21207.基于植物生長過程仿真的虛擬植物建模研究

1、基于植物生長過程仿真的虛擬植物建模研究重慶大學碩士學位論文學生姓名：黃偉指導教師：朱慶生教授專業(yè)：計算機軟件與理論學科門類：工學重慶大學計算機學院二O一一年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要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，利用虛擬現(xiàn)實技術在計算機上重構(gòu)植物的空間幾何結(jié)構(gòu)以及生長發(fā)育過程。虛擬植物研究具有很高的應用價值，不僅可以將自然界中植物的生長發(fā)育過程在計算機中逼真的再現(xiàn)；還可以實現(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。對于虛擬植物研究的模型有多種，但是建立一個忠實于植物學的虛擬植物模型，一直是虛擬植物研究的核心領域之一。論文以忠實于植物學理論為出發(fā)點，根據(jù)植物莖生長規(guī)則，首先利用L系統(tǒng)模擬植物的細粒度生長過程；同時在此基礎上，分析并應有了基于“虛擬器官”的植物生長建模技術，并以此為模型，建立植物頂端優(yōu)勢的功能模型。論文主要的工作包括以下幾點：①分析了虛擬植物的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；詳細闡述了L系統(tǒng)理論模型及其擴展；分析并研究了各種擴展L系統(tǒng)

3、的特點。②提出植物莖生長過程的細粒度仿真，該方法歸納植物軸的細粒度生長過程，把莖的生長按分生區(qū)、伸長區(qū)、成熟區(qū)三級結(jié)構(gòu)的劃分依次迭代，同時結(jié)合復合L系統(tǒng)仿真植物的幾何形態(tài)結(jié)構(gòu)。對植物分生區(qū)設置三種側(cè)芽因子提高植物生成不同器官的可控性。實驗證明，該方法可以實現(xiàn)植物莖的細粒度生長過程，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，將植物軸的三級結(jié)構(gòu)劃分應用于虛擬器官的建模技術上，實驗證明不僅改進了基于“虛擬器官”的建模技術，而且解