基于OpenGL的小麦形态可视化技术

形态可视化技术是虚拟植物研究的关键技术之一。本研究以小麦作物为对象,在提出小麦形态可视化技术框架的基础上,首先研究了小麦不同器官的三维几何建模技术,构建了基于器官形态特征参数的几何模型,包括叶、茎秆和麦穗几何模型。用NURBS曲面来模拟叶片和叶鞘;用圆柱体模拟茎秆的节间;并采用组合单器官的方式来构建麦穗模型：用圆柱体模拟穗轴,用椭球体和圆柱体分别模拟小穗的谷粒及小穗枝梗。然后,基于OpenGL图形平台,绘制了小麦器官的三维形态,并提出了颜色渲染、纹理映射、光照处理等真实感图形显示技术;最后,通过耦合小麦植株的拓扑结构模型以及小麦个体之间的相互关系,实现了小麦从器官-个体-群体三个层次的形态可视化,从而为构建可视化小麦生长系统奠定了技术基础。     

基于生长模型的油菜管理决策支持系统

基于生长模型的作物管理决策支持系统是数字化农作技术研究的重要内容。在气象因子、土壤条件、品种特征和栽培管理数据库的支持下，利用作物生长模拟技术、计算机软构件技术，构建了基于生长模型的油菜管理决策支持系统(GMDSSRSM)，包括单机版(GMDSSRSM^A)和网络版(GMDSSRSM^W)，其中单机版系统利用VB和VC++语言编程实现，网络版系统在.net平台上用C#语言开发。该系统实现了数据管理、模拟预测、方案评估、因苗预测、时空分析、敏感性分析、专家咨询和系统帮助等功能，具有机理性强、预测性好、通用性强、功能全面等特点。该研究为油菜生长与生产系统的动态预测和管理决策提供了定量化和数字化工具，可为数字化油菜农作系统的构建奠定技术基础。     

现浇砼施工过程的质量控制论述

当代社会建筑业蓬勃发展,随着工业化的进展,混凝土应用于建筑业的各个领域,国家相关部门对混凝土的施工及质量要求也越来越严格,在混凝土工程中,施工的混凝土质量水平是影响混凝土质量的一个重要环节,直接影响到建筑物的坚固性和耐久性。作为施工员,应懂得影响混凝土质量的主要因素,掌握混凝土施工过程中的质量控制内容和方法,及时发现和处理混凝土施工过程中的质量问题。鉴于混凝土质量评定的滞后性,不能当时给予评定,一旦事后发现混凝土质量有问题,处理起来必将影响到工程的质量、进度和投资。因此,现浇混凝土必需重视事前和事中控制。我结合我的工作实践和相关规范谈谈自己的认识。     

小麦麦穗几何模型构建与可视化

作物器官几何建模是虚拟作物研究的关键技术之一。通过对小麦穗形态结构的观测分析,提出基于形态特征参数的麦穗几何模型及可视化实现方法。在已有麦穗形态模拟模型的基础上,结合麦穗拓扑结构,构建麦穗形态结构几何模型,包括穗轴、小穗（外麸、麦芒、花药等）、麦穗穗形等子模型。其中,穗轴节片使用底面为椭圆的圆柱体进行模拟,节片交错叠加构成穗轴。基于外麸曲面半径变化曲线,以三角面片构造近似半椭球体来模拟外麸;基于麦芒曲线,以三角面片重构横截面近似为等边三角形的麦芒;用非统一有理B样条曲面模拟开花期小花顶端的花药;采用分层模型控制麦穗穗形。然后根据麦穗拓扑结构组合以上各器官,即可构建出麦穗几何模型。进一步结合颜色渲染、纹理映射、光照渲染等真实感显示技术,基于.Net平台,借助CSOpenGL,实现麦穗生长动态的可视化。结果表明,重构出的麦穗具有一定的真实感,能够用于不同品种、不同处理条件下麦穗生长动态的可视化表达。研究结果将有助于实现小麦植株生长动态的数字化、可视化。     

大跨度复合预应力焊接球网架施工技术的论述

招远金光凤凰城三期宴会厅屋面网架工程位于山东省招远市温泉路与春雨路交界处,结构采用大跨度复合预应力焊接球网架结构。在施工过程中抓住以下关键要素:网架支座定位、可靠的施工操作平台、网架拼装焊接技术、预应力钢绞线张拉。施工完毕后,对网架结构的变形进行观测及分析,测量结果满足设计要求。     

基于模型和GIS的小麦空间生产力预测研究

 【目的】准确预测区域小麦生产力,可以为农业生产的定量评价、环境变化影响的评估等提供关键技术支持。【方法】基于课题组研制的小麦生长模拟模型,探讨生长模型在区域化应用过程中升尺度连接的方法,进一步将模型与GIS相耦合,建立小麦区域生产力预测模拟模型;并以江苏省2000年小麦产量的区域模拟为例,借助GIS技术完成了气象、土壤特性、管理措施等模型基本输入数据的空间栅格化预处理,通过将研究区域划分为许多均质栅格,解决了研究区域内环境条件的空间变异,实现了小麦生产力的区域模拟;并将江苏省内的栅格 模拟产量空间变异图和平均模拟结果同实际产量变异和统计产量进行了比较。【结果】模型模拟的产量空间分布 图可以较好的反映江苏省区域内实际小麦产量的变化规律,通过归并得到的江苏省县市平均产量与统计产量的均方根差为496.48 kg?hm-2。【结论】表明基于模型和GIS对不同生态条件下的小麦生产力进行模拟,具有较好的可行性。     

不同基质培育松类容器苗的试验初报

试验利用蛭石、珍珠岩、泥炭、蔗渣、木屑和稻壳等轻型基质材料相互混合或与黄心土、火烧土混合配成10种基质,培育马尾松和湿地松的容器苗;比较了各基质上容器苗的苗高、茎粗、生长量和根系发育的差异,分析了各基质的育苗效果.结果表明:(1)不同基质的容器苗在苗高、茎粗和生长量方面均有显著差异,其中以泥炭、蛭石和珍珠岩为主的基质较好;(2)不同基质的容器苗根系发育有明显差异,以黄心土为主的对照基质最差;(3)松类容器苗培育的较好基质为蛭石:黄心土:泥炭(5:3:2)、珍珠岩:黄心土:火烧土(8:1:1)、珍珠岩:泥炭(5:5)和泥炭:黄心土:火烧土(8:1:1).     

区域气候模型数据修订方法及其在作物模拟中的应用

【目的】建立一种修订区域气候模型所生成数据的方法,为作物模型在未来气候情景下的应用研究提供技术支持。【方法】 选取徐州、淮安、郑州、潍坊、石家庄5个生态点,利用各地点1960—1993年的历史气象数据,对区域气候模型RegCM3所生成的1994—2010年降雨频率、逐日降雨量、太阳辐射、最高气温、最低气温等气象要素进行修订。【结果】与修订前的RegCM3数据相比,修订后的RegCM3月平均降雨量、温度、太阳辐射等气象要素与实际观测数据更加一致;修订后5个生态点1994—2010年的逐月降雨量、温度、太阳辐射等气象要素参数以及逐日降雨量、温度、太阳辐射等数据的概率分布,与实际观测数据更加吻合,尤其是RegCM3生成数据中的极端高温和高频率降水得到了较好的修正,反映降雨频率的连续干旱天数与实测数据也更趋一致。基于修订后RegCM3逐日气象数据在5个生态点的WheatGrow模型模拟产量与实测产量之间的决定系数和标准根均方差分别达0.72和10.5%,比修订前分别增加了0.35、降低8.2%左右。【结论】采用本研究所构建的方法来修订RegCM3生成的未来气象数据,并将修订后的气象数据输入作物模型,可以提高未来情景下作物模型预测的可靠性。     

基于WheatGrow和CERES模型的区域小麦生育期预测与评价

【目的】研究小麦生长模型在区域应用中的关键技术,并利用WheatGrow和CERES-Wheat两套模型模拟区域小麦生育期,以检验和评价模型区域应用方法的有效性。【方法】首先利用薄盘样条法（thin plate spline,TPS）对各站点逐日气象数据进行空间插值,得到研究区域气象要素表面数据;其次利用TPS方法对各站点历史多年小麦播种期进行空间插值,并将插值后的结果进行多年平均得到研究区域播种期表面数据;进一步将Markov Chain Monte Carlo（MCMC）方法与生长模型相结合,利用典型站点历史多年小麦生育期实测数据,估算出典型站点的品种参数,并将其作为各省份的代表性生态型品种参数;最后将生成的气象要素和播种期表面数据以及生态型品种参数等输入到WheatGrow和CERES-Wheat模型中,并以栅格为单元进行研究区域小麦生育期的模拟,进一步结合不同站点历史年份的生育期观测资料,检验和评价模型区域应用方法的有效性,并量化区域生育期模拟结果的不确定性。【结果】两个模型在区域尺度上的生育期预测效果均较好,区域尺度上拔节期、抽穗期、成熟期的预测值和观测值之间的R2分别为0.85、0.87和0.86（WheatGrow）,0.87、0.85和0.82（CERES）;RMSE分别为9.6、7.2和6.3 d（WheatGrow）,9.4、7.8和6.6 d（CERES）。另外,WheatGrow模型对抽穗期和成熟期区域预测的准确度略高于CERES-Wheat,但由品种参数导致的区域模拟结果的不确定性也相对较高。【结论】通过气象数据和小麦播期数据的TPS插值技术结合MCMC方法的品种参数估计技术,将基于机理的生育期模型拓展到区域尺度,较好地预测区域小麦生育期,量化了由品种参数导致模拟结果的不确定性,研究结果可为进一步量化中国小麦主产区的区域生产力提供技术支撑。     

小麦根系长度的估算方法与参数分析

构建小麦根系伸长过程的动态模型,并对模型参数进行定量分析,可为植株形态建成模拟和可视化显示提供关键技术。根据根系生长发育的基本结构单元,利用根系与地上部叶片生长之间的同伸关系,以生长度日为时间尺度,建立了小麦初生根、节根与分枝根发生过程的模型;通过计算不同类型根系的生理年龄,建立了不同类型根系发育阶段预测模型;以线性方程为基础,建立了不同类型根的伸长过程模型,并实现了对总根长变化过程的动态模拟。利用独立的试验资料对所建模型进行了检验,结果显示模型对小麦总根长和主轴数量的模拟值与观测值的均方根差分别为370.68 cm和1.27个,相对误差分别为0.27和0.16;对模型参数的灵敏性分析表明,模拟结果对参数变化的响应比较适中,可以较好地反映小麦根系长度和拓扑结构的动态变化过程。