| 基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型 |
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| 引用本文： | 陈刚,陈斌,林郁欣,钱基德. 基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型[J]. 农业机械学报, 2018, 49(10): 275-283 |
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| 作者姓名： | 陈刚 陈斌 林郁欣 钱基德 |
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| 作者单位： | 中国科学院成都计算机应用研究所;中国科学院大学;中国科学院广州电子技术研究所;福建网龙网络公司研发中心 |
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| 基金项目： | 四川省科技支撑计划项目（2014CC0043）、广东省产学研合作项目（2017B090901040）、广东省重大科技专项（2017B030306017）和广州市产学研协同创新重大专项（201704030138） |
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| 摘 要： | 为定量分析植物冠层结构与光分布及光合作用之间的关系,模拟实际环境中植物冠层的实时光合速率,为诸如作物模型中产量估测提供一种植物冠层尺度光合生产力计算方法,本文构建了基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型。模型主要分为3部分:基于L-迭代文法系统与三维图形绘制技术构建3D虚拟植物冠层结构,利用正向光线跟踪及天空可见率算法模拟虚拟冠层内光辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)传输,基于太阳几何参数、大气影响参数及地理位置等参数计算真实环境中虚拟冠层顶部实时PAR强度。利用此模型,直接输入或插值处理光合环境因子数值,采用单叶光合作用模型和相关呼吸作用模型,可计算冠层内净光合作用速率并进行周期内植物体生物量的积累估算。以实测的幼龄杉木为模拟对象,计算其冠层内净光合作用速率及周期内生物量积累,模拟结果表明,基于虚拟冠层的PAR分布模拟及其冠层光合作用速率计算,是一种对植株光合生产力估算的有效方法。
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| 关 键 词： | 虚拟植物 冠层光合作用 模拟模型 L-系统 辐射传输 |
| 收稿时间： | 2018-04-08 |
3D Virtual Plant Photosynthesis Simulation Model Based on L-system |
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| CHEN Gang,CHEN Bin,LIN Yuxin and QIAN Jide. 3D Virtual Plant Photosynthesis Simulation Model Based on L-system[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(10): 275-283 |
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| Authors: | CHEN Gang CHEN Bin LIN Yuxin QIAN Jide |
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| Affiliation: | Chengdu Institute of Computer Application, Chinese Academy of Sciences,Guangzhou Institute of Electric Technology, Chinese Academy of Science,Net Dragon Websoft Inc. and Chengdu Institute of Computer Application, Chinese Academy of Sciences |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | virtual plant canopy photosynthesis simulation model L-system radiation transmission |
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