小麥形態(tài)建成模擬及可視化研究.pdf

1、小麥形態(tài)建成模擬模型對于完善小麥生長模擬模型,實現(xiàn)小麥生長的可視化表達具有重要的理論意義和應用價值.該研究基于小麥生理生態(tài)過程,在已經(jīng)定論的小麥生長發(fā)育規(guī)律的基礎上,以熱效應為主線,結(jié)合小麥生長模型的部分輸出參數(shù),研究了不同小麥品種主要發(fā)育器官的生長變化過程,得出了適應性廣泛的小麥主要器官的形態(tài)模型,在此基礎上,以VC++為開發(fā)平臺,結(jié)合OpenGL這一開發(fā)工具,初步實現(xiàn)了小麥形態(tài)結(jié)構(gòu)變化過程的虛擬顯示.模型檢驗及虛擬顯示結(jié)果表明,該研

2、究所建立的小麥形態(tài)建成模擬模型具有較好的解釋性和預測性,從而為虛擬農(nóng)作的發(fā)展提供了技術(shù)支持.小麥器官的生長狀況符合s型曲線,即logistic模型,以此為基礎建立了葉片、莖、葉鞘生長的模擬模型.葉形是描述葉片形態(tài)最重要的一部分,該研究用沿葉長方向葉寬的變化來表示葉形,通過對不同品種不同葉位葉片寬度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,建立了葉形模擬模型.根據(jù)葉形模型,利用微分的知識精確模擬了葉面積的變化.該研究在總結(jié)此規(guī)律的基礎上,結(jié)合試驗數(shù)據(jù),以熱時間為主

3、線,建立了小麥各個器官生長的時間模型.檢驗結(jié)果以及虛擬顯示的效果表明,模型具有較好的預測性.以所建小麥形態(tài)模型為基本算法,結(jié)合小麥生長模型,在VC++平臺上引入OpenGL動態(tài)鏈接庫完成了小麥虛擬生長系統(tǒng)WVGS的開發(fā).該系統(tǒng)由輸入模塊、內(nèi)部處理模塊、輸出模塊三部分組成.該系統(tǒng)實現(xiàn)了場景的虛擬漫游,可以從各個角度,各個方向觀察小麥的生長狀況,各種特效,如陽光,雨水,霧氣的選擇加入,增加了小麥生長的真實感.在此基礎上,增加了小麥生長指標的