基于微分L系統(tǒng)的虛擬玉米根系生長模擬研究.pdf

1、虛擬植物是利用虛擬現實技術在計算機上精確模擬出自然界植物在三維空間中的生長發(fā)育過程,是近年來隨著諸多交叉學科包括植物學、生態(tài)學、農學、計算機圖形學以及數學等的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的研究領域,目前已成為農業(yè)信息技術學和計算機圖形學的研究熱點。其中虛擬植物根系研究是虛擬植物研究的重要組成部分。由于植物根系生長環(huán)境的不可見性和復雜性,使得對虛擬根系的研究存在著相當大的局限性,且目前對虛擬根系的研究大多停留在模擬其離散變化的生長過程,而對根系生長

2、的動態(tài)連續(xù)模擬研究還很少見。本文即圍繞玉米根系生長的動態(tài)連續(xù)模擬展開研究,主要做了如下工作:
　　 (1)對玉米根系的生物學特征進行了分析,總結出其形態(tài)特征和生長特征；
　　 (2)對國內外虛擬植物建模理論和方法作了深入研究,分析比較目前常用的建模理論與方法,通過比較篩選,結合玉米根系生理生態(tài)以及生長特征,最后選用微分L系統(tǒng)理論來實現玉米根系動態(tài)連續(xù)的生長模型構建；
　　 (3)對目前常用的S形生長函數進行比較研

3、究,最后選用cubic函數來描述玉米根系的生長變化,并針對本文的具體應用,對Cubic函數做了改進,使其更符合真實的玉米根系生長規(guī)律；
　　 (4)利用微分L系統(tǒng)理論,并對微分L系統(tǒng)產生式做了改進,結合玉米根系生長函數,構建玉米根系動態(tài)連續(xù)的生長模型；
　　 (5)本文以土壤含水量因素為例,建立了玉米根系生長的土壤含水量約束模型；
　　 (6)最后結合三維可視化技術,在VC++2005開發(fā)環(huán)境下,對玉米動態(tài)連續(xù)的