虚拟植物研究简介.ppt

虚拟植物研究简介郭焱中国农业大学数字农业研究中心棉花生长的模拟-AMAPsim(李冬，2004)1994年与北方工业大学CAD中心合作构建了冬小麦苗期生长虚拟模型。1996年自行开发了三维数字化仪，与中国科学院计算技术研究所合作，进行了玉米、棉花的虚拟研究。1999年起，与法国CIRAD/INRIA、中国科学院自动化研究所等单位合作开发了新一代虚拟植物模型GreenLab。实验室具有国内一流的硬软件设施，目前承担着863等国家重大项目。中国农业大学数字农业研究中心

虚拟农业系统研究室实验室网址：/viscs玉米冠层的三维数字化与可视化(郭焱，1997)实验室硬软件设备Polhemus公司Fastrak3D数字化仪GTCO公司Freepoint3D数字化仪Li-3100叶面积仪SGI图形工作站三维鼠标、立体观察系统GPS：TrimbleLSSurveyor/GeoExplorerⅡAMAPsim虚拟植物系统软件L-Studio虚拟植物系统软件GIS：ArcViewGIS3DStudioMax正版软件作物结构的三维数字化测定不同生育期玉米群体可视化(马韫韬，2003)不同类型作物的可视化(马韫韬，2003)**植物生理生态模型20世纪60年代兴起的植物生理生态模型： BACROS,CERES等对植物的形态结构进行了简化处理植物形态结构定量化的重要性植物生长机理的研究；果树的疏花疏果、剪枝措施的优化；作物株型的定量化评估；农田系统物质、能量传输的定量化研究；遥感影像解译：作物估产，森林调查等；景观的计算机设计：街区设计，房地产开发；直观教学…虚拟植物模型以植株个体为研究对象，并从个体尺度出发研究群体特征；以植株拓扑结构为主线：器官的类型与数量、连接关系，器官发生的时间；器官几何形态的定量化描述；器官空间伸展状况：方位角、倾角；可视化20世纪80年代后期可视化技术的诞生(其中重要的标志之一是SGI图形工作站的出现)，极大地促进了虚拟植物模型的发展。可视化：

虚拟植物模型最吸引眼球的特征，但不是最重要的此为计算机生成的电影场景法国农业国际合作研究发展中心(CIRAD)

法国南部城市Montpellier虚拟植物模型的代表：AMAP法国国家计算机科学与控制研究所(INRIA)

法国巴黎西郊凡尔赛巴黎凡尔赛宫虚拟植物模型的代表：AMAPThearchitecturalmodel：用23个基本模型就能够描述自然界所有植物的结构Halléetal.1978.Tropicaltreesandforest:anArchitecturalAnalysis.Springer-VerlagAMAP的基石：

1植物结构基本模型AMAP的基石：

2基于随机过程理论的植物结构定量描述方法PhilippedeReffye教授为虚拟植物研究领域的主要开创者之一。他自20世纪70年代开始进行植物结构的定量化研究，建立了可以应用于所有植物的植物生长与结构的定量描述方法。基于对植物的野外观察与测量，应用该方法可实现对任一类植物形态结构的定量化模拟。1980年代他在法国农业发展国际合作研究中心(CIRAD)开发了国际学术界公认功能最强大的AMAP虚拟植物模型。AMAP：功能强大AMAP：功能强大CIRAD/INRIA－AMAPAMAP：自然景观的模拟AMAP：亿万年前的植被景观复原AMAP：房地产开发的景观设计AMAP：农田景观虚拟植物模型的代表L-SystemLindenmayerPrusinkiewicz(加拿大Calgary大学),etal.加拿大Calgary大学的Vlab(L-Studio)：

主要应用于草本植物Vlab(L-Studio)：主要应用于草本植物根际土壤水分空间分布Vlab(L-Studio)：也能进行简单的树的模拟澳大利亚昆士兰大学CPAI—农业应用其他代表芬兰Lignum德国Grogra,Xfrog日本VirtualGardening美国Tree,SimRoot……虚拟植物研究的新趋势：

植物结构-功能模型(FSPM)植物形态结构模型：是对植物形态结构的描述，不能模拟植物因环境条件改变而变化的生长状况；不能模拟人为改变植株结构(如剪枝、疏果)后植株生物量生产与分配的相应变化…植物结构-功能模型：通过模拟植物结构与功能的反馈关系，能够解决上述问题。植物结构-功能模型的代表Lignum模型，AMAPhydro模