基于生长模型的林分场景可视化构建研究

林分场景的可视化构建,是基于林分的自身生长规律模型,通过计算机图形学的理论和虚拟现实的方法来实现的.以北京市昌平区油松人工林为研究对象,利用现有的森林资源调查数据,结合预测林分生长精度较高的胸高断面积模型,通过林分场景渲染的各种方法,实现了林分生长的可视化模拟.

Abstract：

Stand visualization is realized based on a stand growth model and performed by using computer graphics theory and virtual reality approach. In a study reported in this paper, stand growth simulation of a Chinese pine plantation in Changping District of Beijing was fulfilled, using the existing forest inventory data and combining it with a stand basal area growth model which has high prediction accuracy, according to a variety of scene rendering methods.     

基于C#的冬小麦虚拟生长可视化系统实现

为精确表达冬小麦单株及群体三维动态生长过程,提高其模拟的真实感和实时性,利用株高、茎粗、叶长、叶鞘以及节间的几何参数构建了冬小麦动态生长模型。田间试验表明,冬小麦株高、茎粗、叶长、叶鞘以及节间随生长天数呈递增变化;随叶位升高,主茎叶片定形后的长度在拔节前、后均先递增后降低,对应节间的最终长度呈递增变化,最终粗度呈递减变化。基于C#开发环境和3DS max 2014图形平台驱动几何模型,设计开发出了一套集冬小麦单株及群体形态模拟、生长动态变化及场景渲染的可视化系统,从而实现了冬小麦生长全过程的数字化、可视化的虚拟综合管理。     

虚拟地理环境下的林分生长可视化研究

森林生长规律的可视化表达对于森林经营决策以及改善人类生存环境质量都有着重要的意义．虚拟地理环境为在三维场景中模拟林分的生长过程提供了新的平台．首先介绍了林分生长模型国内外的研究现状,指出当前林分生长规律研究中存在的不足：无法三维动态地表示林分的生长过程,然后讨论了虚拟地理环境和林分生长模型的关系．提出了一种基于数据库的虚拟森林环境构造方法,并在这个环境中模拟了林分的生长过程．林分的生长模拟从林分的初植期开始,用Weibull分布获得林木的直径分布、树高分布和位置信息,然后根据林分枯死模型,模拟林分密度的自然稀疏过程,并计算剩余林木的生长参数(胸径、树高、冠幅等),利用树木三维模型形成不同时段的林分景观．     

胡杨茎高与胸径生长模型及可视化模拟

以新疆南疆胡杨为研究对象,运用线性回归方程拟合出胡杨茎高与胸径之间的生长数学模型;运用C++/CLR扣Visual C++编程语言及DXUT图形库技术建立胡杨茎的3D模型,并实现生长模拟的可视化;经过渲染、光栅化、法线贴图等处理,使对胡杨树茎的模拟更具真实效果.     

玉米理想株型育种与超级玉米育种

本文从理想株型育种和超级玉米育种,阐述超级玉米育种是理想株型育种的概况和总结,强调育种手段不能太单一,应该采用综合措施提高玉米产量和其它性状。理想株型育种是超级玉米的基础。并且应该重视耐密品种的选育。     

玉米生长模拟研究综述

阐述了作物生长模拟模型的概念及其意义、国内外研究进程,概述了国内外玉米生长模拟研究基本情况,系统阐述了现阶段玉米模拟模型的类型、层次水平与特点。     

生长模型驱动的杉木林蓄积量动态可视化

树木的生长不仅受到自身遗传因素的影响而且还受外界环境条件的影响.以杉木为例,基于实测数据建立的蓄积量随林龄增长的生长模型以及影响林木生长的立地因子,以实现林分中的杉木林蓄积量可视化表达.在3D Max中构建了杉木三维形态几何模型,结合杉木生长模型与形态模型,采用AE+VB.NET编程,实现了基于ArcScene的杉木林...     

登海超级玉米呼之欲出

<正>2008年8月8日上午,著名玉米育种和高产栽培专家李登海兴致勃勃地领着记者参观了他的玉米区域实验站。试验田里,一方方玉米株排列得整整齐齐,长势健壮,像一列列等待检阅的士兵。平时话语不多的李登海顿时像将军回到了军营一样,兴奋异常,一边走一     

超级杂交早稻组合金优458的生长模拟

根据江西南昌2012—2013年超级杂交早稻金优458的分期播种田间试验数据,调试ORYZA2000模型中的作物参数;利用调试后的作物模型模拟数据与整理后的田间试验观测数据,对超级杂交早稻发育期、地上生物量、穗生物量等进行回代检验和外推检验。结果表明:超级杂交早稻金优458开花期的模拟值与实测值相差1~3 d,成熟期的模拟值与实测值相差0~3 d;开花期、成熟期的地上生物量的平均误差分别为5.2%、3.3%,成熟期穗生物量的平均误差为2.0%;调试后的ORYZA2000作物模型可用于对超级杂交早稻的生长进行模拟,可为评价气象条件对超级杂交早稻发育期和生物量的影响提供定量化的技术方法。     

基于知识图谱的玉米病虫害研究可视化分析

使用知识图谱的方法对农业领域的玉米病虫害文献分布、发展现状、研究分布和研究热点进行分析,方便清晰地了解国内玉米病虫害研究的发展热点与前沿演化趋势。本文基于CNKI数据库搜集2000～2019年该领域相关文献数据,利用可视化软件CiteSpace 5.5所带的计量分析功能,从作者、机构、关键词和合作关系等方面绘制知识图谱,通过对玉米病虫害相关文献数据进行分析,更加直观地揭示当前中国玉米病虫害的发展现状、前沿和热点,提高追踪科学研究前沿的效率,更加有效地获取相关信息,从而为日后相应工作的开展提供有益参考和借鉴。     

基于现代系统理论基础上的作物模拟模型方法概述

从基本概念、基础理论、研究内容、组织结构、系统内容及特征、研究展望等方面阐述了基于现代理论基础上的作物模拟模型的研究方法概况。     

小麦生长模拟与三维可视化系统构建技术研究

作物生长过程的三维可视化是虚拟作物研究的关键技术之一,针对小麦形态结构复杂,小麦生长可视化不易实现的问题,以小麦作物为对象,在已有研究成果基础上,结合小麦生长模拟模型和形态结构模型,从系统结构与功能、系统设计与实现、真实感图形渲染技术（颜色渲染、纹理映射、光照处理）等方面入手,构建小麦生长模拟与三维可视化系统,实现了小麦生长模型和形态结构模型的有机结合,最终实现了小麦生长过程的三维可视化。小麦生长模拟与三维可视化系统将为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供形象逼真的可视化工具,为小麦理想株型筛选,高产、高效、抗倒伏设计与优化等提供技术支撑。     

冬小麦返青后株高模拟模型及生长可视化研究

小麦生长模拟模型对小麦生长管理调控、产量预测和经济效益分析等有重要指导作用,针对小麦生长模拟模型和生长可视化不易实现的问题,以冬小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015-2016年小麦生长季内开展不同品种和施氮水平的田间试验,通过分析各品种冬小麦返青后株高和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后株高模拟模型,经数据检验,株高模拟模型绝对误差在0.01~2.72cm,根均方差(RMSE)在0.4~1.26cm,平均绝对误差(d_a)在0.36~1.11cm,平均绝对误差与实测值平均数的比值(d_(ap))在1.32%~3.46%,结果表明所建模拟模型精度较高,对不同品种冬小麦株高生长具有较好预测性。借助该模拟模型和已有研究成果,本研究构造了不同品种、不同施氮水平下的冬小麦株高生长状态,逼真模拟冬小麦返青后株高动态生长过程,实现了不同品种冬小麦在不同施氮水平下的生长可视化。     

基于形态模型的棉花（Gossypium hirsutum L.）虚拟生长系统研究

 【目的】基于棉花形态器官形成过程的定量描述,模拟棉花三维生长过程,为虚拟棉作研究提供技术基础。【方法】基于2005－2006年棉花品种、播期、氮素、水分和DPC化控试验,将系统分析方法和数学建模技术应用于棉花植株的形态建成,通过对棉花形态数据的定量分析,构建了棉花形态建成模型,主要包括：主茎叶长宽、主茎叶柄长、主茎节间长粗、果枝叶长宽、果枝叶柄长、果节长粗以及棉铃高度和直径等模型。结合OpenGL技术,在Visual C++6.0平台上实现了棉花虚拟生长系统VGSC（virtual growth system for cotton）。【结果】棉花形态模型采用Logistic方程描述各器官尺寸随GDD（生长度日,℃?d）、氮素、水分及DPC的动态变化过程,利用2006年的试验数据对模型进行检验,棉花主茎叶长宽、主茎叶柄长、主茎节间长粗、果枝叶长宽、果枝叶柄长、果节长粗以及棉铃高度和直径的观测值与模拟值的根均方差分别为0.85、0.82、0.87、0.57、0. 086、0.65、0.74、0.8、0.73、0. 016、0.36和0.4 cm,模型预测性好。此外,以NURBS（non-uniform rational B-spline, 非均匀有理B样条）曲面模拟棉花叶片及棉铃形状,以圆柱体实现茎（节）可视化表达,构建的虚拟生长系统主要包括模型库、数据库和人机界面。【结论】用户输入系统所需的相关参数值,就可较好地模拟显示棉花器官、个体和群体的三维动态生长过程。     

系统动力学方法在林分断面积生长模型中的应用

由于辽宁东部地区日本落叶松长期处于自然生长状态下,缺乏科学的经营管理,因而年平均生长量较低,亟待进行人为经营,加快其生长,增加后备资源。将系统动力学方法应用于日本落叶松断面积生长研究中,旨在对日本落叶松的生长进行准确的预测,从而为森林经理者合理经营提供理论指导。分别用传统方法和系统动力学的方法对断面积生长进行建模,并进行比较择优,同时用同一地区的30块样地模型进行了精度检验。结果表明,用系统动力学方法来模拟断面积生长规律简便易行,突破了以往传统模型的局限性,同时克服了传统模型繁琐复杂和参数较多的缺点,拟合效果理想。     

作物生长模型同化SAR数据模拟作物生物量时域变化特征(英文)

生物量是监测作物长势的一个重要指标,可以反映作物的生长状况,和作物产量有密切关系。遥感获取生物量的方法之一是通过基于矢量辐射传输方程的微波冠层散射模型反演,但多数模型反演方法并未考虑作物生物量在不同阶段的变化特征。运用数据同化方法,将 SAR 数据提取的生物量信息和作物生长模型结合,描述作物生物量与时间变化的关系,提高生物量估测精度。通过分析生物量和 SAR 数据提取的后向散射系数的时域变化关系建立反演模型估算生物量。在构建代价函数的基础上,采用共轭梯度法对生长模型参数进行优化,使模型估算的生物量和SAR 数据反演的生物量差值最小。结果表明,引入 SAR 数据修正后的作物生长模型模拟生物量和实测值的时间分布基本吻合,且比未引入 SAR数据的结果精度有明显提高。因此采用 SAR 数据提取的作物实时生长信息可以修正作物生长模型关键参数以提高模拟生物量的精度。     

作物生长模拟模型的开发应用进展

论述了作物生长模拟模型的开发研究进展和模型的应用情况，并对作物生长模拟模型今后的研究提出了自己的见解