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农作物生长模型与可视化研究

文献类型： 获奖成果

作者：

作者机构：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 可视化;农作物;模型;作物生长;生长;生长模型;模;作物;作物生长模型;研究

第一完成单位： 广东省农业科学院农业经济与农村发展研究所

获奖时间： 2013

摘要： 　　本成果依托广东省农业攻关项目“农作物生长模型与三维可视化研究”（2008A020100026），对广东省特色农作物（包括柑橘、菜心、芥蓝）进行结构、生长模型和模拟系统的建立，取得了以下技术成果： 　　（1）采用隐半马尔科夫模型建立了柑橘分枝模型、坐果模型和果树器官形态描述模型。从个体生长发展和与环境的相互影响的角度研究环境变化，提供了作物生长过程的真正三维信息。 　　（2）研究了果树坐果特性，建立了基于随机过程的果树理论产量均值与方差的计算方法。 　　（3）依据模块化设计原理建立了温室菜心、芥蓝的结构模型和生长发育动态模型。 　　（4）创立了基于激光扫描数据（散乱数据）的作物形态静态快速建模算法、动态连接方法及形态图形动画显示技术。 　　（5）开发了1套基于模型耦合的数字可视化作物生长系统。根据模型、模拟系统的组成和对模拟结果的分析，以通用性、标准化设计为导向，建立了接口友好、可扩充、集成性高的模拟系统，提高了模型在科学研究和实际应用中的可行性。 　　（6）开发了1套基于作物器官形态参数和作物图像的交互式建模软件。 　　基于上述技术成果，申请了发明3项，获得软件著作权2项，发表了学术论文9篇，其中SCI/EI/ISTP收录论文5篇，国内核心期刊收录论文4篇，参与编写外文专著1部，培养了青年学术带头人/骨干4名，硕士研究生4名。应用前景：作物生产过程的智能管理：根据专家经验知识库和生长模型的计算结果，利用优化算法，在保证作物产量和质量的前提下，通过控制水分、温度、湿度、二氧化碳或光照等，实现节水、节肥和节能的多目标优化。产量预测：通过作物的养份生成与分配模型研究，可以预测蔬菜、果树的产量。土地使用管理：通过三维作物生长建模与可视化研究，在结合3S技术以后可以定量了解土地使用状况，并分析变化趋势。农田生态环境建设：为农林水资源规划、防护林体系设计等工作提供直观的可视化决策平台。

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