基于微分L系統(tǒng)的虛擬玉米根系生長(zhǎng)模擬研究.pdf

1、虛擬植物是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上精確模擬出自然界植物在三維空間中的生長(zhǎng)發(fā)育過程,是近年來隨著諸多交叉學(xué)科包括植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及數(shù)學(xué)等的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的研究領(lǐng)域,目前已成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究熱點(diǎn)。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(zhǎng)環(huán)境的不可見性和復(fù)雜性,使得對(duì)虛擬根系的研究存在著相當(dāng)大的局限性,且目前對(duì)虛擬根系的研究大多停留在模擬其離散變化的生長(zhǎng)過程,而對(duì)根系生長(zhǎng)

2、的動(dòng)態(tài)連續(xù)模擬研究還很少見。本文即圍繞玉米根系生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)連續(xù)模擬展開研究,主要做了如下工作:
　　 (1)對(duì)玉米根系的生物學(xué)特征進(jìn)行了分析,總結(jié)出其形態(tài)特征和生長(zhǎng)特征；
　　 (2)對(duì)國(guó)內(nèi)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(jié)合玉米根系生理生態(tài)以及生長(zhǎng)特征,最后選用微分L系統(tǒng)理論來實(shí)現(xiàn)玉米根系動(dòng)態(tài)連續(xù)的生長(zhǎng)模型構(gòu)建；
　　 (3)對(duì)目前常用的S形生長(zhǎng)函數(shù)進(jìn)行比較研

3、究,最后選用cubic函數(shù)來描述玉米根系的生長(zhǎng)變化,并針對(duì)本文的具體應(yīng)用,對(duì)Cubic函數(shù)做了改進(jìn),使其更符合真實(shí)的玉米根系生長(zhǎng)規(guī)律；
　　 (4)利用微分L系統(tǒng)理論,并對(duì)微分L系統(tǒng)產(chǎn)生式做了改進(jìn),結(jié)合玉米根系生長(zhǎng)函數(shù),構(gòu)建玉米根系動(dòng)態(tài)連續(xù)的生長(zhǎng)模型；
　　 (5)本文以土壤含水量因素為例,建立了玉米根系生長(zhǎng)的土壤含水量約束模型；
　　 (6)最后結(jié)合三維可視化技術(shù),在VC++2005開發(fā)環(huán)境下,對(duì)玉米動(dòng)態(tài)連續(xù)的