欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:33134782
大小:6.82 MB
页数:61页
时间:2019-02-21
《棉花形态建成模拟及可视化研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、南京农业大学硕士学位论文棉花形态建成模拟及可视化研究姓名:周娟申请学位级别:硕士专业:地图学与地理信息系统指导教师:周治国20090601摘要棉花形态建成模拟及可视化研究要本文基于2005~2007年棉花品种、播期、氮素、水分和DPC化控试验,将系统分析方法和数学建模技术应用于棉花形态建成的研究,通过对棉花形态数据的定量分析,构建了棉花形态建成模型。结合OpenGL技术,在VisualC++6.0平台上实现了棉花虚拟生长系统VGSC(VirtualGrowthSystemforCotton).1.
2、棉花形态模型的构建应用2005年试验数据,在综合考虑氮素、水分、化控等因子影响的基础上,通过对棉花形态数据的定量分析,采用Logistic方程描述各器官尺寸随GDD(生长度日,℃·d)的变化过程及其与氮素、水分及DPC的关系,构建棉花形态建成模型,主要包括:主茎叶长和宽、主茎叶柄长、主茎节间长和粗、果枝叶长和宽,果枝叶柄长、果节长和粗以及棉铃长和宽等模型。利用2006年的试验数据对模型进行检验,棉花主茎叶长宽、主茎叶柄长、主茎节间长粗、果枝叶长宽、果枝叶柄长、果节长粗以及棉铃长宽的观测值与模拟值的
3、根均方差分别为0.85cm、0.82cm、O.87cm、0.57cm、0.86mm、0.65cm、0.74cm、0.8cm、0.73cm、0.16mm、0.36cm、0.4cm,模型预测性好。此外,为了虚拟显示的需要,利用2007年试验数据,建立了棉花的叶色模型。2.棉花各器官的可视化模拟根据棉花器官的三维形态特征,利用NURBS曲面描述叶片的几何结构,基于拍摄的叶片照片,选取几张典型的图片(一个裂片、三个裂片、五个裂片),通过photoshop7.0勾勒出反映叶片轮廓的控制点,借助NURBS曲面
4、模拟叶片形状,然后以GDD为主线,以叶片形态模型为基本算法,计算出叶片实际尺寸,再结合已绘制图形进行缩放变形,实现虚拟叶片的伸长。通过叶色模型,完成棉花生长过程中叶色变化的虚拟实现。用圆柱体构建叶柄、节间、果节等形态简单的器官,以柱体的长度和上下底面的直径分别表示茎(节)的长和粗,其取值通过建立的棉花节间形态模型(棉花果节形态模型)获得,将形态模型模拟的茎(节)长和粗数据转化为显示模型中各点的坐标,然后选择合适的绘制模式进行绘制,实现茎(节)形态的可视化输出.最后根据棉花各器官间的拓扑结构将各个器
5、官组合在一起,利用形态模型中各个器官的同伸关系,实现整株棉花的虚拟生长显示。结果表明,该方法具有可控性高、灵活棉饨形态建成模拟及可视化研究度高等特点,是一种适合于棉花器官三维造型的好方法。3.棉花虚拟生长系统利用棉花的三维形态几何模型,采用面向对象的方法及OpenGL技术设计实现了棉花三维可视化系统。系统主要由参数输入、模型计算、存储系统、结果输出等几大部分组成。模型计算是本系统的核心部分,主要完成棉花的虚拟建成。数据库中存有品种数据、棉花形态特征参数最大值以及初始化的最优栽培参数值等,用户即可在
6、不输入任何数据的情况下直接实现棉花的虚拟生长,也可根据实际情况,修改数据库中各影响因子参数值,然后调用形态模型为可视化模型提供形态特征参数,实现棉花各器官、单株和群体的三维静态建模及生长过程动态模拟.关键词:棉花(GossypiumhirsutumL);形态模拟;可视化;虚拟生长系统IlABSTRACTSTUDIESONSIMULATIONANDVISUALIZATIONOFMORPHOGE]NESISnNCOTTONBasedonthepottedplantresearchofcottonvar
7、iety,sowingdate,nitrogen,waterandDPCinthesummerseasonsof2005,2006and2007,withthesystematicanalysisprincipleandmathematicalmodelingtechniqueappliedtocoRonmorphogenesis,amorphologicalmodelWasdevelopedbythequantitativeanalysesofexperimentaldata.Andavirtu
8、algrowthsystemforcottonWasimplementedwithusageofOpenGLfor3DgraphicandMFCforgraphicallaserinterface.1.ConstructionofmorphogenesismodelforcottonBasedonthepotexperimentofcottonin2005,withtheconsiderationofnitrogen,waterandDPC,amorphologicalmodelf
此文档下载收益归作者所有