基于形态模型的小麦器官和单株虚拟生长系统研究

为更加直观的展示小麦的整个生长过程,同时为教学科研提供支持,将系统分析方法和数学建模技术应用于小麦植株的形态建成,通过对小麦形态数据的定量分析,并结合前人的研究成果,构建了小麦形态建成模拟模型,包括叶片形态建成子模型(包括叶长、叶形、叶面积、叶片空中伸展曲线、茎叶夹角、叶色和叶片衰亡)、茎形态建成子模型(包括茎长和茎粗)、叶鞘形态建成子模型(包括叶鞘长和叶鞘粗)和麦穗形态建成子模型(包括穗长和麦芒)等。并以此为基础,结合已有小麦生长模拟模型WheatGrow,在Microsoft Visual C++平台上利用OpenGL构建了基于形态模型的小麦虚拟生长系统(WVGS),初步实现了小麦生长过程的可视化表达。建立的模型库主要包括形态模型、生长模型、可视化模型以及场景控制模型四部分。所建数据库主要存储气象数据、土壤数据和品种参数。系统运行结果表明该系统能较好地模拟小麦形态特征,能较逼真的实现小麦生长过程的虚拟显示。