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1、基于动态生长模型的植物根系模拟研究第28卷第5期2006年10月西南农业大学JournalofSouthwestAgricultural(自然科学版)University(Natura1Science)VO1.28.NO.5Oct.2006文章编号:1000—2642(2006)05—0868—05基于动态生长模型的植物根系模拟研究袁可,于显平，吕伟(1.西南大学计算机与信息科学学院，重庆400715;2.巾国民航飞行学院航宅・1”程学院，四川广汉618307)摘要:围绕基于动态牛长模型的植物根系模拟技术
2、展开研究与讨论,在分析了冬小麦根系动态生长模型的基础上，提出了一种利用改进型L系统规则结合动态数据结构的冬小麦根系模拟方法并予以实现•引入了植物根系的”管道模型”，使系统在模拟根系生长的同时，能完成对根系各生长参数的计算，最后能牛成根系图形并计算出根系研究所需要的根长，根重，根体积等重要参数，实现了根系生长发育模型和形态发生模型的有机结合关键词:根系;动态生长模型;模拟;L系统;动态数据结构中图分类号:Q944.54文献标识码:AASIMULAT10NRESEARCH0FPLANTR00TSYSTEMBA
3、SED0NADYNAMICGR0WTHM0DELYUANKe.YUXian—ping.LOWei!(l.FacultyofComputerandlnformationScience,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2.SchoolofFlightand』〜viationEn—gineering,civilAviationFlightUniversityofChina,Guan【ghan,Sichuan618307,China)Abstract:Onthe
4、basisofanalyzingthedynamicgrowthmodelofwinteFwheatrootsystem’anewmeansisputforwardandrealizedthatcombinestheimprovedL一systemwithlhedynamicdatastructuretosimulatetherootsystemofwinterwheat.Whenthegrowthoftherootsystemissimulated,itsgrowthdatacanbecomputedb
5、ymeansoftheHpipemoderFinally,aprogramisfulfilledthatcombinesthegrowthmodeloftherootsystemwithitsmorphogenetiemodel.Itcancreatetheimagesoftherootsystemandcomputeimportantparame?tersforroots3stemstudiessuchasrootlength,rootweightandrootvolume.Keywords:ruot
6、system;dynamicgrowthmodel;simulation;L一system;dynamicdatastructure1引言服务于农林业科学研究的虚拟植物模型的核心是结合了植物生长模型和形态发生模型的生长机模型••J,但是现在的虚拟植物硏究中，将植物形态发牛模型与生长模型有机结合的成果并不多，虚拟植物根系的研究则更少•现有的根系模拟技术大多只能依靠基于简单规则的形态发生模型生成与植物根系相似的形状,:未能结合根系生长模型而体现真实根系的牛长发育规律，而且大多仅仅实现了根系的可视化，未能根据根
7、系的生长模型提供根系研究所需要的数据.冈此远远不能满足农林业科学研究的需要.针对这一现状，本文提出了将根系动态生长模型与根系形态发生模型相结合的方法模拟植物根系，生成的虚拟植物根系较真实地反映了其牛长发育规律，而且在形成根系拓扑形状的同时能计算出根系研究所必需的重要参数收稿日期:2006—09—14作者简介:袁可(1957-),男,重陕人，西南大学副教授，硕士生导师，从书多媒体技术,图形图像处理.第28卷第5期袁可等基于动态生长模型的植物根系模拟研究8692植物根系的动态生长模型2.1根系研究的基木要素根
8、系研究的基本要素主要是指根重，根长，根体积等根系的基本发育状况.根重是根系生长发育的重要特征,它综合反映了根系生长与其环境的关系，常可作为抗倒性,抗旱性和品种丰产性的重要指标之.根长是根系生长发育的另一重要特征，常可作为根系生长和吸收方面的衡量指标，单株根长是衡量根系生长能力强弱的重要标志.根体积是根系生长发育的重要特征之一，它与水分,养分的吸收有直接而重要的关系•在植物根系模拟中如果能同时求出这些参数，将对根系研究有很大意义
