数字植物及其技术体系探讨

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1、中国农业科学2010,43(10):ScientiaAgriculturaSinica数字植物及其技术体系探讨赵春江，陆声链，郭新宇，肖伯祥，温维亮（国家农业信息化工程技术研究中心/农业部农业信息技术重点开放实验室,北京100097）摘要：数字植物是数字农业的基础，是利用数字化方法研究植物，并为植物生命系统和农业生产过程的数字化表达、生长建模、过程模拟、可视化计算分析、协同科研实验、成果共享及集成应用提供信息服务和技术支撑平台。探讨数字植物及其技术体系对数字农业有重要的意义。本文介绍了数字植物的概念和内涵，分析了数字植物的基本研究问题，在此基础上探讨了数字植物的科学内涵和技术支撑体

2、系，进而讨论了该技术体系建设的战略重点和应采取的对策方法，以期为数字植物的进一步发展提供有益参考。关键词：数字植物；技术构成；虚拟仿真；植物生长建模；作物生长模型ExplorationofDigitalPlantandItsTechnologySystemZHAOChun-jiang,LUSheng-lian,GUOXin-yu,XIAOBo-xiang,WENWei-liang(NationalEngineeringResearchCenterforInformationTechnologyinAgriculture/KeyLaboratoryforInformationTech

3、nologyinAgriculture,MinistryofAgriculture,Beijing100097)Abstract:Digitalplantisthefoundationofdigitalagriculture.Digitalplanttriestoexploreplantkingdombyusingdigitizedmethods,andalsoprovidesinformationservicesandtechnologyplatformfordigitizeddescription,growthmodeling,processsimulation,visuali

4、zedcalculationandanalysis,collaborativeexperiment,modelsharingandintegratedapplicationsofplant-lifesystems.Itisofgreatsignificancefordiscussionofdigitalplantanditstechnologysystem.Inthispaper,theconceptofdigitalplantisintroducedwithadetailanalysisofthebasicresearchissuesinthisarea.Theacademicf

5、oundationandtechnologysystemfordigitalplantarethendiscussedwithanin-depthdiscussionofthestrategicemphasesofitsresearchissuesandstrategiesaretobeexpected.Thisresearchmayprovideareferenceforthefurtherdevelopmentofdigitalplant.Keywords:digitalplant;technologyconstitution;virtualsimulation;modelin

6、gplantgrowth;cropgrowthmodel随着信息技术的迅速发展，信息科学与传统自然象和载体，综合运用数字化技术研究农林植物生命和科学的交叉融合成为科技创新的有力途径。信息科学生产系统、构建数字植物技术体系十分必要。因此，为自然科学不同学科的科学研究提供了信息获取、存探讨数字植物的内涵、基本研究问题、技术体系和实储、传输、处理、实施等关键技术，以及强大的技术现途径，对于促进了数字农业的研究和学科融合有着手段、软件平台和工具。借助于计算机强大的信息处重大战略意义。[1]理能力，生物信息学取得了显著进步；在地球和空植物不仅具有丰富的外部形态结构，也有着异常间科学、医学等领

7、域，也越来越借助计算机仿真或模复杂的生理过程和功能表达。近年来，随着生命科学[2][3][4]拟来开展研究工作，“数字地球”和“数字人”与信息技术的进一步交叉融合，将植物结构和功能数等研究专题得到高度重视，其理论体系和技术平台日字化，实现植物形态的精确描述、可视化表达、定量益完善，并被预期为解决本学科重大科学问题的基础分析，以及对植物系统内部各要素的状态、发展演变信息处理平台和集成应用工具。当前，中国农业科学过程进行定量计算、评价、模拟和预测已经成为可能，研究和生产方