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X3D的虚拟植物建模与可视化研究

本文在阐述X3D虚拟现实技术的基础上,介绍并分析了基于X3D虚拟植物建模的关键技术和优势,进一步探讨了基于X3D虚拟现实技术植物建模的原理与方法,最后,针对国内外应用现状,提出了应用中出现的问题,并为未来的研究方向进行了展望。     

虚拟植物模型研究概况

虚拟植物模型应用L-system为基础,构建各种算法,用软件表现出植物在环境影响下的生长情况、内部物质成分等。本文主要对环境和植物相互影响的虚拟植物模型进行了概述。     

虚拟植物研究进展

当今植物科学和计算机技术得到了迅速发展,作为科学与艺术的结晶——虚拟植物模型的研究也得到了快速发展。在数据采集上,从简单的手工采集发展到以激光扫描、近景摄影等方法,极大地提高了数据获取的速度和质量,加速了植物建模的过程,提高了植物建模的精度。在建模方法上,从结构建模、图像建模发展到结构与图像建模相结合的手段。在模型的类型上,分为功能性模型与非功能性模型。功能性模型的研究范围也从单一的生态性研究发展到生态生理性研究。现在,已经发展到了微观水平,开始研究基因与植物形态关系,形成了以虚拟植物模型为中心,以植物个体形态为主导的宏观、中观和微观3个层次的研究格局。     

教学型虚拟植物生长仿真建模方法的研究

仿真教学是向学生展示知识现象的一种重要教学手段,植物生长是农业活动中最基本的活动之一,虚拟植物生长仿真教学将极大地推动学生对植物生长过程的了解。目前常用的虚拟植物生长仿真方法,实现过于复杂,不便于在教学中实现。在参数关键帧技术的基础上,结合农业规则,提出了一种教学型虚拟植物生长仿真建模方法,并使用Unity软件构造了虚拟番茄生长仿真建模实例。结果表明该方法便于实现,很适合实现虚拟植物生长仿真教学,有利于提高教学效果,使农业类课程的学习更加直观、生动。     

ABA在植物-病原菌互作中的多重作用

对ABA的生物合成途径、在植物抗/感反应中的作用以及ABA与其他激素互作对植物抗病性的调控机制等方面进行了综述.     

基于虚拟植物的分布式农业专家系统研究

针对传统农业专家系统存在着缺少动态预测功能及机理性解释的不足和利用率低的缺点,设计了一种虚拟植物生长模型、农业专家系统和分布式虚拟现实技术的集成框架。详细介绍了虚拟植物生长模型的研究概况,着重论述了基于虚拟植物生长模型的农业专家系统体系结构以及各组成部分的功能。虚拟植物生长模型和农业专家系统的有机集成,可以帮助推理机获得推理决策所必需的数据和降低系统决策的风险性。此外,利用多用户分布式虚拟环境使得基于虚拟植物农业专家系统为用户提供内容更丰富、视觉更直观、方便快捷的服务。     

虚拟植物技术的研究综述

虚拟植物技术是信息农业的一个重要方面,对预测和调控植物生长发育及其对环境的反应研究有着十分重要的意义。简要回顾并总结了国内外虚拟植物研究的历史和发展状况,着重分析了该领域当前存在的问题,指出了该领域未来一段时期的研究热点和发展方向。     

基于作物功能-结构模型组件化理想株型的方法研究

通过建立基于功能-结构相互耦合且形态可控的模型,提出作物器官组件的划分,并以叶器官为例探讨组件的内部结构及组件间的相互关系,阐明作物理想株型的数字化构建步骤,使虚拟作物的软件开发在效率、代码复用性和功能扩展上得到提高,为有效的定量化设计株型、解决传统株型育种方式不精确等问题奠定了基础.     

基于虚拟作物技术构造理想株型的研究综述

挖掘出作物的理想株型是作物育种的重要目标之一,在当前虚拟作物理论和软件开发技术基础上,总结了利用虚拟作物构建理想株型的主要技术,指出了数字化构建作物植株当前时期内的热点问题和发展方向,分析了存在的不足之处,为定量化株型设计、解决传统株型育种方式不精确等问题奠定了一定基础.     

基于组件的虚拟植物软件设计模式研究(英文)

根据植物的形态结构特征,提出基于组件的虚拟植物软件开发方式,分析了这种方式下植物器官组件的内部结构,进而给出虚拟植株整体的软件设计模式,并在此基础上讨论了这种开发方式的特点。与传统的虚拟植物软件开发方法相比,基于组件的虚拟植物软件在代码的复用性、开发效率及软件功能的扩展性方面具有显著的优越性。     

基于关联反馈技术的用户兴趣模型的建立与自适应更新

用户兴趣模型是个性化服务系统的一个核心组成部分。为进一步提高模型准确性,提出一种搜集用户多种交互行为,结合隐式反馈技术构建用户兴趣模型的方法。该方法引入时间衰减度和显式反馈技术,使之能对用户兴趣模型进行自适应更新,对实现个性化的信息检索与过滤系统具有较高的参考价值。     

虚拟建模(VM)技术在虚拟设计中的应用

利用虚拟建模(VM)技术在虚拟设计中的应用，提出了网络环境下构建虚拟实验室的简单模型和方案。它的显著特点之一就是利用存储在计算机内部的数字化模型——虚拟场景，来代替实物模型进行仿真，设计和分析，从而改变传统的设计理念，在时间、质量、成本、服务和环境等多方面提高决策设计水平。     

杀真菌剂对入侵植物紫茎泽兰与伴生植物生长的反馈作用

 【目的】通过盆栽控制试验,验证外来植物紫茎泽兰改变的土壤真菌在其入侵过程中的作用,揭示紫茎泽兰入侵的土壤微生物学机制。【方法】通过施加杀真菌剂控制土壤真菌,研究土壤真菌对紫茎泽兰和2种伴生植物的生长,以及对紫茎泽兰与伴生植物竞争互作的影响。【结果】未施加杀真菌剂处理,紫茎泽兰生物量在入侵过的土壤中是当地植物土壤中的1.85倍,而伴生植物在紫茎泽兰入侵过的土壤中生长明显受到了抑制。在入侵土壤中紫茎泽兰与燕麦草共生时,紫茎泽兰的生物量是其单独生长时的1.29倍。施加杀真菌剂的处理,紫茎泽兰和伴生植物单独生长的生物量都比未施加杀真菌剂处理有所增加;紫茎泽兰与伴生植物共生时,杀真菌剂处理明显降低了紫茎泽兰的竞争力。【结论】紫茎泽兰入侵改变的土壤真菌,促进了自身的生长,并增强了紫茎泽兰与伴生植物的竞争力。     

基于Quest3D的污水处理设施教学软件开发

利用Quest3D软件制作污水处理设施教学软件,其中用SketchUp和3DSMAX软件实现三维物体的建模和动画制作,所制作的污水处理设施漫游系统仿真性强,并融入视频演示、音频解说。通过使用该系统能达到实际参观污水处理厂的效果。     

基于L-系统规则组合机制的植物建模新方法

L-系统是基于植物学规则进行树木建模的经典方法之一,已被广泛地应用于虚拟植物生成与应用中,但在实际建模中还存在规则提取难,建模周期长等问题。针对这个问题提出了L-系统规则组合的建模新方法,该方法利于树木形态及生长规则的复用,从构建基本的分枝结构、叶序、花序和果实等器官不同造型库出发,并结合相关的植物形态学、植物生理生态学知识和野外实测的树木形态因子数据,进行器官模型组合,最终形成树木三维几何模型。最后以龙眼树等为建模实例,基于该方法快速实现了三维建模,取得了较好的效果。目前该方法较适于构建具有复杂器官的高大乔木,还不足以模拟所有的植物,通过介绍该方法,希望在一定程度上降低L-系统建模的难度,达到快速建模的目的。     

结合图像重建和L系统的虚拟水稻模型系统设计

提出了一种结合图像重建和L 系统的虚拟水稻可视化模型系统。水稻主茎采用L系统生成,由于水稻细节对视觉效果影响较小,采用水稻器官表面重建,用规则建模来提高模型的可控性,基于图像重建可以得到更好的可视效果。结果表明,该系统方法能够降低建模复杂度,较好地实现虚拟水稻的可视化展现。