国家高技术研究发展计划(2013AA102305)
- 作品数：20 被引量：101H指数：7
- 相关作者：诸叶平李世娟刘海龙李书钦刘升平更多>>
- 相关机构：中国农业科学院农业信息研究所北方工业大学青岛农业大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术经济管理理学更多>>
- 基于叶绿素相对值的植物叶片颜色模拟方法被引量：14
- 2014年
- 提出了一种基于叶绿素相对值(SPAD)的植物叶色模拟方法。首先利用自制的叶色数据采集装置,在外部环境恒定的条件下采集叶色数据,跟踪监测叶片不同生理时期的叶色变化。再基于数据对叶色进行分析,构建SPAD值与特定光环境下叶片颜色值的关系函数,并利用该函数推导出叶片的漫反射计算公式;最后采用基于SPAD纹理的方法对叶片表面的颜色差异以及随着时间发生的老化现象进行模拟。结果显示在确定的恒定外部环境下,SPAD值与叶片漫反射红绿蓝三通道关系函数呈指数关系,决定系数分别为0.972、0.968、0.509,表明SPAD与叶片漫反射颜色之间存在相关性,因此可利用SPAD作为驱动因子进行叶色仿真。同时,从视觉角度加以分析,基于SPAD的叶色模拟结果与真实图像对比,叶色的变化趋势一致,结果较真实。
- 苗腾赵春江郭新宇陆声链温维亮
- 关键词：植物叶片SPAD值
- 基于NURBS曲面的小麦叶片三维可视化研究与实现被引量：9
- 2016年
- 作物三维可视化将为作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供形象逼真的可视化工具,从而有力促进虚拟农业和信息农业的发展。针对小麦形态结构复杂、叶片三维可视化不易表达的问题,基于田间实测数据和NURBS曲面建模实现了小麦叶片的三维重建。首先,通过田间实验定期观测小麦形态数据(叶长、叶宽、茎叶夹角、叶片弯曲度、茎秆直径等),建立小麦叶片主脉控制点构造算法,将小麦形态数据转换为主脉控制点坐标;其次,确定所有控制点坐标和节点矢量,构建小麦叶片和叶鞘NURBS曲面;最后,借助Open GL图形库可实现小麦不同生育期的模拟模型,并实现了小麦叶片的扭曲形变。结果表明该方法选取的小麦形态数据具有代表性,重建的小麦叶片模型逼真度较高,接近实测模型,易于实现小麦生长过程的动态模拟。
- 李书钦诸叶平刘海龙李世娟刘丹张红英李中阳
- 关键词：小麦叶片实测数据NURBS曲面控制点节点矢量
- 河北省县域农业经济信息空间查询与辅助决策系统被引量：1
- 2014年
- 针对我国现有农业经济空间信息服务不足的问题,开展以地理信息系统技术为依托,结合河北省县域空间数据和农业经济数据深度挖掘农业信息的研究。设计和建立河北省县域农业经济信息数据库和地理空间数据库,利用组件式GIS技术、MATLAB与C#混合编程技术以及灰色系统预测模型,开发出一个面向县域农业经济信息服务的易移植和可扩展的通用性平台。平台具有空间和属性数据查询、统计排名、专题图定制和发展趋势分析等功能,旨在为农业管理部门提供更好的决策支持。
- 张杰刘丹诸叶平岳慧丽
- 关键词：农业经济信息SUPERMAP
- 冬小麦返青后株高模拟模型及生长可视化研究被引量：2
- 2017年
- 小麦生长模拟模型对小麦生长管理调控、产量预测和经济效益分析等有重要指导作用,针对小麦生长模拟模型和生长可视化不易实现的问题,以冬小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015-2016年小麦生长季内开展不同品种和施氮水平的田间试验,通过分析各品种冬小麦返青后株高和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后株高模拟模型,经数据检验,株高模拟模型绝对误差在0.01~2.72cm,根均方差(RMSE)在0.4~1.26cm,平均绝对误差(d_a)在0.36~1.11cm,平均绝对误差与实测值平均数的比值(d_(ap))在1.32%~3.46%,结果表明所建模拟模型精度较高,对不同品种冬小麦株高生长具有较好预测性。借助该模拟模型和已有研究成果,本研究构造了不同品种、不同施氮水平下的冬小麦株高生长状态,逼真模拟冬小麦返青后株高动态生长过程,实现了不同品种冬小麦在不同施氮水平下的生长可视化。
- 李书钦诸叶平刘海龙李世娟刘升平张红英高伟
- 关键词：冬小麦有效积温
- 作物栽培虚拟仿真实验教学系统的设计与实现被引量：9
- 2016年
- 为解决传统作物栽培实验教学中作物生长周期长、教学成本高、授课方式单一、学生参与实践机会少等问题,利用虚拟仿真技术构建了作物栽培实验的虚拟仿真及互动操作实验系统,用于辅助学生进行作物栽培学习和生产实训。系统内含作物物种与品种遗传特征、单项管理措施、综合管理措施等3部分内容和10项实验。该系统能逼真再现作物的生长发育和栽培管理过程,让学生通过虚拟实验强化作物栽培的相关知识和实验技能,在农学专业作物栽培的实验教学和科学研究中有较好的实用价值。
- 廖维华郭新宇温维亮李宗扬王亚
- 关键词：作物栽培实验教学
- 二维图形复杂度计算与叶片轮廓复杂性分析被引量：3
- 2014年
- 图形复杂度是对图形复杂程度的一种量化表达，在图形分析、分类、形状分析等方面都有广泛应用。本文基于统计方法将图形复杂度定义为各向距离数列的标准差，称为各向距离标准差法。根据该方法可以计算出各种二维图形的复杂度。各向距离标准差法具有旋转不变性。各向距离标准差法对常见图形的排序结果与用户调查排序结果基本一致，体现了各向距离标准差法的实用价值。此外，以番茄叶片轮廓线为例，进行叶轮廓线的复杂性分析，得到番茄叶片轮廓复杂性的统计性结论，供植物叶片相关研究参考。
- 何爱玲王力加郭晶鑫李红军
- 冬小麦返青后叶片高度模型构建及三维可视化被引量：2
- 2017年
- 作物生长模拟模型对作物生长管理调控、产量预测和经济效益分析等有重要指导作用,形态结构模型为作物理想株型筛选、高产、高效、抗倒伏等提供了有力技术支撑。针对小麦形态结构复杂,生长可视化不易实现的问题,以冬小麦品种济麦22、衡观35和衡4399为材料,在天津市武清区开展了不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集小麦叶片高度形态数据,分析各品种冬小麦返青后叶片高度和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建冬小麦返青后不同叶位叶片高度模拟模型。经数据检验,叶片高度模型绝对误差在0.01~2.82 cm之间,根均方差(RMSE)在0.32~1.52 cm之间,表明所建模拟模型精度较高,该模型对不同品种冬小麦生长具有较好的预测性。借助该模拟模型和已有研究成果,构造了不同品种、不同施氮水平下的冬小麦植株形态,实现了小麦生长模拟模型和形态结构模型的有机结合,逼真模拟冬小麦返青后动态生长过程,实现了不同品种冬小麦不同施氮水平下的生长可视化。
- 李书钦李书钦诸叶平刘海龙李世娟
- 关键词：冬小麦有效积温三维可视化
- 基于有效积温的冬小麦返青后植株三维形态模拟被引量：12
- 2017年
- 【目的】基于有效积温,利用三维建模技术,实现小麦生长模型与形态模型的有机结合,真实表达环境因素对小麦生长发育和形态结构的影响,最终实现小麦生长过程的三维可视化,为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供重要参考。【方法】以天津地区主要推广小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015—2016年冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集各品种冬小麦在不同施氮水平下的叶长和最大叶宽等形态数据,通过分析各品种冬小麦返青后形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后叶片叶长、最大叶宽模拟模型,并对该模型进行检验;基于该模拟模型,计算各品种冬小麦返青后每个生长日的形态数据,借助OpenGL和NURBS曲面造型技术,构建冬小麦几何形态模型,最终实现冬小麦生长模型与形态模型的结合,实现了冬小麦返青后生长过程可视化。【结果】在不同品种、不同施氮水平下,小麦叶长回归方程R2值在0.772—0.983之间,F值在10.153—340.191之间,且Sig小于显著水平0.05,最大叶宽回归方程R^2值在0.853—0.999之间,F值在17.371—4 359.236之间,且Sig小于显著水平0.05,表明上述模型拟合度和显著性均较好。经数据检验,叶长模型绝对误差在0—3.88 cm之间,根均方差(RMSE)值在0.24—1.95 cm之间,最大叶宽模型绝对误差在0—0.28 cm之间,RMSE值在0.02—0.15 cm之间,表明所建模拟模型精度较高,该模型对不同品种冬小麦返青后的叶片生长具有较好的预测性;基于所建模拟模型计算冬小麦返青后逐日形态数据,可构造不同品种、不同施氮水平下的冬小麦植株形态,可逼真模拟冬小麦返青后植株动态生长过程。【结论】基于有效积温构建的冬小麦返青后叶长和最大叶宽模拟模型,可较好预测冬小麦返青后叶片生长状态,可实现�
- 李书钦诸叶平刘海龙李世娟刘升平张红英高伟
- 关键词：冬小麦有效积温三维可视化
- 基于实测数据的小麦叶片模拟模型与三维重建--以偃展4110为例被引量：2
- 2016年
- 以特定品种(偃展4110)小麦为研究对象,基于实测数据,完善了该品种小麦叶片的模拟模型及几何模型。首先,对其地上部的形态特征数据进行跟踪记录,并进行了特征参数提取;然后,基于实测数据进行叶片模拟模型构建,完善了该品种小麦叶片的叶长模拟模型与叶形模拟模型,并取得良好结果;最后,利用NURBS曲面建模技术对叶片进行几何模拟,并完成了叶片卷曲及扭曲等形变状态。本研究可为小麦三维动态建模提供技术支持,为田间管理与决策提供研究基础。
- 刘丹诸叶平李书钦刘海龙李世娟
- 关键词：小麦实测数据叶片三维可视化
- 植物三维可视化研究进展被引量：23
- 2015年
- 植物三维建模及其可视化系统基于植物的生理生态特性和形态特征进行研究,对于植物生长过程研究和自然景观再现均有重要意义。从基于模型的三维建模、基于图像的三维建模和基于扫描数据集的三维建模三个方面阐述了植物的三维建模研究进展,介绍了几何模型以及多个植物可视化系统软件的研究成果,总结了植物三维建模方式及其可视化系统存在的优势与不足,尤其是植物生理生态模型与形态模型可视化的耦合研究还有待完善,并对植物三维建模方式及其可视化系统的趋势进行了展望。
- 刘丹诸叶平刘海龙李世娟许金普
- 关键词：植物三维重建三维可视化
