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| 1 | 基于OpenGL的小麦形态可视化技术显示文摘形态可视化技术是虚拟植物研究的关键技术之一。本研究以小麦作物为对象,在提出小麦形态可视化技术框架的基础上,首先研究了小麦不同器官的三维几何建模技术,构建了基于器官形态特征参数的几何模型,包括叶、茎秆和麦穗几何模型。用NURBS曲面来模拟叶片和叶鞘;用圆柱体模拟茎秆的节间;并采用组合单器官的方式来构建麦穗模型:用圆柱体模拟穗轴,用椭球体和圆柱体分别模拟小穗的谷粒及小穗枝梗。然后,基于OpenGL图形平台,绘制了小麦器官的三维形态,并提出了颜色渲染、纹理映射、光照处理等真实感图形显示技术;最后,通过耦合小麦植株的拓扑结构模型以及小麦个体之间的相互关系,实现了小麦从器官-个体-群体三个层次的形态可视化,从而为构建可视化小麦生长系统奠定了技术基础。 | 伍艳莲 曹卫星 汤亮 朱艳 刘慧 | 2009 | 农业工程学报2009，25，1： | 43 |
| 2 | 基于参数L-系统的油菜花朵与花序生长可视化研究显示文摘为奠定油菜品种株型设计仿真基础,应用参数L-系统的原理,提出了甘蓝型油菜花朵和花序可视化生长的L-系统模型框架。通过对田间试验测量数据统计分析和归一化处理,用Sigmoid5参数函数拟合花轴节间长度和直径的生长,用Weibull4参数函数拟合花柄长度、直径的生长。采用L-系统和预定义Bezier曲面建模方法构建油菜花朵仿真模型。根据Bezier曲面的算法,构建了油菜花朵花瓣和萼片及其曲面模型。最后以L-Studio4.0为平台、结合VC++实现油菜花朵和花序的可视化生长模拟。结果表明,该方法可以真实生成油菜花朵和花序,真实感基本达到要求。 | 廖桂平 李锦卫 欧中斌 聂敏 | 2009 | 农业工程学报2009，25，4： | 27 |
| 3 | 小麦麦穗几何模型构建与可视化显示文摘作物器官几何建模是虚拟作物研究的关键技术之一。通过对小麦穗形态结构的观测分析,提出基于形态特征参数的麦穗几何模型及可视化实现方法。在已有麦穗形态模拟模型的基础上,结合麦穗拓扑结构,构建麦穗形态结构几何模型,包括穗轴、小穗(外麸、麦芒、花药等)、麦穗穗形等子模型。其中,穗轴节片使用底面为椭圆的圆柱体进行模拟,节片交错叠加构成穗轴。基于外麸曲面半径变化曲线,以三角面片构造近似半椭球体来模拟外麸;基于麦芒曲线,以三角面片重构横截面近似为等边三角形的麦芒;用非统一有理B样条曲面模拟开花期小花顶端的花药;采用分层模型控制麦穗穗形。然后根据麦穗拓扑结构组合以上各器官,即可构建出麦穗几何模型。进一步结合颜色渲染、纹理映射、光照渲染等真实感显示技术,基于.Net平台,借助CSOpenGL,实现麦穗生长动态的可视化。结果表明,重构出的麦穗具有一定的真实感,能够用于不同品种、不同处理条件下麦穗生长动态的可视化表达。研究结果将有助于实现小麦植株生长动态的数字化、可视化。 | 雷晓俊 汤亮 张永会 姜海燕 曹卫星 朱艳 | 2011 | 农业工程学报2011，27，3： | 18 |
| 4 | 基于模型的可视化水稻生长系统的构建与实现显示文摘在气象因子、土壤条件、品种参数和栽培措施等基础数据的支持下,通过耦合水稻生长模拟模型、形态结构建成模型和虚拟显示模型及策略分析评价模型、气象资料生成模型、品种参数调试模型,利用计算机软构件技术和动态图形技术,建立了基于模型的可视化水稻生长系统。系统在.NET平台上运用C#语言进行开发,接入OpenGL作图工具,初步实现了不同生态环境、品种类型、生产技术条件下水稻生长的动态模拟和逼真显示,具有数据管理、生长模拟、方案评估、因苗预测、时空分析、系统帮助等功能。研究结果将有助于提升农作生长系统表达的数字化和可视化水平,为虚拟农业的发展奠定基础。 | 刘慧 汤亮 张文宇 伍艳莲 曹卫星 朱艳 | 2009 | 农业工程学报2009，25，9： | 14 |
| 5 | 基于形态特征参数的稻穗几何建模及可视化研究显示文摘【目的】建立基于形态特征参数的稻穗几何模型,实现稻穗的可视化。【方法】通过对稻穗形态建成过程中关键特征的观测分析,利用三维几何建模技术,构建基于形态特征参数的稻穗几何模型,包括穗曲线、穗轴、次枝梗和小穗几何模型;用Bezier曲线来拟合穗曲线,将二维空间的穗曲线映射到三维空间,构建穗轴几何模型;用一段穗轴及圆柱体模拟一次枝梗和二次枝梗;并分别用椭球体及圆柱体模拟小穗的谷粒及小枝梗,最后基于稻穗的拓扑结构,构建稻穗几何模型。模型参数主要有穗长、穗倾角、一次枝梗长、一次枝梗数目、二次枝梗长、二次枝梗数目、谷粒大小等。【结果】在稻穗几何模型基础上,基于OpenGL图形平台,实现了稻穗生长过程的三维可视化,较好地描述了稻穗形态建成过程。【结论】稻穗的可视化为建立可视化水稻生长系统奠定了基础,同时对其它作物的可视化表达也有很好的借鉴意义。 | 伍艳莲 汤亮 刘小军 张文宇 曹卫星 朱艳 | 2009 | 中国农业科学2009，42，4： | 12 |
| 6 | 小麦作物模型研究进展显示文摘作物模型是农业模型的重要内容,主要分为作物生长模型和作物形态结构模型以及作物结构功能模型。本文从小麦生长模型和小麦结构功能模型及可视化两方面,较系统综述了国内外具有代表性的生长模型和小麦地上部与根系的形态模拟及可视化的研究进展。在小麦生长模型方面,对美国的CERES-Wheat模型、荷兰的作物模型、澳大利亚的APSIM-Wheat模型和中国的WCSODS四种小麦生长模型进行了概述,并对小麦生长模型的发展趋势进行了探讨。在小麦结构功能模型方面,根据研究器官的不同对根系、茎杆、叶和麦穗的形态结构模型与可视化的研究进展进行了综述。最后,对小麦作物模型存在的问题及发展前景进行了总结。 | 张红英 李世娟 诸叶平 刘海龙 李书钦 刘丹 | 2017 | 中国农业科技导报2017，19，1： | 12 |
| 7 | 基于形态模型的棉花(Gossypium hirsutum L.)虚拟生长系统研究显示文摘【目的】基于棉花形态器官形成过程的定量描述,模拟棉花三维生长过程,为虚拟棉作研究提供技术基础。【方法】基于2005-2006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植株的形态建成,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,主要包括: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、果节长粗以及棉铃高度和直径等模型。结合OpenGL技术,在Visual C++6.0平台上实现了棉花虚拟生长系统VGSC(virtual growth system for cotton)。【结果】棉花形态模型采用Logistic方程描述各器官尺寸随GDD(生长度日,℃·d)、氮素、水分及DPC的动态变化过程,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、果节长粗以及棉铃高度和直径的观测值与模拟值的根均方差分别为0.85、0.82、0.87、0.57、0.086、0.65、0.74、0.8、0.73、0.016、0.36和0.4cm,模型预测性好。此外,以NURBS(non-uniform rational B-spline,非均匀有理B样条)曲面模拟棉花叶片及棉铃形状,以圆柱体实现茎(节)可视化表达,构建的虚拟生长系统主要包括模型库、数据库和人机界面。【结论】用户输入系统所需的相关参数值,就可较好地模拟显示棉花器官、个体和群体的三维动态生长过程。 | 周娟 周治国 陈兵林 孟亚利 | 2009 | 中国农业科学2009，42，11： | 12 |
| 8 | 水稻主茎三维形态建模与计算机模拟显示文摘探讨水稻主茎器官形态结构变化动态建模的方法,通过对对水稻主茎器官形态结构参数进行分析,构建出水稻主茎地面各器官的形态模型,并利用图形学技术重建出水稻主茎和水稻植株的三维可视化模型。模型具有较高的真实感效果,可控性强,为水稻虚拟生长提供可靠和普适的植株形态几何特征确定方法。 | 杨红云 罗威 何火娇 孙爱珍 | 2008 | 江西农业大学学报2008，30，6： | 11 |
| 9 | 小麦生长模拟与三维可视化系统构建技术研究显示文摘作物生长过程的三维可视化是虚拟作物研究的关键技术之一,针对小麦形态结构复杂,小麦生长可视化不易实现的问题,以小麦作物为对象,在已有研究成果基础上,结合小麦生长模拟模型和形态结构模型,从系统结构与功能、系统设计与实现、真实感图形渲染技术(颜色渲染、纹理映射、光照处理)等方面入手,构建小麦生长模拟与三维可视化系统,实现了小麦生长模型和形态结构模型的有机结合,最终实现了小麦生长过程的三维可视化。小麦生长模拟与三维可视化系统将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形象逼真的可视化工具,为小麦理想株型筛选,高产、高效、抗倒伏设计与优化等提供技术支撑。 | 李书钦 诸叶平 刘海龙 李世娟 刘升平 刘文超 | 2018 | 中国农业科技导报2018，20，2： | 11 |
| 10 | 水稻植株虚拟生长可视化系统设计及其实现显示文摘将系统分析方法和数学建模技术应用于水稻植株的形态建成,通过对水稻形态数据的定量分析,构建了水稻地上器官形态几何模型,在此基础上设计了水稻植株虚拟生长可视化系统。整个系统由器官几何形态模型模块、生长模型模块、可视化控制模块、数据库和人机交互界面等组成。水稻植株三维形态是由各器官形态结构特征参数的几何模型来描述的。根据水稻器官几何形态参数,通过人机交互操作,采用vc++6.0和OpenGL标准图形库,在计算机上重构出水稻器官、主茎和植株群体的三维形态,具有较好的真实感。 | 何火娇 杨红云 唐建军 艾施荣 | 2009 | 系统仿真学报2009，21，14： | 8 |
| 11 | 甘肃几个大麦品种茎秆形态生长模型试验研究显示文摘以甘肃培育和引种的三种不同品种大麦为供试材料,通过对不同播期三种试验大麦茎秆生长过程的两轮连续观测和定量分析,构建了甘肃大麦茎秆生长过程的动态模拟模型。本研究采用Logistic方程模型描述了不同节间长度和粗度以及节间伸长和增粗的动态过程,并采用根均方误(RMSE)方法对不同品种大麦进行检验,模型检验结果显示,不同品种的不同节间长和节间粗,其预测值的平均RMSE值范围分别在0.2371~1.0613 cm和0.0142~0.0775之间。试验表明本模型具有较好的预测性和可靠性。 | 杨占峰 高晓阳 武季玲 李红岭 李小莹 毛红玉 杨倩 孔彦龙 | 2013 | 干旱地区农业研究2013，31，6： | 7 |
| 12 | 基于几何参数模型和OpenGL的油菜花朵可视化研究显示文摘为构建可视化油菜生长系统,本研究以油菜花朵为研究对象,通过对2种氮肥水平下3种油菜品种的盆栽试验数据进行统计分析,建立了油菜花柄和花蕾的几何参数模型。在此基础上,进一步探讨了油菜花朵组件三维建模技术,构建了基于组件形态特征参数的花柄与花萼几何模型,其中,以圆柱体模拟花柄,12×9个四边形模拟花萼曲面;通过组合多个几何图元的方式构建了花瓣和花蕊模型,其中,以平面梯形和半圆模拟花瓣,椭球体和圆柱体模拟雄蕊,球体和圆柱体模拟雌蕊,球体模拟蜜腺。然后,基于OpenGL图形库,绘制了油菜花朵各组件三维形态,并进行了颜色渲染。最后,以VC++定时器为驱动变量,通过OpenGL旋转、缩放及平移命令耦合油菜花朵拓扑结构模型,实现了油菜花朵开放过程的动态模拟。 | 岳延滨 朱艳 曹宏鑫 | 2011 | 江苏农业学报2011，27，2： | 6 |
| 13 | 基于可视化的超级玉米生长模拟系统显示文摘【目的】更直观地展示超级玉米的整个生长过程,量化其生长发育参数。【方法】将系统分析和数学建模技术应用于超级玉米生长发育,解析和提炼超级玉米生长发育过程与形态建成之间的基础性关系和定量化算法;以形态建成参数为基础,结合OpenGL构建超级玉米虚拟模型,在VC++6.0平台上进行系统的设计开发。【结果】实现了以GDD为驱动因子的超级玉米生长发育参数的量化输出与可视化表达;通过形态建成模型与生长发育模型的数据交流,实现了预测功能与可视化表达的有机耦合与集成。【结论】运行结果表明系统具有较好的应用性,从而为超级玉米的研究提供了技术支持。 | 陈国庆 张吉旺 董树亭 | 2009 | 中国农业科学2009，42，9： | 6 |
| 14 | 基于几何参数模型和OpenGL的油菜角果可视化研究显示文摘以油菜角果为研究对象,通过不同品种和氮肥盆栽试验数据统计分析,拟合得到油菜角果的几何参数模型。在此基础之上,研究了油菜角果的三维建模技术,构建了基于形态特征参数的角果几何模型。用圆柱体模拟果柄;采用组合多个几何图元的方式构建角果果身模型;用圆台体模拟果喙。然后,基于OpenGL图形平台,绘制了角果的三维形态,并进行了颜色渲染和光照处理。最后,通过耦合角果个体形态结构模型以及角果个体之间的相互关系,实现了角果个体-群体2个层次的形态可视化,为构建可视化油菜生长系统奠定了技术基础。 | 岳延滨 朱艳 曹宏鑫 | 2011 | 江苏农业科学2011，39，1： | 5 |
| 15 | 冬小麦麦穗小花的三维可视化建模方法的研究与实现显示文摘小麦麦穗器官的空间复杂性使其很难在虚拟中真实再现。为此,研究了冬小麦麦穗小花主要器官(麦芒、麦粒等)的建模方法。同时,提出了基于等高线的三维重建方法实现麦芒的建模,采用球面变形方程实现了麦粒以及内稃和外稃的建模。研究表明,利用新提出的建模方法可以有效实现麦穗小花主要器官的建模以及可视化模拟,虚拟效果可视化结果逼真度较高。 | 李梅 耿楠 | 2009 | 农机化研究2009，31，9： | 5 |
| 16 | 小麦群体生长状态实时绘制技术及实现显示文摘为了有效提高小麦群体可视化的真实感与实时性,该文提出一种基于多技术融合的小麦群体生长实时绘制的方法。首先,根据小麦群体形态建成规律,定量分析了小麦群体中个体间差异性。其次,在改进群体显示实时性方面,基于已有的小麦个体生长可视化,采用细节层次(LOD)模型,根据视点、视角和视线来动态指导空间剖分以及细节层次的选择;采用视域裁剪技术,通过减少被检测节点的数量和提高单个节点视域裁剪的处理速度来提高系统的渲染速度;基于小麦群体中个体器官形态的组成,结合树形多级显示列表技术,通过改进数据结构设计,提高场景的显示效率;在增强群体可视化真实感方面,基于已有的小麦形态模型输出,通过小麦群体中个体间差异性分析研究,采用外部引用和实例化技术,创建互异的个体实例样本,群体绘制时进行随机引用,提高了显示的真实感;最后,进行基于不同技术小麦群体绘制的效率与实例分析比较,结果表明,基于多技术融合场景绘制算法的小麦群体生长可视化,具有较好的实时性和真实感。研究结果为进一步建立小麦生长可视化系统奠定了基础。 | 汤亮 雷晓俊 刘小军 孙传范 曹卫星 朱艳 | 2011 | 农业工程学报2011，27，9： | 4 |
| 17 | 基于生物量的冬小麦穗部主要形态参数模型显示文摘冬小麦穗部形态结构模型是功能–结构小麦模型的重要研究内容。以济麦22、泰农18和鲁原502为材料,于2013—2014和2014—2015年度开展了品种和施氮试验。结合2013—2014年数据,分析穗部主要形态参数与器官生物量的定量关系及形态参数间的内在联系,构建了冬小麦穗部主要形态结构模型。经2014—2015年小麦生长数据检验,除穗长模型精度略低外,穗宽、穗厚、颖壳长、颖壳宽、颖壳厚、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚模型精度均较高,所建模型可较好模拟不同品种与施氮水平冬小麦穗部主要形态结构。 | 陈昱利 杨平 张文宇 张伟欣 诸叶平 李世娟 巩法江 毕海滨 岳霆 曹宏鑫 | 2017 | 作物学报2017，43，3： | 4 |
| 18 | 基于生物量的香蕉叶片主要几何属性研究显示文摘以巴西蕉Musa AAA Cavendish cv.Baxi Jiao为材料,设置不同氮肥田间试验,并借鉴已有的巴西蕉叶面积建成模型,测量香蕉主茎不同叶位叶片长度和宽度及其对应的叶片干重,分析巴西蕉比叶重与叶位、主茎不同叶位最大叶片长与生物量、最大叶长与最大叶宽的关系,构建基于生物量的香蕉叶片主要几何属性模型。结果表明,比叶重与叶位的关系可用线性关系,叶长与叶重、叶宽与叶长的关系可用二次曲线方程表达。采用独立的试验资料检验模型,比叶重与叶位的模拟值与实测值的根均方差分别为18.97和12.32;叶长与叶重、叶宽与叶长的模拟值与实测值的根均方差分别为11.16和5.36;各模型的dap<15%,模型精度较高,具有一定的机理性和普适性。 | 刘永霞 何应对 连子豪 王丽霞 殷晓敏 王必尊 曹宏鑫 | 2021 | 中国南方果树2021，50，3： | 4 |
| 19 | 基于新陈代谢GM(1,1)模型的玉米叶长动态预测显示文摘为实现虚拟玉米生长动态预测,本文以玉米棒三叶为对象,采用新陈代谢GM(1,1)模型分析了不同施氮水平(150、300和450kg/hm2)下玉米叶片长度的生长动态,结果表明:各组数据序列所建模型的均方差比值均小于0.0811,平均相对误差均小于0.0471,模型精度优于二级,具有较高的准确性,表明新陈代谢GM(1,1)模型能有效模拟玉米叶长动态变化,具有一定的可行性,研究结果可为玉米生长过程中的动态变化模拟提供参考。 | 赵晓莉 马新明 王举才 叶璟 | 2013 | 农业工程学报2013，29，10： | 3 |
| 20 | 基于参数L-系统的黄瓜苗期生长可视化研究显示文摘为真实模拟黄瓜苗期生长过程,提出生长数学模型和参数L-系统相结合的黄瓜苗期生长可视化方法。通过黄瓜生长实验建立黄瓜生长数学模型,分析黄瓜苗期形态结构变化规律,提出基于参数L-系统的黄瓜苗期生长模型,用图像处理技术提取叶片轮廓特征点,并基于特征点用三角面片法三维重建叶表面,利用3次Bezier曲线和螺旋线分别描述黄瓜叶柄中轴线与节间中轴线,采用五边形作为叶柄截面,四边形作为节间截面,用三角面片法三维重建叶柄与节间表面,在VC++6.0平台下调用OpenGL图形库函数,实现了黄瓜苗期生长的三维可视化模拟。该方法可真实反映黄瓜苗期连续生长情况,为同类农作物的真实虚拟提供了一种新的方法。 | 杨沛 何东健 | 2010 | 农机化研究2010，32，8： | 3 |
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