结合质点运动模型的大豆叶片轮廓生长模型构建-论文.pdf

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1、结合质点运动模型的大豆叶片轮廓生长模型构建TheSoybeanLeafContourGrowthModelCombinedModelofParticleMotion杜德彭刘弘“马学强DUDe-pengL1UHongMAXue—qiang当前虚拟植物仍然存在积累不足等问题，针对叶片的模拟方法单一且停留在仿真层次，无法实现对大豆叶片生长过程的模拟和预测。结合数学上的概率统计模型可以有效的解决这一问题。通过对菏豆12叶片几项方便测量的空间特征数据进行统计分析，构造空间特征的LogiStic生长方程，分析利用斜抛质点运动模型作为构建叶脉的基本参照模型，选择方

2、便进行局部修改且易于调整的三次B样条曲线作为绘制叶片轮廓以及叶脉的主要曲线，构建出能够随时问变化而产生生长动态变化的叶片轮廓模型，基本实现大豆叶片生长的动态模拟，以及生长过程的预测。植物叶片B样条曲线生长方程质点运动叶脉AbstractInthecurrentresearchregardingtovirtualplants，thereexistssomeproblemssuchaslackingofaccumulation，suchmethodstosimulateleafbladeisnotonlysimplificationbutalsostil

3、lremainonthesimulationlevel，whichmakesitimpossibletosimulateandforecasttheprocessofsoybeanleafgrowth．Thisproblemcanbeefectivelysolvedbyacombinationofmathematicalprobabilitystatisticsmode1．ThebasicideaofourmethodistoconstructtheLogisticgrowthequationofspatialcharacteristicsbased

4、onthestatisticalanalysisofseveralspatialcharacteristicsdatawhichismeasuredintheHe-beans12blades，thenselectthecubicB—splinecurvewhichcanconvenientlybepartialchangedandadjustedasthemaincurveanduseittodrawthebladeprofileandveinsbytheanalysisofregardingtheparticlemotionmodelasavein

5、basicreferencemode1．Afterthatweareabletoconstructthedynamicgrowthchangesleafbladecontourmodelaccompaniedbytime．Themethodweproposeinthispapercanmainlyachievethedynamicgrowthsimulationandthepredictionofsoybeanleapsgrowthprocess．KeywordsPlantleavesB—splinecurveGrowthequationPartic

6、lemotionVeindoi：10．3969d．issn．1672—9528．2013．10．随着计算机图形学的发展，人们一直尝试着叶片模型一般分为两种：经验模型和因果模在计算机上模拟自然植物，虚拟植物(Virtual型。陆声链提出了一种典型的经验模型构建方Plant)是指利用计算机技术在三维空间内模拟植法，通过利用3维数字化仪从真实的植物叶片上或物结构及生长发育过程⋯，虽然经过了数十年的发利用标准的边缘检测算法从植物叶片数字图像上获展，但针对植物器官的模拟仍然积累不足。叶片是取叶片轮廓控制点，然后利用B样条曲线绘制叶片植物最重要的营养器官，是进行

7、光和作用和蒸腾作轮廓。经验模型是单纯的对叶片进行仿真模拟，达用的主要场所，因此，叶片的模拟在构建虚拟植物到形似的目的，但无法预测植物的生长、变化等，中尤为重要与关键。所以此种模型的应用范围十分有限。于颖提出了一种基于生长方程的大豆叶片轮廓因果模型构建山东师范大学信息科学与工程学院250014方法，结合大豆叶形的几项空间特征构建生长方程，山东省系统生物学高校重点实验室250014+山东省分布式计算机软件新技术重点实验室250014实现了对大豆叶片生长的动态模拟。因果模型是通固兰生篁塑过对大量的生物数据加以分析利用，将模型的构建才在动物饲养、植物生长等方

8、面的研究中广泛应用。与单位时间内叶片的空间特征、体积和重量等的变y=—(1)化结合，模拟植物在不同环境下的生