21207.基于植物生長(zhǎng)過(guò)程仿真的虛擬植物建模研究

1、基于植物生長(zhǎng)過(guò)程仿真的虛擬植物建模研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：黃偉指導(dǎo)教師：朱慶生教授專業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一一年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要虛擬植物是指以一定的植物形態(tài)結(jié)構(gòu)模型和生理功能模型為基礎(chǔ)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上重構(gòu)植物的空間幾何結(jié)構(gòu)以及生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。虛擬植物研究具有很高的應(yīng)用價(jià)值，不僅可以將自然界中植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程在計(jì)算機(jī)中逼真的再現(xiàn)；還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化中的精確農(nóng)業(yè)

2、和持續(xù)農(nóng)業(yè)建設(shè)。對(duì)于虛擬植物研究的模型有多種，但是建立一個(gè)忠實(shí)于植物學(xué)的虛擬植物模型，一直是虛擬植物研究的核心領(lǐng)域之一。論文以忠實(shí)于植物學(xué)理論為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)植物莖生長(zhǎng)規(guī)則，首先利用L系統(tǒng)模擬植物的細(xì)粒度生長(zhǎng)過(guò)程；同時(shí)在此基礎(chǔ)上，分析并應(yīng)有了基于“虛擬器官”的植物生長(zhǎng)建模技術(shù)，并以此為模型，建立植物頂端優(yōu)勢(shì)的功能模型。論文主要的工作包括以下幾點(diǎn)：①分析了虛擬植物的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；詳細(xì)闡述了L系統(tǒng)理論模型及其擴(kuò)展；分析并研究了各種擴(kuò)展L系統(tǒng)

3、的特點(diǎn)。②提出植物莖生長(zhǎng)過(guò)程的細(xì)粒度仿真，該方法歸納植物軸的細(xì)粒度生長(zhǎng)過(guò)程，把莖的生長(zhǎng)按分生區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)、成熟區(qū)三級(jí)結(jié)構(gòu)的劃分依次迭代，同時(shí)結(jié)合復(fù)合L系統(tǒng)仿真植物的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)。對(duì)植物分生區(qū)設(shè)置三種側(cè)芽因子提高植物生成不同器官的可控性。實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以實(shí)現(xiàn)植物莖的細(xì)粒度生長(zhǎng)過(guò)程，并提高L系統(tǒng)的效率。③研究了基于“虛擬器官”的建模技術(shù)，將植物軸的三級(jí)結(jié)構(gòu)劃分應(yīng)用于虛擬器官的建模技術(shù)上，實(shí)驗(yàn)證明不僅改進(jìn)了基于“虛擬器官”的建模技術(shù)，而且解