介质的喉径分布对干燥有显著影响,喉径分布不均匀程度越高,干燥时间越长;孔隙分形维数的大小与干燥时间无确定性关系。孔道网络模型考虑了多孔介质孔道细观结构对干燥过程的影响,在预测多孔介质内部水分分布与响应方面更接近真实干燥过程。     

Effects of drought stress on root morphology and spatial distribution of soybean and adzuki bean

Due to global climate change, Korea is facing severe droughts that affect the planting and early vegetative periods of upland crops. Soybean and adzuki bean are important legume crops in Korea, so it is critical to understand their adaptations to water stress. This study investigated the changes in root morphological properties in soybean and adzuki bean and quantified the findings using fractal analysis. The experiment was performed at the National Institute of Crop Science in Miryang, Korea. Soybeans and adzuki beans were planted in test boxes and grown for 30 days. The boxes were filled with bed soil with various soil moisture treatments. Root images were obtained and scanned every two days, and the root properties were characterized by root length, depth and surface area, number of roots, and fractal parameters(fractal dimension and lacunarity). Root depth, length and surface area and the number of roots increased in both crops as the soil moisture content increased. The fractal dimension and lacunarity values increased as the soil moisture content increased. These results indicated that the greater the soil moisture, the more heterogeneous the root structure. Correlation analysis of the morphological properties and fractal parameters indicated that soybean and adzuki bean had different root structure developments. Both soybean and adzuki bean were sensitive to the amount of soil moisture in the early vegetative stage. Soybean required a soil moisture content greater than 70% of the field capacity to develop a full root structure, while adzuki bean required 100% of the field capacity. These results would be useful in understanding the responses of soybean and adzuki bean to water stress and managing irrigation during cultivation.