水稻株型与群体光分布的计算机模拟研究

摘要

本研究探讨了应用虚拟现实技术进行理想株型和冠层空间结构研究的可能性，并编制了“水稻株型设计系统”(Rice Plant Type Design System，RPTDS)。RPTDS通过三维重建的方法实现了对水稻群体冠层的虚拟，可以进行实时控制，还可以对虚拟水稻群体的叶片和穗对光线的透射率和反射率等参数进行设定，进行群体冠层光分布计算机模拟研究。田间实验检测结果表明，应用该系统进行虚拟实验的结果虽然在具体数值上与田间实验结果有一定差异，但具有一致的趋势，可以将其用于群体光分布研究。

目录

文摘

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论文说明：论文图表目录

第一章文献综述

1.1理论研究进展

1.2研究现状

1.2.1叶面积指数

1.2.2株高

1.2.3叶型

1.2.4穗型

1.3研究方法

1.3.1基于改型方法的模拟研究

1.3.2基于数学模型的模拟研究

1.3.3基于3D实体模型的计算机可视化模拟研究

1.4讨论与实验构想

第二章软件编制及其机理

2.1 PTM 工作原理

2.1.1 PTM工作原理

2.1.2各特征点数据处理

2.2 RPTDS工作原理

2.2.1水稻形态三维模型的确立

2.2.2光线追踪

2.3虚拟实验结果初步观察与处理

2.4小结

第三章软件正确性及准确性验证

3.1材料与方法

3.2结果与分析

3.2.1 PTM验证

3.2.2对计算机模拟的感性认识

3.2.3各品种群体光分布田间实验结果与虚拟实验结果的对比

3.2.4不同田间配置方式群体光分布田间实验结果与虚拟实验结果的对比

3.2.5改型群体光分布田间实验结果与虚拟实验结果的对比

3.3小结

第四章株型评价与实证

4.1关于株型优劣的评价问题

4.2株型评价与实证

4.2.1直立大穗型超级稻田间配置方式虚拟研究

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析4.2.2.1材料与方法

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析4.2.2.2叶角定量优化

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析4.2.2.3叶长定量优化

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析4.2.2.4穗型定量优化

4.2.2直立大穗型超级稻株型特征定量优化及虚拟分析4.2.2.5优化结果虚拟实验验证

第五章讨论与结论

5.1北方粳稻区理想株型模式的虚拟研究结果

5.1.1有序与无序

5.1.2行向与行株距

5.1.3叶长、叶角

5.1.4穗型

5.2虚拟水稻模型存在的问题及改进方法

5.2.1株型指标采集过程中存在的问题及改进方法

5.2.2虚拟水稻及光线追踪过程中存在的问题及改进方法

5.2.3株型评价方法中存在的问题及改进方法

5.3虚拟水稻应用前景

参考文献

致 谢

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