【摘要】：作物三維可視化將為作物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、栽培管理調(diào)控、作物株型設(shè)計(jì)等提供形象逼真的可視化工具,從而有力促進(jìn)虛擬農(nóng)業(yè)和信息農(nóng)業(yè)的發(fā)展。針對(duì)小麥形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉片三維可視化不易表達(dá)的問(wèn)題,基于田間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和NURBS曲面建模實(shí)現(xiàn)了小麥葉片的三維重建。首先,通過(guò)田間實(shí)驗(yàn)定期觀測(cè)小麥形態(tài)數(shù)據(jù)(葉長(zhǎng)、葉寬、莖葉夾角、葉片彎曲度、莖稈直徑等),建立小麥葉片主脈控制點(diǎn)構(gòu)造算法,將小麥形態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為主脈控制點(diǎn)坐標(biāo);其次,確定所有控制點(diǎn)坐標(biāo)和節(jié)點(diǎn)矢量,構(gòu)建小麥葉片和葉鞘NURBS曲面;最后,借助Open GL圖形庫(kù)可實(shí)現(xiàn)小麥不同生育期的模擬模型,并實(shí)現(xiàn)了小麥葉片的扭曲形變。結(jié)果表明該方法選取的小麥形態(tài)數(shù)據(jù)具有代表性,重建的小麥葉片模型逼真度較高,接近實(shí)測(cè)模型,易于實(shí)現(xiàn)小麥生長(zhǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬。
[Abstract]:Three-dimensional visualization of crops will provide vivid visualization tools for crop growth dynamic prediction, cultivation management and control, crop plant type design and so on, so as to promote the development of virtual agriculture and information agriculture. In order to solve the problem that the morphology and structure of wheat are complex and the 3D visualization of wheat leaves is difficult to express, the 3D reconstruction of wheat leaves is realized based on field data and NURBS surface modeling. Firstly, the wheat morphological data (leaf length, leaf width, stem and leaf angle, leaf curvature, stem diameter, etc.) were observed regularly in the field experiment, and the algorithm of constructing the main vein control point of wheat leaf was established, and the wheat morphological data was converted into the coordinate of the main vein control point. Secondly, all the control point coordinates and node vectors are determined to construct the NURBS surface of wheat leaves and sheaths. Finally, with the help of Open GL graphics library, the simulation models of wheat at different growth stages can be realized, and the distorted deformation of wheat leaves can be realized. The results show that the wheat morphological data selected by this method are representative, and the reconstructed wheat leaf model has higher fidelity and is close to the measured model, which is easy to realize the dynamic simulation of wheat growth process.
【作者單位】： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息服務(wù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北方工業(yè)大學(xué)信息中心;中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所;
【基金】：國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA102305) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：S512.1;S126

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本文編號(hào)：2262286