一种快速的基于云计算的碰撞检测算法

针对复杂场景中碰撞检测的实时性、精确性的要求,提出一种基于云计算模型的并行碰撞检测算法。利用分治策略和混合层次包围盒较好的紧密性优点来构建物体的包围盒树,利用云计算编程模型来多线程遍历包围体层次树,提高碰挂检测的速度。实验表明,该方法不但可以控制算法的性能和检测质量,并且能增加算法的适应性。     

Modeling leaf color dynamics of winter wheat in relation to growth stages and nitrogen rates

The objective of this work was to develop a model for simulating the leaf color dynamics of winter wheat in relation to crop growth stages and leaf positions under different nitrogen (N) rates. RGB (red, green and blue) data of each main stem leaf were collected throughout two crop growing seasons for two winter wheat cultivars under different N rates. A color model for simulating the leaf color dynamics of winter wheat was developed using the collected RGB values. The results indicated that leaf color changes went through three distinct stages, including early development stage (ES), early maturity stage (MS) and early senescence stage (SS), with respective color characteristics of light green, dark green and yellow for the three stages. In the ES stage, the R and G colors gradually decreased from their initial values to steady values, but the B value generally remained unchanged. RGB values remained steady in the MS, but all three gradually increased to steady values in the SS. Different linear functions were used to simulate the dynamics of RGB values in time and space. A cultivar parameter of leaf color matrix (M_RGB) and a nitrogen impact factor (FN) were added to the color model to quantify their respective effects. The model was validated with an independent experimental dataset. RMSEs (root mean square errors) between the observed and simulated RGB values ranged between 7.0 and 10.0, and relative RMSEs (RRMSEs) ranged between 7 and 9%. In addition, the model was used to render wheat leaves in three-dimensional space (3D). The 3D visualizations of leaves were in good agreement with the observed leaf color dynamics in winter wheat. The developed color model could provide a solid foundation for simulating dynamic crop growth and development in space and time.     

基于Loop细分格式的虚拟作物果实建模

为真实模拟作物果实以增强虚拟作物环境的真实感，提出一种基于Loop细分格式的虚拟作物果实建模方法。根据果实形态结构特征建立相应的控制网格，定义适当的细分规则生成果实模型，并扩充已有的细分规则实现对果实非光滑特征的模拟。对小麦和玉米果实形态建模的实例表明，本方法用于作物果实建模效果逼真，满足虚拟作物环境的需要。     

基于关键点存取的虚拟植物碰撞检测方法的研究

针对虚拟植物可视化模拟过程中的碰撞检测算法复杂等问题,提出了基于关键点存取的碰撞检测方法.该方法对植物生长特点进行分析,将要碰撞检测的植株进行关键生物点的提取和比较,采用邻接表的形式对关键点进行存储,使用深度优先遍历法进行查找.这种方式将有效减少关键点的比较数量,提高了碰撞检测速度.     

基于NURBS曲面的小麦叶片三维可视化研究与实现

作物三维可视化将为作物生长动态预测、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,从而有力促进虚拟农业和信息农业的发展。针对小麦形态结构复杂、叶片三维可视化不易表达的问题,基于田间实测数据和NURBS曲面建模实现了小麦叶片的三维重建。首先,通过田间实验定期观测小麦形态数据(叶长、叶宽、茎叶夹角、叶片弯曲度、茎秆直径等),建立小麦叶片主脉控制点构造算法,将小麦形态数据转换为主脉控制点坐标;其次,确定所有控制点坐标和节点矢量,构建小麦叶片和叶鞘NURBS曲面;最后,借助Open GL图形库可实现小麦不同生育期的模拟模型,并实现了小麦叶片的扭曲形变。结果表明该方法选取的小麦形态数据具有代表性,重建的小麦叶片模型逼真度较高,接近实测模型,易于实现小麦生长过程的动态模拟。     

干旱胁迫下小麦（Triticumaestivum L.）幼苗中ABA 和IAA的免疫定位及定量分析

【目的】干旱是农业生产中存在的严重问题,是制约作物生长和限制农业种植面积进一步扩大的最主要因素,探明植物抗旱机理,将为农业增产增收提供重要保障。本试验旨在分析干旱胁迫下小麦幼苗中（根、叶鞘、叶片）脱落酸（ABA）和吲哚乙酸（IAA）的定位及含量,探索其动态变化规律,为干旱地区作物栽培的激素调控、干旱条件下小麦的化学调控提供理论依据。【方法】以冬小麦品种鲁麦21号为材料,采用温室盆栽自然干旱法,以免疫组织化学定位方法研究干旱胁迫下小麦幼苗（根、叶鞘、叶片）中内源激素ABA和IAA的定位,并用间接酶联免疫吸附测定法（icELISA）进行内源ABA和IAA含量分析。通过比较免疫组织化学定位的化学信号强度和icELISA检测的内源ABA和IAA含量,验证本试验结果的有效性。【结果】称重法控制水分持续干旱4周后,对照组（CK）小麦植株直立生长,叶片健康呈绿色,长势良好。干旱处理组（ND）小麦植株矮小,叶片面积减小,有不同程度的萎蔫和发黄现象。干旱胁迫下小麦幼苗根、叶鞘、叶片中的ABA免疫组织荧光信号均强于对照,其中叶片强弱差异最显著,叶鞘次之,各器官中保卫细胞和维管的强弱对比最为明显;IAA免疫荧光信号强度也高于对照,但相比ABA不明显;用icELISA进行定量分析,比较免疫组织化学定位的信号强度和icELISA检测的内源激素含量表明,上述免疫组织化学定位结果与icELISA的测定结果相一致,其中,根中的ABA含量为61.51 ng•g-1 FW,是对照的2.82倍（21.8 ng•g-1 FW）;叶鞘中ABA含量增加幅度较大,为175.35 ng•g-1 FW,是对照的3.65倍（48.02 ng•g-1 FW）;叶片中ABA含量增幅最大（512.12 ng•g-1 FW）,为对照的10.16倍（50.42 ng•g-1 FW）。显著性分析表明,干旱胁迫与正常供水小麦幼苗根、叶鞘、叶片中ABA含量差异均呈极显著（P＜0.01）。用icELISA对IAA进行检测,正常供水时,小麦幼苗根、叶鞘、叶片中的IAA含量分别为72.81、274.46 和195.75 ng•g-1 FW。水分胁迫条件下,IAA含量增加但幅度不大,分别为123.56、400.48 和417.30 ng•g-1 FW。叶片中IAA上升的幅度稍大为对照的2.13倍,根、叶鞘中的IAA含量分别为对照的1.70和1.46倍。显著性分析（t检验法）显示,在干旱胁迫与正常供水条件下小麦幼苗根中IAA含量差异不显著（P＞0.05）,但叶片和叶鞘中IAA含量差异极显著（P＜0.01）。【结论】水分胁迫下小麦幼苗根、叶鞘、叶片中ABA和IAA含量均增加,ABA含量增加幅度较大,IAA较ABA含量增加幅度较小。二者之间协调的总趋势是向着气孔关闭,促进根系生长,减缓茎叶生长速率的方向发展,可有效的避免缺水伤害。     

不同算法红边位置监测小麦冠层氮素营养指标的比较

【目的】红边位置常被用于监测作物叶片氮素营养状况。本文旨在通过不同算法提取红边位置,分析并比较不同算法提取的红边位置对氮素营养监测模型的准确性和可靠性差异,确定监测小麦叶片氮素营养的最佳红边位置算法及定量模型。【方法】基于不同施氮水平、播种密度、品种类型和生育时期的小麦田间试验,系统分析不同算法的红边位置(一阶微分、倒高斯法、多项式拟合法、四点内插法、拉格朗日法、线性外推法)与冠层叶片氮素营养指标的定量关系,比较不同算法红边位置对氮素营养监测的准确性和可靠性。【结果】线性外推法为计算小麦红边位置的最佳算法,并建立了基于线性外推法的小麦冠层叶片氮素营养定量监测模型。【结论】研究结果为小麦冠层叶片氮素营养指标的可靠监测提供了有效途径。     

基于多策略融合技术的水稻叶片边缘检测算法研究

农作物边缘检测问题是基于图像处理技术的农作物检测技术的重要内容之一.在分析已有边缘检测方法的基础上,将图像区域最小外接矩形算法、中值滤波、Canny算子和闭运算有机结合,提出一种基于多策略融合技术的水稻叶片边缘检测算法,将该方法应用于单叶片、背景为白板的叶片、背景为土壤的叶片、重叠叶片等不同特征的图像,有效地获取连续、光滑的水稻叶片边缘,表明该算法具有高效、准确和鲁棒的特性     

Inverse Leaf Aging Sequence （ILAS） and Its Significance of Wheat

The implication of the revelation of the inverse leaf aging sequence (ILAS) of wheat needs to be probed in theory and practice. Since 2005, the comparison experiment of the ILAS and the conventional leaf aging sequence (CLAS) has been carried out to measure the canopy temperature and some important biological parameters of wheat. In nature, there existed the phenomenon that the wheat leaves aged in an sequence opposite to the conventional sequence and some of the leaves of ILAS wheat aged sequentially differed from those of CLAS wheat, i.e., the penultimate leaves rather than the flag leaves aged last among the leaves at different leaf positions; in correspondence with the inverse leaf aging sequence,there appeared an unconventional leaf color structure at the late fruiting stage, which had yellow upper leaves and green lower leaves, opposite to the conventional leaf color structure that had green upper leaves and yellow lower leaves; the chlorophyll concentrations, soluble protein concentrations, transpiration rates, and net photosynthetic rates of the penultimate leaves of ILAS wheat unconventionally surpassed those of their flag leaves as their growth moved forward from one stage to another stage, and the ILAS wheat characteristically presented cold canopy temperature, i.e., a cold tail canopy temperature at the late fruiting stage, or a cold canopy temperature at the whole fruiting stage; because ILAS wheat was unique in physiological process, its kernel weights were obviously higher than those of CLAS wheat, which closely related to the "relay" kernel-filling mode, which was different from the kernel-filling mode of CLAS wheat under which the flag leaves act as the main nutrient supply source at the whole fruiting stage. This study provided a new idea and approach for the theoretical exploration on wheat fruiting and aging, wheat yield further improvement, and cold type wheat and cold tail wheat breeding.     

小麦冠层光合器官不同时期对千粒重影响的研究

研究小麦冠层光合源叶和芒在不同生育时期对千粒重的影响 ,比较分析了上部叶、芒在子粒形成过程中的贡献及补偿能力的大小 ,着重讨论了不同时期冠层光合器官中旗叶、芒、倒二叶、倒三叶功能变化情况。结果表明 ,开花后小麦下部叶片光合功能衰退较快 ,冠层光合器官对千粒重起重要作用 ,其中旗叶作用最大 ,芒、倒二叶次之。     

基于LM神经网络的小麦叶片病害识别

快速、及时和准确的发现小麦病害对提高小麦产量具有重要作用。以小麦叶片白粉病、条锈病和叶锈病3种病害为研究对象,提出了基于LM神经网络的小麦叶片病害识别模型。首先采用K-means算法分割小麦叶片病斑区域,提取小麦病斑区域的颜色特征和纹理特征,构建数据集。然后建立LM神经网络小麦叶片病害识别模型,输入数据进行识别。基于颜色和纹理特征的小麦叶片病害识别率为95.3%。在小样本情况下,利用LM神经网络算法能够快速、准确的识别小麦病害叶片。     

钙钠离子对高粱和小麦乙烯释放的影响

本文阐述了钙、钠离子对小麦、高粱抗旱性不同的品种叶片与根乙烯释放的影响。钙和钠离子对小麦和高架根的乙烯释放有明显的抑制效应。钠离子胁迫下,小麦根乙烯释放量多于高粱根;钙离子胁迫下则以高粱根乙烯释放量为多。钙或钠离子胁迫下,高粱或小麦不抗旱品种根乙烯释放量多于抗早品种。就叶片乙烯释放而言,高粱乙烯释放量少于小麦。两离子对高粱抗旱品种叶片乙烯释有促进作用,对不抗旱品种影响甚微。小麦不抗旱品种叶片乙烯释放为钙钠处理所抑制。胁迫下两种作物抗旱品种叶片的乙烯释放量高于其不抗旱品种的。这些结果表明,植物的乙烯释放对盐分胁迫的反应随组织器官和基因型而异。     

虚拟现实技术在构建虚拟旅游环境中的应用

介绍了生成虚拟环境的几种主要方法,如利用高度场方法生成地形,利用3DS MAX构造虚拟环境中的复杂三维模型,用布告板（Billboard）技术和Cross-Billboard技术构建逼真的树木模型,采用纹理贴图、LOD（细节层次模型）和碰撞检测技术增加虚拟环境的真实感。最后在Visual C＋＋6.0环境下用OpenGL实现了一个逼真的虚拟旅游环境。     

燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞累积及分布的影响

为研究燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞积累和分布的影响,在小麦苗期和成熟期采集河南省商丘市某燃煤电厂周围农田土壤和小麦植株样品,用ZYG-Ⅱ型智能冷原子荧光测汞仪测量样品中的汞含量。结果表明,小麦苗期和成熟期,土壤样品中汞含量没有超过土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级标准的限值。燃煤电厂周围表层土中汞含量要明显高于深层土,呈表层富集现象,苗期小麦根的汞含量高于茎叶,其根、茎叶的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关。小麦从苗期到收获期,表层土、小麦根和茎叶的汞浓度升高。小麦从苗期到收获期,茎叶面积迅速增加,小麦叶片直接从大气中吸收燃煤烟气中的汞,使小麦茎叶通过叶面吸收的汞浓度增加,收获期燃煤电厂周围小麦各器官汞含量为茎叶>根>颖壳>籽粒。成熟期小麦根的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关,而茎叶汞含量与表层土的汞含量无相关性。因此,燃煤烟气中汞沉降影响燃煤电厂周围种植的小麦各器官对汞的吸收和累积。     

冬小麦叶片衰亡及其形态和生理特性变化

笔者在大田条件下,研究了冬小麦叶片表亡过程及其对碳氮营养的反应。单叶表亡时,由叶尖向基部渐次变黄并干枯,叶片含水率、叶绿素和可溶性蛋白质含量逐渐降低,标志膜透性的叶片浸出液的电导率增加,叶片结构逐渐解体。叶片衰亡过程呈“S”型曲线,可划分为缓慢衰亡、快速衰亡和失水枯死三个阶段。氮肥的作用只能延长叶片功能期,预防和延缓表亡的开始。叶片等营养器官的正常衰亡,对粒重形成有积极意义。     

不同前作对套作小麦花后生长发育及产量形成的影响

以"川麦44"为材料,单因素随机区组设计,研究3种前茬(大豆茬、玉米茬、红苕茬)对套作小麦花后物质积累、叶片光合特性及产量构成的影响。结果表明,前作为玉米和大豆时,开花时旗叶净光合速率高,叶片厚且叶色深;花后绿色叶面积大,持续时间长,叶绿素下降缓慢,叶片衰老延缓;玉米茬和大豆茬的小麦单茎干物质积累量大,成熟期干物重在穗中的分配比例大,表现为穗粒数多,千粒重大,单穗重高,最终产量豆茬和玉米茬小麦显著高于苕茬小麦。     

爱丰有机腐殖酸液肥在小麦上的试验效果研究

爱丰有机腐殖酸液肥是采用德国先进的酶促矿化剂为核心成分,配以腐殖酸、草碳、氮、磷、钾、钙、镁、硫及铜、锰、硼、钼等多种微量元素精制而成的一种无毒、无污染的高活性绿色有机液体肥料。它可以提高作物产量,改善农作物品质,增强抗逆能力。为进一步了解爱丰有机肥对小麦生长发育的影响,我们在不同时期对小麦进行叶面喷施,研究其在小麦上的应用效果和合理使用方法,更好地发挥其在生产中的作用。     

快速小量提取小麦叶片DNA的一种简易方法

[目的]寻求少量、快速提取小麦幼叶DNA的方法。[方法]以小麦幼叶为试验材料,用改良的CTAB法小量快速提取转基因小麦总DNA。所提取的DNA以0．8％琼脂糖凝胶电泳检测。[结果]改良的CTAB法提取小麦基因组DNA所提取的DNA纯度高、无降解现象,适用于进行常规PCR扩增。[结论]该研究为小麦DNA的提取提供了一种所需材料量少、简便、快速的方法。     

酸雨对土壤－植物系统的环境效应研究──酸雨喷淋对稻和麦生理的影响

采用不同ｐＨ、离子组成及与研究（浙江省）自然降雨相近的模拟酸雨，分别在作物营养生长和生殖生长期喷淋。试验表明，经酸雨特别是高酸度酸雨喷淋后，对稻、麦叶片的电解质外渗率、叶绿素含量、多酚氧化酶和过氧化物酶活性、叶片气孔导度和净光合速率等均有一定的抑制或负作用，尤以作物营养生长期影响较大。电镜检验结果表明，高酸度（ｐＨ２．５）酸雨对叶片亚显微结构有直接伤害．在产量上水稻以负影响为主，而小麦似有促进作用，对稻、麦籽粒蛋白质含量的影响则均不明显．     

冠层温度中间型小麦叶片的显微结构特征

采用石蜡切片方法，研究了冠层温度偏冷型中间型小麦和偏暖型中间型小麦功能叶片的显微结构特征。研究表明，偏冷型中间型小麦在叶片厚度、叶脉间距和维管束面积等解剖特性方面和冷型小麦相似，而偏暖型中间型小麦与暖型小麦相似。偏冷型中间型小麦与偏暖型中间型小麦相比，叶片厚度和叶脉间距均较小；维管束横截面积占叶片横截面积的百分率较高。