基于分形理论的虚拟植物的研究进展

摘要

虚拟植物技术作为现代农业的一个重要研究方法，其目的是运用计算机对植物的生长、发育等各个过程进行模拟仿真，得出植物生长过程的变化规律，已成为现代农业发展的重要技术手段，为农作物的种植、管理和生产提供切实、可靠的理论依据。分形理论应用到植物研究方面虽然已经取得了不少显著成果，但是还存在不少缺陷和不足之处:(1)IFS函数系统在模拟植物枝叶时，具有无限细节的特征，但对植物的逼真着色方面有所欠缺，会明显降低植物仿真的真实感，还有待进一步的研究;(2)分形方法对于植物的模拟仿真，只局限于在理想的条件下，很难综合反映空气、温度、水分等环境因了变化对植物生长的影响;(3)分形方法应用于作物的产量预测方面，大多都是基于一个时间段内作物产量数据的统计分析，由于作物的产量受多种因素的影响，例如:政策、天气状况、病虫害、市场价格等，在预测方面存在较大误差，而基于对作物生长最重要的环境因了的产量预测还比较少。由于植物体本身复杂的特点，分形理论在植物学研究领域拥有广阔的应用前景:1)植物的生长离不开环境，综合考虑空气、温度、水分、光照等环境因素对植物生长的影响，并定量地进行植物建模与仿真将会是未来研究的重点;2)分形理论在植物学领域中的实际应用主要集中于产量预测、种群水平空间分布、群落格局等方面，应用较浅且少，还需更深入的研究和推广。