基于积温变化的水稻叶形态伸展过程可视化模拟

孙爱珍，何火娇，杨红云，唐建军，罗 威

(江西农业大学 软件学院/江西省高等学校农业信息技术重点实验室，江西 南昌 330045)

叶片是水稻作物光合作用的主要器官，其几何形态结构是研究三维虚拟水稻生长系统的重要组成部分，水稻主茎每出生一叶片都会形成、生长相应的器官，因此，可根据叶龄预报分蘖发生、节间伸长时间、成穗与穗分化进程。目前，国内对虚拟作物的研究，大多集中对作物形态结构进行三维可视化或者对作物的生态生理机制过程进行建模［1－7］，很少量化作物形态结构变化规律与环境和技术措施之间的动态关系，因此不能很好地可视化模拟实际生产条件下植物形态结构的动态变化过程。在系统研究方面仍未出现较成熟的作物虚拟生长系统，水稻虚拟动态生长的研究报道还很少。

本文通过分析水稻主茎叶片形态参数受环境温度影响的动态变化规律，分别构建了叶位有效积温模型、叶位与叶长关系模型、叶长有效模型、叶长与叶宽关系模型、茎叶夹角变化模型等水稻叶片几何形态生长方程。根据实测水稻叶片的形态数据和图形学知识构建了叶片三维模型。由叶片形态积温关系模型可确定水稻叶片生长周期中有效积温t时刻的几何形态特征，结合叶片三维形态模型，重构叶片的真实三维空间形态。系统采用VC++编程语言，结合OpenGL图形函数库和计算机图形技术在微机上实现了水稻叶片形态生长过程的可视化模拟。……