基于形态参数的水稻根系三维建模及可视化

摘要

构建基于形态特征参数的水稻根系几何模型,实现不同生长条件下水稻根系生长动态的三维可视化.本文通过分析水稻根尖生长随生育进程的变化模式,构建了水稻单根三维显示模型,包括根节点初始位置和生长方向的确定以及根轴的空间模拟等;进一步结合水稻根系拓扑结构,以生长度日(GDD)为驱动因子,建立了水稻根系三维重构模型,包括不定根初始发生时间和位置、不定根初始伸展角度、不定根伸长速率、不定根空间分布模型等;然后在Visual C++环境下,结合可视化显示模块、场景控制模块、人机交互界面和数据库模块等,研制了水稻根系三维可视化生长系统,并基于三维可视化生长系统模拟了不同条件下水稻根系的三维形态.研究结果为建立完整水稻植株可视化生长系统奠定了基础,同时也有助于为其他作物根系的可视化研究提供参考.