基于L系统的大豆根系模型构建及可视化

深入分析了大豆根系形态特征与生长特性,根据大豆根系生长呈S形曲线的特点,基于逻辑斯蒂方程对采集的根系数据进行了回归分析,获取大豆根系的生长方程。根据大豆根系形态结构具有自相似性特点,设计了大豆根系L系统,并在VC++环境下利用OpenGL技术实现了大豆根系拓扑结构模型的构建及可视化模拟。     

L系统在植物形态模拟中的应用

植物是自然界的重要组成部分.随着分形理论的研究与发展,虚拟植物已经成为计算机图形学研究的热点问题.其中,L系统以其定义的简洁性和高度的结构化特点,成为植物形态模拟中最常用的方法之一.为此,论述了L系统的基本概念,并在简要介绍其表达机制的基础上,利用计算机对植物的形态进行了模拟;考虑了植物的趋光性、向地性等生长特性,将扰动变量和随机性引入了L系统,使生成的植物图像更加贴近自然,提高了植物图像的逼真性.     

基于生长方程大豆叶片模拟方法的研究

针对大豆叶片的各项指标建立数学模型,叶片的轮廓采用贝塞尔(Bezier)曲线方程拟合,叶片长、宽与时间的生长模型采用理查兹生长方程模拟,设计出了能够真实反映大豆叶片特征的生长方程,基本实现了对大豆叶片生长的动态模拟.     

基于L系统大豆叶片形变模拟的研究

叶是植物的重要器官之一,它包含了植物生长的重要信息.为此,以大豆为例,采集叶片的生长信息,提取叶特征参数,通过数据分析建立数学模型,并根据其叶片厚度较薄和极易变形的特点,提出了大豆叶片形变模型的建立方法.     

基于L系统的小麦根系可视化模拟研究

对小麦根系生长特征及模拟理论基础进行了分析,设计小麦生长实验,分析试验数据得到小麦根系生长的数学模型;对L系统进行了三维解释,通过观察分析小麦根系构型特征给出其三维L系统规则,同时考虑了根系生长过程中的随机因素.结合生长方程和L系统规则,以VC 6.0为平台,采用OPENGL开发,借助图形学知识实现了小麦根系生长的三维可视化模拟,利用这种方法可以很好地模拟小麦根系连续生长情况.     

基于L系统的植物叶脉模拟的研究

近年来，随着计算机软硬件技术水平的不断提高，虚拟植物的研究得到了迅猛的发展。为此，针对网状叶脉的特征，以大豆为例，研究了其自相似性。在可视化模拟过程中，设计了描述网状叶脉形态的L系统，并使其在采自真实叶片的轮廓内生长，解决了传统的叶脉模拟方法中的叶缘不吻合问题，基本实现了对网状叶脉的较为形象的模拟。     

大豆叶片形态模拟模型建立方法的研究

叶片是大豆的重要器官之一,对大豆叶片结构模型的研究,有助于对大豆叶片功能的研究.为此,从大豆叶片轮廓的提取方法和模拟模型的建立方法两个方面进行讨论,提出了大豆叶片进行数字化处理的基本方法,应用L系统,成功地建立了大豆叶片结构模拟模型,解决了大豆生长模拟模型建立过程中的一个关键问题,对大豆植株模型的建立有着重要的指导意义.     

基于时控L系统的虚拟植物生长三维结构模型

表现出植物生长过程的连续性,有效地描述植物根与冠两者间在生长速度上的关系,对虚拟植物生长模型研究有重要意义.为此,用时控L系统来描述植物的拓扑结构以及生长连续性的条件,依据异速生长模型和植物生长函数描述植物根与冠的生长关系,构建了基于时控L系统的虚拟植物生长三维结构模型.同时,通过对PlantVR平台的植物生长构建规则进行改进,实现了该模型在此平台上的仿真.仿真实验表明:该模型能够清晰地表现植物生长过程的连续性,有效地描述植物根与冠两者间在生长速度上的关系,并对植物生长可视化有一定的借鉴意义.     

图像处理技术与L系统相结合的虚拟植物叶片研究

为了快速、准确地模拟植物叶片,提出了一种基于图像处理与L系统相结合的虚拟植物叶片方法。该方法首先利用图像处理技术获取叶片边缘信息和叶脉信息,然后通过叶脉信息分析出叶脉走向规律,最后通过L系统模拟该叶片形态。实验表明,该方法能够精准地模拟出叶片形态,降低计算机虚拟叶片的复杂度。     

基于分形几何的植物模拟研究

分形几何是以非规则物体为研究对象的几何学,分形与计算机图形学结合起来,可以展示其无穷递归的复杂结构,从而实现对自然景物的逼真模拟。L系统文法是分形几何学的一个重要研究方法,它着重研究植物形态与生长的描述,将L系统文法与计算机图形学结合起来,为计算机模拟植物生长提供了一个有力的工具。为此,首先对分形几何及L系统文法进行了简要介绍,详细阐述了利用L系统文法对常见的小草以及灌木丛建模的生成规则,在VC++6.0环境下用字符串替换算法对小草及灌木丛进行了模拟,并通过连续改变分形草的内部参数,模拟小草在风中摇摆的效果形成摇曳的小草,从而产生动画效果,有较强的逼真感。     

基于L-系统的虚拟植物生长模型设计

现代农业发展需要植物生长模拟技术的支持,而迅速发展起来的虚拟植物模拟也成为研究作物生长领域的一个热点。为此,研究了L-系统方法用于描述虚拟植物生长的表达机制。基于植物形态的分形特征,采用L-系统方法,在虚拟植物生长方面,结合计算机图形学技术的有力支持,对植物生长过程进行了模拟研究。     

基于微分L-系统的水稻根系三维生长模型研究

植物根系结构是其根系的空间构型,水稻根系结构表现出高度的多样性。为了探明水稻根系结构和分布规律,利用水培法开展试验,测定不同生长时期的根系三维空间坐标和形态参数,对水稻根系结构进行高精度的测量。统计分析所测试验数据,确定了根节点的初始位置、各级枝根的生长方向以及根系的生长函数。通过整合水稻根系的拓扑结构,量化其生物学特征,提出基于微分L-系统的水稻根系三维生长模型,以描述水稻根系生长规律,并检验该模型输出结果的精度。借助Visual C++和Open GL标准图形库实现了水稻根系三维生长可视化模拟系统,直观再现了水稻根系动态的生长过程。对比分析表明,系统对总根长、根表面积和根体积的平均模拟拟合度分别为96. 82%、95. 86%和93. 96%。     

不同类型农药对大豆根腐病的田间防治效果

为筛选有效防控大豆根腐病的种衣剂,开展杀菌剂复配使用和微生物农药拌种对大豆根腐病田间防效试验。结果表明,40%溴酰˙噻虫嗪FS+11%氟环·咯·精甲FS和62.5 g/L精甲˙咯菌腈FSC拌种对大豆根腐病有较好的防治效果,大豆出苗后15 d防效在70%以上,微生物农药1000亿芽孢/g枯草芽孢杆菌WP和10亿芽孢/g多粘类芽孢杆菌WP也可有效防控大豆根腐病,防效在50.86%~60.71%,虽然防效低于杀菌剂复配使用,但其对环境、人畜安全,具有广阔的应用前景。因此,在今后的大豆根腐病防治中,应进一步优化复配药剂组合,同时充分发挥微生物农药的作用。     

气力轮式精密排种器大豆充种过程试验研究

采用均匀设计和高速摄像方法,研究气力轮式精密排种器在常压和加气条件下大豆种子在充种过程中的运动。试验结果表明:常压下,充种角小于45o时,种子面随充种包角增加而提高,无带动层;充种角大于45o时,排种轮上部出现带动层,带动层种子随排种轮转动到达清种位置;气力条件下,吹嘴进口压力>1.0kPa时,在充填区上部逐渐形成一个比较明显的回旋流动区,种子群在该区域形成沿逆时针方向运动的种子环流群,扩大了种子的充填范围。