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[期刊] 中国农业科学
[作者]
曹宏鑫 石春林 金之庆
本文较系统阐述了植物形态结构模拟与可视化研究的社会背景、学术价值和经济意义,从创立与发展、研究与发展的总体趋势和特点、研究居世界先进水平的机构或学者以及领先标志等方面综述了植物形态结构模拟与可视化的研究进展;指出了该研究的前沿领域、空白点及薄弱环节,分析了中国在该研究中的总体水平、差距及其成因;最后在研究展望基础上提出了若干政策建议。
关键词：
植物 形态结构 模拟 可视化 研究进展
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李子巍 淮永建 付慧
虚拟植物生长模拟研究是数字林业的研究热点。为了在植物生长过程模拟中考虑植物的生理特征,真实地反映不同光照条件对植物各组织器官形态结构及生长发育特征的影响。基于植物的光生长环境仿真,提出了一种基于光照模型的植物器官形态结构动态演替生长算法。采用双三次Bezier曲面构建植物叶片组织器官,并引入曲面影响因子、植物光属性因子,对植物形态结构和叶序分布进行真实感建模。根据光照对植物叶片生长发育的影响,提出了基于光作用的碳汇动力学仿真和植物分枝结构的动态演替方法。为了验证本算法的有效性,依据不同光照条件下绿萝的生理特征数据,对该生长模型算法进行了有效验证,获得了较好的真实感效果。
[期刊] 林业科学
[作者]
陈崇成 李建微 唐丽玉 冯晓刚
林火蔓延是林火行为的主要表现形式。本文对各种林火蔓延的计算机模拟和可视化技术的最新研究状况和发展趋势进行综述。首先,分析林火蔓延相关数学模型的类别和特点、模型发展方向与体系形成。其次,讨论基于元胞自动机的和惠更斯原理的二维林火模拟与显示技术,以及三维虚拟林火环境构建技术。最后,就林火蔓延模拟与管理信息系统的最新发展进行概括。认为林火蔓延模拟与可视化的研究与开发除向高精度与实用化等方向发展外,今后将更注重真实感环境下的多维虚拟森林景观构建、多用户参与的快速决策能力(如协同灭火)以及网络信息服务等方面。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
钟南 罗锡文 严小龙 廖红
利用模拟植物形态结构的L系统理论结合计算机图形学方法建立了模拟植物根系生长的三维可视化模拟系统。并利用随机参数L系统方法对豆科作物根系的生长过程进行了模拟。
关键词：
植物根系 L系统 可视化模拟 豆科作物
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
高峰
植物结构、植物形态以及植物生长过程的仿真与模拟 ,一直是人们关心的问题 ,深受农林工作者的重视。基于L系统的基本思想 ,讨论分形的计算机生成技术在植物的结构和形态的仿真模拟方面的应用 ,所做的主要工作为 :将Lindenmayer方法应用于植物形态的模拟 ,同时利用TurboC ++语言编程实现。图 5参 5
[期刊] 技术经济
[作者]
曹策俊 李从东 杨琴 王玉 刘桔
首先介绍了系统文献综述方法论与操作流程,从不同维度给出了文献分类标准;然后基于行政机构和出版来源分类标准,梳理了模拟植物生长算法(PGSA)的研究现状;接着分别针对电力系统、应急管理、设施选址、斯坦纳树、车间调度和旅行商等组合优化问题,对PGSA应用的代表性研究进行了综述,重点介绍了PGSA在若干领域的应用;最后从不同视角总结了已有研究成果,并指出PGSA解决组合优化问题的未来研究方向和具体内容。
关键词：
模拟植物生长算法 组合优化问题
[期刊] 技术经济
[作者]
曹策俊 李从东 杨琴 王玉 刘桔
首先介绍了系统文献综述方法论与操作流程,从不同维度给出了文献分类标准;然后基于行政机构和出版来源分类标准,梳理了模拟植物生长算法(PGSA)的研究现状;接着分别针对电力系统、应急管理、设施选址、斯坦纳树、车间调度和旅行商等组合优化问题,对PGSA应用的代表性研究进行了综述,重点介绍了PGSA在若干领域的应用;最后从不同视角总结了已有研究成果,并指出PGSA解决组合优化问题的未来研究方向和具体内容。
关键词：
模拟植物生长算法 组合优化问题
[期刊] 技术经济
[作者]
曹策俊 李从东 杨琴 王玉 刘桔
首先介绍了系统文献综述方法论与操作流程,从不同维度给出了文献分类标准;然后基于行政机构和出版来源分类标准,梳理了模拟植物生长算法(PGSA)的研究现状;接着分别针对电力系统、应急管理、设施选址、斯坦纳树、车间调度和旅行商等组合优化问题,对PGSA应用的代表性研究进行了综述,重点介绍了PGSA在若干领域的应用;最后从不同视角总结了已有研究成果,并指出PGSA解决组合优化问题的未来研究方向和具体内容。
关键词：
模拟植物生长算法 组合优化问题
[期刊] 中国农业科学
[作者]
赵春江 陆声链 郭新宇 杜建军 温维亮 苗腾
数字植物围绕农林植物生命、生产和生态系统的多维信息高效感知和认知的理论、技术和方法,通过多学科交叉合作,研究农林植物-环境3D数字化、高通量信息获取、情景感知、信息融合、结构和功能模拟、数字化设计和精准管理决策等数字农业的关键性、基础性以及共性理论和技术问题。植物形态结构的三维数字化是数字植物研究的重要组成部分,近年来很多学者从植物组织、器官、植株和群体等不同尺度,或者从植物根系和地上部等不同视角,围绕植物形态结构的参数测量、几何结构解析、三维模型构建、结构与功能建模,以及三维植物模型真实感展现等需要,开展了更深入的研究。在组织尺度方面,随着MRI、CT、显微成像等技术产品的不断成熟,使得利用...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李双成
尽管温室气体的增温效应及幅度大小具有很大的不确定性 ,存在许多分歧 ,然而植物对于气候变化的响应研究仍然成为众多学者关注的热点。近十年来 ,国内外学者从模型模拟的角度进行了多层面定量研究。归纳起来 ,已有的模型可以归并为生物地理相关模型、生态响应面模型、立地模型、植物生理模型以及统计模型等五类。本文逐一进行了评述 ,分析了它们的优势与不足 ,最后对模型模拟的发展趋势进行了展望。
关键词：
植物种 气候变化 定量模拟 模型
[期刊] 林业科学研究
[作者]
吴谦 张怀清 陈永富 刘闽
本文从IFS方法在树木建模中的应用出发,结合树木构筑学的特点,提出了一套树木形态数据的调查方法,以杉木为例在湖南攸县黄丰桥林场进行调查实验,通过对所采集的杉木数据的分析,获得杉木一级枝和二级枝枝长、枝根直径、仰角、方位角的分布规律,将其作为IFS变换的入口参数,构建杉木三维拓扑结构,并在.NET和D IRECTX9.0平台上开发了杉木可视化模拟系统,实现了杉木三维可视化模拟。
关键词：
树木构筑学 形态 三维模拟
[期刊] 林业科学
[作者]
白静 张怀清 刘闽
对合轴分枝树木的形态进行三维可视化模拟,指出合轴分枝树木特征的描述指标,以槐树为例,将分枝分为主分枝与次分枝,分别对枝径、仰角、枝长等形态参数进行统计分析。结果表明:主枝枝径的平均值大于次枝,仰角和枝长的平均值小于次枝。主枝与次枝仰角均呈正态分布,集中在20°~40°之间,枝长主要分布在20~40 cm范围内。基于IFS算法,提出适于表达合轴分枝形态特点的数据结构,指出IFS入口参数对应于合轴分枝结构的实际意义,并对IFS分形算法进行合轴分枝树木建模的具体实现流程进行详细描述,最后实现合轴分枝树木三维可视化模型的构建。构建的树木模型符合合轴分枝形态特点,可以实现合轴分枝树木基本形态结构的表达。
关键词：
合轴分枝 IFS 可视化
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张建国 段爱国 童书振
从林分直径结构模拟预测模型的选择以及模型参数的求解方法2个方面,对林分直径结构模拟与预测模型的国内外研究现状进行了较为详细的论述,总结指出林分直径结构模型的研究正围绕参数法和非参数法2种方法展开,重点归纳总结了理论方程法、最相似回归法等几种主要模拟预测方法以及百分位法、回归法等常用的模型参数求解和预测方法,分别指出了各种模型及参数求解方法的优劣,并对当前研究工作存在的问题及今后研究的重点进行了讨论。本项研究着眼于实际应用的层面,旨在为今后的研究提供阶梯,以有助于该项研究工作的展开。
关键词：
直径结构 模拟与预测 研究方法
[期刊] 林业科学
[作者]
刘兆刚 李凤日
以东北林业大学帽儿山实验林场樟子松人工林为研究对象,采用树干解析、枝解析的方法,分别于2002和2003年在老山施业区选择不同年龄、不同立地和不同密度的樟子松人工林有代表性的林分设置固定标准地15块(2002年设置7块,2003年设置8块),共获取解析样木53株,实测2298个一级枝活枝条变量因子(包括总着枝深度、方位角、着枝角度、基径、枝长、弦长、弓高)数据资料。基于理论或经验生长方程,建立樟子松人工林树冠结构静态模型及树冠动态生长模型。采用VC++6.0语言为开发平台,结合OpenGL开放式图形库,将生长模型与形态结构模型结合,建立樟子松人工林树冠动态三维图形可视化模拟系统,实现基于实测数...
[期刊] 林业科学研究
[作者]
徐志扬 刘浩栋 陈永富 陈巧 李华玉 王娟
[目的 ]基于无人机激光雷达(LiDAR)点云数据提取杉木树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),并进行树冠上部外轮廓模拟与可视化,为树种识别提供树木冠形特征。[方法 ]利用LASTools开源工具从激光雷达点云数据生成无孔洞的冠层高度模型,使用LiDAR360软件,采用局部最大值法检测树冠顶点,基于CHM种子点对点云进行单木分割,并在ArcGIS下手动选取杉木单株点云样本,用Python编程对"欠分割"样本进行单木纯化(之后全部编程方式自动化处理);提取纯化后单株样本的树冠上部结构参数(树冠顶点、树高、冠幅和上部冠长),再对单木点云按照一定高度间隔进行分层切片,使用宽度百分位数法提取单木树冠上部的相对着枝深度、枝条长度作为模型变量,以相对着枝深度分层分别建模与验证样本按照3倍标准差法剔除异常外轮廓点,选取二次多项式、幂函数和指数函数3个基础模型进行模型拟合与验证,最后采用最优拟合模型进行样地尺度的三维可视化。[结果 ]无人机激光雷达综合单木检测率为79.63%,结合实测参数与提取结果进行相关分析,树高线性回归R2为0.890 5,冠幅线性回归R2为0.845 6;二次抛物线、幂函数和对数函数拟合R2分别为0.807 0、0.817 0、0.806 0,幂函数对杉木树冠上部外轮廓的拟合效果更优。[结论 ]在高林分密度条件下,单木点云的有效提取纯化对客观描绘树冠形状非常重要;基于无人机激光雷达拟合的杉木树冠上部外轮廓反映了杉木的树冠上部形态,可为杉木的树种识别提供参考。
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