
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文檔簡介
1、本研究在綜合國內(nèi)外相關研究成果的基礎上,以棉花為研究對象,以2005年和2006年不同氮素水平和播期試驗為基礎,運用系統(tǒng)分析原理和數(shù)學建模技術,綜合棉花各個器官形態(tài)生長過程與主要環(huán)境影響因子之間的定量關系,構建了基于有效積溫的棉花主莖葉、果枝葉、主莖、果枝、棉鈴形態(tài)模型。應用面向?qū)ο蟮某绦蛟O計,在 Visual C++平臺上引入OpenGL系統(tǒng),構建了綜合性的基于棉花形態(tài)模型的虛擬生長系統(tǒng)。主要研究結(jié)果如下: 1.建立了主要效應
2、因子模型 運用數(shù)學建模方法,構建了溫度、氮素、水分和化控等效應因子模型,該系列效應因子模型能夠較好的解釋和反應各因子對棉花器官形態(tài)動態(tài)生長變化的影響。 2.建立了棉花莖、枝、葉形態(tài)模型 根據(jù)2005年盆栽試驗數(shù)據(jù),以Logistic方程為基礎,在綜合考慮氮素、水分、化控等因子影響的基礎上,構建了以有效積溫(GDD)為驅(qū)動變量的棉花主莖葉、果枝葉、主莖、果枝等器官的形態(tài)模型,并利周2006年品種和氮肥試驗數(shù)據(jù)對模型
3、進行了檢驗。結(jié)果表明,棉花主莖和果枝葉片長度、寬度、葉柄長度及主莖節(jié)間和果節(jié)的長度和粗度等各個器官形態(tài)模型的均方差根(RMSE)分別為0.66cm(n=118)、0.87cm(n=118)、0.77cm(n=118)、0.57cm(n=111)、0.77mm(n=111)、0.43cm(n=107)、0.55cm(n=107)、0.43cm(n=107)、0.73cm(n=130)、0.16mm(n=130),這充分表明棉花各個器官形態(tài)
4、模型模擬值和觀察值具有較好的吻合度,模型具有較高的模擬精度和較好的預測性。 3.建立了棉鈴形態(tài)模型 在2005年盆栽試驗的基礎上,首先將棉鈴分為鈴長和鈴寬兩部分分別進行統(tǒng)計分析,然后以有效積溫(GDD)為主線,量化了鈴長和鈴寬與有效積溫的動態(tài)變化關系,用Logistic方程分別構建了鈴長和鈴寬形態(tài)模型,并利用2006年品種和氮肥試驗資料對棉鈴形態(tài)模型進行了檢驗。結(jié)果表明,鈴長和鈴寬形態(tài)模型的均方差根(RMSE)分別為0.
5、39cm(n=110)、0.4cm(n=110),模型具有較高的精確度和預測性。在此基礎上,根據(jù)棉鈴體積與鈴長、鈴寬的關系構建了棉鈴體積形態(tài)模型。 4.建立了棉花器官虛擬顯示模型 基于棉花各個器官的形態(tài)特征,基于OpenGL函數(shù)和MURBS曲面分別構建了棉花葉片和棉鈴的虛擬顯示模型,應用二次曲面.柱體構建了葉柄、主莖節(jié)間和果節(jié)的虛擬顯示模型,然后根據(jù)棉花拓撲結(jié)構將各個器官的虛擬顯示模型進行組合,構建了棉花整株虛擬顯示模型
6、,顯示效果表明,該模型具有一定的可行性和實用性。 5.建立了基于棉花形態(tài)模型的虛擬生長系統(tǒng) 運用系統(tǒng)分析方法,以面向?qū)ο蟮腣C++6.0編程語言為開發(fā)工具,運用VB 6.0設計系統(tǒng)界面,利用Access 2000設計數(shù)據(jù)庫,構建了基于棉花形態(tài)模型的虛擬生長系統(tǒng)(VGSBCMM),該系統(tǒng)主要包括人機接口、數(shù)據(jù)庫、形態(tài)模型庫、虛擬輸出模塊和場景控制模塊,它具有較強的系統(tǒng)性、動態(tài)性、機理性、預測性等多重優(yōu)點,可實現(xiàn)棉花預測數(shù)據(jù)
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