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随着计算机图像处理能力不断提高和完善,虚拟现实(virtual Reality,简称VR)技术在教育、工业、农业、商业、医疗等各个领域的应用越来越广泛。本文在水稻生长发育的大量田间数据的基础上,结合计算机的可视化技术与动画技术,构建了水稻生长发育的动态模型,以期待为今后的株型设计、遗传育种与作物栽培管理等提供理论依据。 本文基于植物的结构与功能反馈机制,以生长周期(GC)为时间步长,叶元为结构单元,建立了水稻生长的生理生态功能与形态结构并行的模拟模型。模型分成发育模块、同化物生产模块、同化物分配和积累模块、器官形态构建模块等几个子模块。 基于水稻生长过程中叶元数增加与积温变化呈线性相关关系,发育模块进行水稻生育进程的预测;基于水稻地上部同化物生产与叶面积变化关系,同化物生产模块进行同化产量的估算;同化物分配模块,根据每个生长期各器官鲜重的比例关系,确定器官间同化物的如何分配;基于叶片、叶鞘和节间的鲜重与其几何形态关系,器官形态构建模块实现器官几何形态的模拟。 以Delphi为编程工具,编写了水稻生长模拟软件Virtual-Rice。利用所求模型参数,基于2005年气象数据,应用该软件构建了水稻生长过程中的形态结构和生理生态并行模拟的模型。在以上的模型基础上,利用L-studio软件,模拟出水稻的仿真模型及动态生长过程。