基于植物虛擬模型的玉米大豆間作模式優(yōu)化研究

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1、碩士學(xué)位論文論文題目：基于植物虛擬模型的玉米/大豆間作模式優(yōu)化研究作者姓名劉洋指導(dǎo)教師丁維龍教授、徐利鋒博士學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)所在學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院提交日期2015年4月15日浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明；所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下立進(jìn)行研究工作，獨(dú)所取得的研究成果。除文中己經(jīng)加（＾標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不含為獲得浙江工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。＇作者簽名：巧

2、曰期：２〇麻＾月２＾杉曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借闊。本人授枚浙江工業(yè)大學(xué)可［＾將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢ｉ索？，可ｉ＾采用影印、縮印或白描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名；＾曰期年５月２１；曰１，導(dǎo)師簽名日期；牽主月＞。卻１＾日ｔ浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于植物虛擬模型的玉米/大豆間作模式優(yōu)化研究作者姓名：劉洋指導(dǎo)教師：丁維龍教授徐利鋒博士浙江工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2015

3、年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterAResearchforMaize/SoybeanIntercroppingModeOptimizationBasedonVirtualPlantsModelCandidate:LIUYangAdvisor:Prof.DINGWei-longDr.XULi-fengCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyApr.2015浙江工業(yè)大學(xué)碩

4、士學(xué)位論文基于植物虛擬模型的玉米/大豆間作距離優(yōu)化研究摘要農(nóng)作物的間套作一直是國內(nèi)外研究的一個(gè)熱門課題，而間作距離是影響間作土地利用率的主要因素。因此，高土地利用率的間作距離受到廣泛關(guān)注。在研究間作距離的工作中，傳統(tǒng)的田間試驗(yàn)方法可以為間作距離的優(yōu)化提供方向和參考，但是這種方法比較繁瑣、需要長時(shí)間的田間觀測(cè)和分析，無法快速且較有針對(duì)性地進(jìn)行定量化的間種距離優(yōu)化。因此，在間種距離優(yōu)化過程中，如何進(jìn)一步減少人工操作，自動(dòng)且快速地得到指定域內(nèi)的最佳種植距離，已成為該領(lǐng)域研究者比較關(guān)注的問題。本文基于玉米/大豆間種的功能-結(jié)構(gòu)模型，將優(yōu)化算法應(yīng)用在間種種植距離的優(yōu)化方面，可以自動(dòng)快速

5、地得到光照截獲量最大的距離組合，該距離視為最佳種植距離。本文可以為研究農(nóng)作物間種模型的學(xué)者提供新的間種密植程度研究思路；還可以為用戶提供間種密植的合理化建議，因而具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文的主要工作如下：1.建立玉米與大豆的形態(tài)模型。首先，分析玉米與大豆的形態(tài)特征，并將玉米與大豆形態(tài)的各個(gè)器官分離出來；其次，根據(jù)器官的形態(tài)特點(diǎn)，并利用幾何建模方法，繪制器官的三維形態(tài)，并提出了一種基于NURBS曲面的大豆豆莢建模方法；最后，利用XL語言描述玉米與大豆的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并可視化玉米/大豆的單株及間種的形態(tài)。2.建立玉米/大豆間種的功能-結(jié)構(gòu)模型。首先在玉米/大豆間種的形態(tài)結(jié)構(gòu)的

6、基礎(chǔ)上，計(jì)算玉米/大豆冠層的光照截獲量。在光照截獲量的計(jì)算中，本文結(jié)合間種的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)利用GroIMP平臺(tái)中的光照截獲量的計(jì)算方法，計(jì)算葉片的光照截獲量。然后，根據(jù)光照截獲量，計(jì)算光合產(chǎn)物產(chǎn)生與分配對(duì)冠層中各器官生長的影響，研究器官重建對(duì)植株形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。最后，結(jié)合冠層同化物的生產(chǎn)、同化物分配和器官生長三者之間的反饋關(guān)系，建立玉米/大豆間種的功能-結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)間種模式下對(duì)玉米/大豆的生長過程的模擬。3.提出一種玉米/大豆間種種植距離優(yōu)化方法。該算法基于玉米/大豆間種的功能-結(jié)構(gòu)模型，在指定間種比例（如玉米與大豆的間種比例為1:2）下，利用窮舉算法不斷改變其相互之間的位置

7、進(jìn)而獲得在指定閾內(nèi)所有種植距離組合的光照截獲量，并將該距離組合及i浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文其所對(duì)應(yīng)的光照截獲強(qiáng)導(dǎo)入表中，然后對(duì)表進(jìn)行排序，從而獲得指定域內(nèi)光照截獲量最大的距離組合。關(guān)鍵詞：功能-結(jié)構(gòu)模型,間種,株距,優(yōu)化設(shè)計(jì)ii浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ARESEARCHFORMAIZE/SOYBEANINTERCROPPINGDISTANCEOPTIMIZATIONBASEDONPLANTSVIRTUALMODELABSTRACTIntercroppingbetweencropshasbeenahott