基于作物生理生态的温室黄瓜虚拟生长模型研究

本项目在已有作物生长模拟模型基础上，研究黄瓜植株的拓扑结构变化规律，拓扑结构与作物干物质在各器官的分配关系，建立作物的形态建成模型。利用Nurbs技术建立黄瓜各器官的图形库，同时建立相应的颜色、纹理等属性模型。利用拓扑规则和器官图形库以及颜色、光照、纹理模型，建立黄瓜的形态显示模型。研究作物形态建成模型和显示模型之间的映射关系，基于多Agent方法开发基于作物模型的温室黄瓜虚拟模型。利用该系统可以实现对不同环境作用下作物的形态发育、产量等进行动态预测和可视化，为实现温室环境调控决策提供更加合理、直观的依据。

针对已有黄瓜生长发育模拟模型，研究了基质含水量对作物生长发育过程的影响模型，建立了光温驱动的黄瓜器官形态模拟模型、基于形态的干物质的器官再分配模型。针对黄瓜叶片在缺水条件下的形态变化，探讨了土壤含水量变化对叶片对萎蔫变形的机理，利用三维激光扫描与重建技术、生物力学方法和有限元模拟方法建立了不同土壤含水量对黄瓜叶片萎蔫变形影响的模拟模型。基于Agent建立黄瓜生长发育过程模拟模型库系统。利用实验获取的黄瓜不同生长阶段的器官形态变化数据，建立了黄瓜各器官的形态显示模型.基于MFC和OpenGL显示技术的开发了黄瓜虚拟生长模拟和可视化系统，系统可以实现对不同环境作用下黄瓜的生长发育过程等进行动态预测和可视化，为实现温室环境的智能调控提供更加合理、直观的依据。