基于GreenLab理论的水杉结构_功能模型_李德民
基于GreenLab理论的水杉结构-功能模型
ｎ ｓ ｉ Ｓｔ ｅｓｕ ｙ ｏ ｊｃ ｎｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅｅｆｒｉ ｈ ｔ ｄ ｂ ｔｉ ｈｓ ａ ｅ．Ｗ ｅｈ ｖ ｏ ｓｒ ｃｅ ｈ ｕ ｃｉｎ ｌ ｄ ｌ ｆＷ ａｅ ｉｅｅｆ ａ ｅ ｎｔ ｅｓ ｕ ｃ － ｅ ａ ｅｃ ｎ ｔｕ ｔｄｔ ｅｆｎ ｔ ａ ｏ ｍｏ ｅ ｔｒＣｈｎ ｓ ｉ ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｏ ｒｅ ｏ ｒ
首 先 ， 树 干 的 分 将
枝级别定为 ０ 则树 干上 ， 的侧枝 的分枝 级别为 １ ，
称 为 一 级 侧 枝 ； 级 侧 一
３ 水 杉 的结 构 模 型
在结 构功 能模 型 中 ， 木 的结构 通 过一 些 可 以 树 复制 的单 元来表 示 ， 这些单 元 与植 物学 及植 物 的形 态结 构相 似 。根 据 Ｇｒｅ Ｌ ｂ模 型 的原 理 ， 树 木 ｅｎ ａ 将
Ｋｅ ｏ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ｌ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌ ｄ ｌ ｙＷ ｒ ｓ ｕ ｃ ｉ ａ — ｒ ｃ ｕ ａ ｏ ｓ ｍｏ ｅ 。Ｇｒ ｅ Ｌａ ｅ ｎ ｂ，ｖ ｒｕ １ ｉｔ ａ ，ｗａ ｅ ｈ ｎ ｓ ｉ ｔｒ ｃ ｉ ｅ ｅ ｆｒ Ｃｌｓ ｍｂｅ ＴＰ３ １ ａ ｓ Ｎｕ ｒ ９
二级侧枝 三级侧枝
图 １ ２年 生 水 杉
节元 是指 一 个 节 间 和 附着 于节 间上 的腋 芽 以 及 叶 的总和 ， 不包 括任何 从 腋芽上 抽 出的新 梢 。 但
的 拓 扑 结 构
的水杉 为 ２年 生 幼 树 ， 的分 枝 最 多 为三 级 枝 ， 它 因
此， 它的生理年龄最大 为 ４ 。 在 此假设水 杉枝 干每 ６ 月长 出一个 新 梢 ， 个 因
生长 周期 的开始 ， 植物 利用存 储 的生 物 量创 建新 器
东北大学院环境科学研究科--使用大学杉木组成的装配式框架结构
1建筑外观 2入口大厅 3平面图 4剖面图
5组合式木结构门式框架结构设计过程 6组合式框架结构的施工 7施工完成后的组合式木结构门式框架结构 8施工中的“掘立柱” 9基础完成之后的“掘立柱”
il
入口册 nocr vod \ioj 、■
_层
不加腋
加腋+双粱
加敲+双梁 +半刚接柱脚
本案中可供使用的本地木材尺寸比标 准要求的建筑流通木材规格尺寸稍大（截面 120mm x 360mm,长度约6m ）,截面尺寸可达 150mm x 390mm,长度约4 ~ 6m,最长可达8m左 右。为了将木材处理成“无垢”木材，需要对其进 行充分的干燥。因此在设计方案确定之后，将建造 木材分析、分类，请业主方提前分批采购处理。
6
3 不加腋
加腋+双梁
弯矩较大使形变过大
弯矩和形变缩小
地震荷 载应力
无抗侧力能力
貝备抗侧力能力
8
2
加腋+双梁 +半刚接柱脚 弯矩和形变更小
和形变较小 5
9
限的本地杉木木材，实现8m跨度的无柱无剪力墙 的开放空间，需要在结构设计上下一番功夫。按照 —般的方法思路，简单地将8m跨度的楼板架设在 主梁上，需要特别定制大截面的集成木材，而这样 的设计需要大量的剪力墙（构造用合板组成）。而 本案则巧妙地运用了 “立柱+双梁+加腋+半刚接柱 脚”等技术要素，采用常规的小尺寸木材制作“组 装式木结构框架”（图5） o
为了提高门式框架结构的抗侧力能力和整体刚 性，提高柱脚部的稳定性是非常有效的措施之一。 因此，设计考虑给木柱脚部“穿上鞋子”，做成嵌 入混凝土基础的“掘立柱”，以提高柱脚的稳定性 （图8, 9） o通过与上述加腋斜撑及门式框架的组 合，不仅能够大幅降低水平方向的应力及形变，而 且由于有效地减小了屈曲长度而提高了整体结构的 效率。
基于郁闭度联立方程组模型的森林生物量遥感估测
基于郁闭度联立方程组模型的森林生物量遥感估测李明泽;毛学刚;范文义【摘要】以黑龙江省长白山地区遥感影像和122块森林资源连续清查固定样地数据为基础,选择包括各波段灰度值、不同波段灰度值之间的线性和非线性组合、纹理信息以及环境因子在内的171个自变量,分别采用无郁闭度变量常规回归生物量模型、有郁闭度变量常规回归生物量模型和郁闭度联立方程组模型,估算黑龙江省长白山森林生物量,并进行精度评价.结果表明:3种模型中郁闭度联立方程组模型为最优模型,精度最高为83.1％,与其他2个模型相比精度提高6％～7％.本研究可为遥感估算森林生物量提供一种新思路.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2014(050)002【总页数】7页(P85-91)【关键词】郁闭度;生物量;遥感估算;联立方程组模型【作者】李明泽;毛学刚;范文义【作者单位】东北林业大学林学院哈尔滨150040;东北林业大学林学院哈尔滨150040;东北林业大学林学院哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】S757森林生物量作为陆地生态系统碳循环和碳动态分析的重要因子，精确地估算森林生物量已成为生态学和全球变化研究的重要内容之一(Fang et al.，1998;蒋延龄等，2001;Woodwell et al.，1978;杨清培等，2003;赵敏等，2004)。
20世纪70年代起针对国家及全球大尺度区域的森林生物量估测成为国内外研究的热点问题(Woodwell et al.，1978)。
利用传统点观测法对大尺度的森林生物量估算时具有局限性，不但精度达不到现实的要求，也不能反映区域大面积宏观森林生态系统生物量空间分布。
目前，基于森林资源清查数据的森林生物量估测方法和基于遥感信息技术的森林生物量估计方法是大尺度区域森林生物量估计的主要方法(方精云等，1996;Hame et al.，1997;Dong et al.，2003)。
邢素丽等(2004)用ETM数据探讨了落叶松(Larix gmelinii)林生物量的估算方法和模型，促进了生物量模型的研究。
基于大语言模型的水工程调度知识图谱的构建与应用
基于大语言模型的水工程调度知识图谱的构建与应用冯钧;畅阳红;陆佳民;唐海麟;吕志鹏;邱钰淳【期刊名称】《计算机科学与探索》【年(卷),期】2024(18)6【摘要】随着水利事业的发展和信息化需求的增加,处理和表示海量水利数据变得复杂而繁琐。
特别是调度文本数据通常以自然语言的形式存在,缺乏明确的结构和规范,并且处理和应用这些多样性的数据需要具备广泛的领域知识和专业背景。
为此,提出了基于大语言模型的水工程调度知识图谱的构建方法。
通过数据层的调度规则数据收集与预处理,再利用大语言模型挖掘和抽取数据中蕴藏的知识,完成概念层本体构建和实例层“三步法”提示策略抽取。
在数据层、概念层、实例层的相互作用下,实现了规则文本的高性能抽取,完成了数据集和知识图谱的构建。
实验结果表明,大语言模型抽取方法F1值达到85.5%,且通过消融实验验证了模型各模块的有效性和合理性。
构建的水工程调度知识图谱整合了分散的水利规则信息,有效处理非结构化文本数据,并提供可视化查询和功能追溯功能。
这有助于领域从业人员判断来水情况并选择适当的调度方案,为水利决策和智能推荐等提供了重要支持。
【总页数】11页(P1637-1647)【作者】冯钧;畅阳红;陆佳民;唐海麟;吕志鹏;邱钰淳【作者单位】河海大学计算机与软件学院【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于Neo4j图数据库的工程档案知识图谱构建及应用2.基于大语言模型和知识图谱的数字孪生流域知识平台设计3.基于知识图谱和大语言模型的终身学习资源库供给生态构建研究4.基于场景化算力调度框架和领域知识图谱构建的智慧云媒资服务平台建设5.大语言模型在学科知识图谱自动化构建上的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LISREL模型的水源林结构与功能关系研究
基于LISREL模型的水源林结构与功能关系研究李健;王威;杜丽侠【摘要】应用系统论方法对水源林结构与功能关系进行了阐述,并采用LISREL模型对水源林结构与功能关系进行了定量分析.结果表明,LISREL模型适用于水源林结构与功能关系的分析与研究;林龄、土壤厚度等结构因子对水源林功能具有重要的影响作用.【期刊名称】《吉林林业科技》【年(卷),期】2010(039)002【总页数】5页(P7-11)【关键词】线性结构方程模型;水源林;结构与功能关系【作者】李健;王威;杜丽侠【作者单位】黑龙江省第二林业调查规划设计院,黑龙江,绥化,152000;北京林业大学,北京,100083;北京林业大学,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】S727.21线性结构方程模型(Liner Structural Relationship Model,LISREL),是目前统计学中较重要的统计方法[1],是线性方程模型(Structural Equation Model,SEM)重要的组成部分,线性方程模型由于具有较大的适用性,已在很多领域被应用,得到了比较理想的效果[2]。
虽然线性模型经过多年的研究,已经逐渐完善和成熟,但在林业技术领域应用却较少。
而水源林结构与功能关系的研究也一直是该领域研究的热点问题[3,4],因此,本研究尝试使用LISREL模型来研究水源林结构与功能间存在的关系,为水源林合理经营提供理论支持。
1 水源林结构与功能关系机理大量的研究表明,水源林的结构与功能具有密切的联系[3～5],而且这种关系是十分复杂的。
为了揭示水源林结构与功能间存在的关系,阐述二者间的机理,已经开展了大量的理论研究,而在众多理论中,系统论已经被证明是行之有效的理论之一。
水源林作为一个独立的系统,具备了系统的结构和特征,即:水源林的结构决定着功能的发挥,水源林功能是其结构的外在表象。
因此,可以通过对水源林结构的研究来反映其功能特征,而结构调控是发挥水源林功能的最有效的手段。
基于两层次线性混合效应模型的杉木林单木胸径生长量模型
基于两层次线性混合效应模型的杉木林单木胸径生长量模型李春明【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2012(048)003【摘要】基于两层次线性混合效应模型方法,建立江西省杉木人工林单木胸径生长量模型.研究所用数据来自于长期观测的固定样地数据,数据库包括82个区域、365个样地、5416株树木共计16248条记录.为了解决不同区域及不同样地之间的差异,本文构建的混合模型分别考虑样地层次、区域层次及两层次的随机参数效应.针对数据存在的重复测量及嵌套结构特性,在模拟时选择合适的异方差和自相关模型矩阵来解决此类问题.最后利用独立的抽样验证数据对模拟结果进行验证.结果表明:林分断面积、对象木胸径、林分内大于对象木的断面积之和与对象木胸径的比值以及海拔对单木胸径生长量有显著影响.与林业中常用的传统最小二乘方法相比,采用混合效应模型方法后模型的模拟精度和验证精度均有提高.选择适合的异方差和自相关函数后,模型比只考虑参数的随机效应有更好的适应性,并体现出了混合效应模型的灵活性和准确性.%Based on a multilevel linear mixed model approach,an individual diameter increment model was developed for fir plantation trees growing in Jiangxi Province. The data set used in this study came from long-term permanent research plots. The database consists of total of 82 counties,365 plots,5 416 trees and 16 248 observations. The paper chose mixed effects models instead of regression analysis approach because it allows for proper treatment of error terms and correlation in a repeated measures analysis framework. The model wasdefined as a mixed linear model with parameter random effect of plot,area or plot and area simultaneous. In addition the heteroscedasticity and correlation was taking into account model. Mixed model calibration of diameter increment was carried out with the independent data using a different sample of complementary observations. The result showed total stand basal area,the diameter of target tree, the ratio of basal area of larger trees to target tree diameter, and altitude were found to be significant predictors. Both the fitting model and the calibrated model mean a substantial improvement compared with the classical approach widely used in forest management. After taking into account reasonable variance function of heteroscedasticity and correlation, the model shows better of goodness of fit than taking into account parameter random effects only. This type of modeling methodology showed to be flexible, precise and accurate.【总页数】8页(P66-73)【作者】李春明【作者单位】中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091【正文语种】中文【中图分类】S758.1【相关文献】1.基于混合效应模型的杉木单木冠幅预测模型 [J], 符利勇;孙华2.利用2种非线性混合效应模型(2水平)对杉木林胸径生长量的分析 [J], 符利勇;李永慈;李春明;唐守正3.基于贝叶斯模型平均法和逐步回归法构建杉木单木胸径生长模型 [J], 鲁乐乐;王震;张雄清;张建国4.基于混合效应模型的新疆天山云杉单木胸径预测模型构建 [J], 陈国栋;杜研;丁佩燕;郭珂歆;尹忠东5.基于混合效应模型及生存分析方法的落叶松云冷杉林单木生存模型研究 [J], 李春明;张会儒;王卓晖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水文模型知识图谱构建与应用
２０２４年１月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷 第１期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０１－００８０－１２收稿日期：２０２３－０７－０３基金项目：科技创新２０３０重大项目（２０２１ＺＤ０１１３６０２）；中国工程科技知识中心项目（ＣＫＣＥＳＴ－２０２１－２－１２，ＣＫＣＥＳＴ－２０２２－１－３５）作者简介：周逸凡（２０００－），硕士生，主要从事水利信息化研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：１２１９８２９１５２＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：赵红莉（１９７３－），正高级工程师，主要从事水利信息化和水资源遥感研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｈｌ＠ｉｗｈｒ．ｃｏｍ水文模型知识图谱构建与应用周逸凡１，２，段 浩１，２，赵红莉１，２，赵慧子１，２，李 豪１，２，韩 昆１（１．中国水利水电科学研究院，北京 １０００３８；２．水利部数字孪生流域重点实验室，北京 １０００３８）摘要：针对水利垂直领域缺少知识组织和结构化表达的场景案例，以及通用知识抽取模型在水利垂直领域中难以达到预期精度等问题，本文以水文模型方案推荐为例，提出了知识图谱的构建框架与流程，构建了包含模型继承发展关系、应用流域、模型精度等内容的知识模型，形成基于期刊文献类非结构化数据源的多策略知识抽取方法，以及实体对齐与知识融合的规则与方法等。
对水文模型领域期刊文献进行了知识抽取、融合，构建水文模型知识图谱实例，共包含节点实体１４２９８个，属性实体３９１３３个，关系３６２５４条，实体识别的准确率、召回率、Ｆ１值均在９０％以上。
对建立的图谱实例进行了可视化表达和知识应用，结果表明：该图谱实现了基于期刊文献的水文模型知识快速采集学习、组织管理，支持模型检索推荐，提高了水文模型知识的发现与使用能力，对相似场景的水利知识图谱构建具有参考价值。
关键词：知识图谱；水文模型；知识抽取；知识应用 中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０３９５１ 研究背景数据急剧增长后，如何高效获取、管理和利用知识逐渐成为热点问题。
景观生态学原理在城市绿地系统规划中的应用_以河南濮阳市为例
中国园艺文摘２０１２年第１０期景观生态学原理在城市绿地系统规划中的应用———以河南濮阳市为例李怀义１，程慧玲２，楚红利２，苏宪乐２（１．河南省濮阳市林业科学院，河南濮阳４５７０００；２．河南省濮阳市戚城文物景区，河南濮阳４５７０００）摘要：结合濮阳城市实际，重点从城区绿地系统布局和生物多样性方面探讨景观生态学原理在城市绿地系统规划中的应用。
关键词：景观生态学；城市绿地；系统规划城市是人类社会、经济和文化发展的产物，又是生态系统中最为复杂的类型，极易受到人为和自然环境条件的干扰。
近几十年来，伴随着世界范围内城市化进程的加速、经济建设速度的加快，我国正步入城市化高速发展的时期。
在城市经济结构和空间结构发生显著变化的同时，城市规模也显著增大。
这种城市化过程对于地区经济的发展起到巨大的带动作用，同时也引发了一系列生态环境问题，如环境污染、水土资源破坏、城市热岛效应等，这些不仅影响城市居民的生活质量，甚至危害到城市的生态安全。
城市绿地系统对于改善城市生态环境，塑造城市形象有着不可替代的巨大作用。
城市绿地系统怎样布局、采取何种形式，才能达到最佳效果，是一个值得进一步研究的问题。
于是人们试图将景观和生态两门学科互相引进、互相借鉴，在理论和实践上进一步融合，以创造更美化、优化、净化的高质量生活环境。
景观生态学的兴起提供了这一契机，它的概念、理论可直接应用于城市绿地系统规划中。
１景观生态学基本概念１．１景观生态学景观生态学是研究景观的空间结构与形态特征对生物活动、人类活动影响的科学。
它以生态学的理论框架为依托，吸收现代地理学与系统科学之所长，研究景观的结构（空间格局）、功能（生态过程）和演化（空间动态），研究景观和区域尺度上的资源、环境经营管理。
用景观生态学的原理，研究园林绿地系统规划，使城市景观符合生态学意义，将有助于解决城市资源、环境和发展问题。
１．２“斑块一廊道一基质”的基本原理景观是一个由不同生态系统组成的异质性陆地区域，其组成单元称为景观单元，按照各种要素在景观中的地位和形状，景观要素分成三种类型：斑块、廊道与基质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生长周期的开始 , 植物利用存储的生物量创建新器
官 , 并扩展已经存在的器官 ;在单元生长周期当中 ,
植物的结构保持不变 , 而叶子通过光合作用生产生
物量 。 在单元生长周期的终点 , 进行次级生长 , 形
成新的生长层 ;如果植物进入生殖阶段 , 还要有花 、
果等生成 ;剩余的生物量作为存储能量 , 进入下一 个单元生长周期[ 7] 。
(i)是第 i 个单元周期的平均生物量生产势 , 它取决
于植物的水分利用效率以及环境物理参数(温度 、
光照 、土壤水分含量等);n(i)是能够进行光合作用
的叶子数 ;s(j )是第 j 片叶子的面积 ;r1 是单位叶
面积的水阻抗 。r2 是叶柄与叶脉等其它部分的综
合阻抗 。
4 .2 生物量的分配
在生物量的分配中 , 假设树木每个生长周期生
产的能量先汇集于一点 , 然后再根据各器官的汇强
(树木各器官获取同化物的能力)进行分配[ 8] 。 在
生物量分配模型中 , 假设在不同的生长周期里 , 相
同类型的器官的汇强是不变的 , 设第 o 类器官的汇
强为 P o , 则对于生长周期 i , 第 o 类器官所获得的
生物量可表示为公式(5):
qo (i)=Mp(oi)·Q(i -1)
此将水杉的生长周期定为 6 个月 。 在一个生长周
期里 , 水杉树生长出来的树枝部分和依附于节间上
的叶子构成一个生长单元 , 而生长单元中的树枝部
分就是节间 。
4 水杉的功能模型
GreenL ab 生长模型采用的是称为“ 单元生长
周期”的时间步长 , 这个时间步长相对较长且各单 元生长周期所用的时间是不尽相同的[ 6] 。 在单元
间 、叶 、花或者果实等)的三维几何形态描述 。本文
主要考虑水杉的两类器官 —节间和叶的几何结构 。
节间可近似看作圆柱体处理 , 如果体积已知 ,
根据比速生长公式就可以方便地计算出节间截面
积和长度 , 如式(1)和(2)所示 :
le(j)=be · qe(j)a2
(1)
se(j)=qe(j)· le-1
关键词 结构功能模型 ;G reenLab ;虚拟 ;水杉 中图分类号 T P391
A Functional-structural Model Based on GreenLab for Water Chinese Fir
Li Demin (Huazhong U niversity of Science and T echno log y , Wuhan 430074)
长周期内 , 水杉树会生成 许多的芽 并产生很 多节
间 , 这里所指的节间是一个生长单元的节间部分 。
节元是指一个节间和附着于节间上的腋芽以
及叶的总和 , 但不包括任何从腋芽上抽出的新梢 。
生长单元由一个或几个连续的节间及其附属
器官组成 , 是植物轴节律性生长的结构分生单位 。
生长周期是指生成一个生长单元所经历的时间 。
生理年龄是和实 际生长年 龄相对 应的概 念 。
在 GreenL ab 模型中 , 这一概念用来区别不同位置 、 具有不同形态特征的枝 , 一个生理年龄对应一种类
型的枝 。 假设相同生理年龄的枝有相同的结构和
功能参数 。
拓扑结构是指树木各器官之间的物理连接关
系 , 不考虑具体器官的几何形态特征 。
3 .1 水杉的几何结构 几何结构模型是指树木整体和器官(根 、茎 、节
同的生理年龄来表示不
同级别的分枝 ,若设定
树干的生理年龄为 1 ,
则一级侧枝的生理年龄
图 1 2 年生水 杉
为 2 , 二级侧枝的生理
的拓扑结构
年龄为 3, 依此类推。
本文研究的水杉为 2 年生幼树 , 它的分枝最多为三
级枝 ,因此 , 它的生理年龄最大为 4 。
在此假设水杉枝干每 6 个月长出一个新梢 , 因
＊ 收稿日期 :2010 年 11 月 17 日 , 修回日期 :2010 年 12 月 13 日 作者简介 :李德民 , 硕士研究生 , 工程师 , 研究方向 :系统分 析与集成 。
28
李德民 :基于 G reenL ab 理论的 水杉结构-功能模型
第 39 卷
生长[ 3] 。G reenL ab 模型通过在模型间建立迭代关 系来同时模拟植株的功能与结构的反馈关系 , 只需 确定少量参数 就能模拟树木 生长 , 与其他模 型相 比 , 该模型在机理性和简洁性方面都具有明显的优 势[ 4 ～ 5] 。 目前 , 这一模型主要应用于农作物虚拟生 长的研究 , 在形态结构和生理过程较复杂的树木的 虚拟生长中应用较少 。
N UM 模 型 、ECOPH YS 模 型和 SIMWA L 模 型 。 目前最典型的应用最广泛的结构-功能模型是中法 联合开发的 GreenL ab 模型 。
2 G reenLab 模型基本原理
GreenL ab 模型以高等种子植物为 对象 , 在植 物个体和器官的水平上研究植物结构与环境的关 系 , 是一个具有一定普适性的模拟植物生长与结构 变化的数学模型 。 模型的主要生长机理是植物个 体生长过程中的库-源关系 , 通过该机理模拟植株 生产的生物量在不同器官间的分配 。 该模型采用 双尺度自动机模拟植物结构的形成 , 通过模拟植株 的生物量生产与基于植株拓扑结构的生物量分配 , 以及器官生物量积累与器官形态的关系 , 并行模拟 植物结构-功能过程 , 从而可较精确地模拟植物的
常数 。
3 .2 水杉的拓扑结构分析
树木的拓扑结构是由树干和各级树枝组成的 .
随着树木年龄的增大 , 树枝分叉越多 , 拓扑结构就
越复杂 。图 l 给出了 2 年生水杉的拓扑结构 。
首先, 将树干的分
枝级别定为 0 , 则树干
上的侧枝的分枝级别为
1 , 称为一级侧枝 ;一 级
侧枝的分枝被称为二级
侧枝, 依次类推。用不
2011 年第 5 期
计算机与数字工程
45
[ 9] Richar d E .K o rf .Finding optimal solutions to Rubiks Cube using pattern da tabases .A A AI , 1997 :700 ～ 705
[ 10] S tefan Edelkamp , Peter K issmann.Par tial Sy mbo lic
Key Words func tional-str uctural model, G reenL ab, virtual, wa ter chinese fir Class Number T P391
1 引言
植物的生长发育是一个十分复杂的过程 , 它不 仅受遗传因子的控制 , 在各种环境条件和随机因素 的影响下 , 其生长随时间和空间呈现出随机性 、非 线性和突变性[ 1] 。植物生长模拟模型是研究植物 生长发育现象的一个很重要的方法和手段[ 2] 。 植 物学家在计算机刚出现的时候就开始研究植物生 长模型 , 如 L-系统 、分形方法 、参考轴技术 等方法 都可以用来模拟植物的生长过 程 。 到 20 世纪 90 年代中期 , 研究人员开始对植 物的结构-功能模型 进行研究 , 这类模型将植物的形态结构和生理生长 有机结合起来 , 不仅能定量的模拟植物的生长 , 还 能较直观地模拟植物生长过程的变化 , 较快捷地探 索发现植物生长过程中的一些内在规律 。 如 LIG-
(2)
式中 :le(j)、se(j )和 qe(j)分别是第 j 个生理年龄的
节间长度 、节间截面积和节间的生物量 ;be 和 ae 是
节间的比速生长参数 。
水杉的叶线形扁平 , 相互成对 , 叶面积与叶的
生物量成正比 , 可用式(3)来描述这种关系 :
s=qa/ k
(3)
式中 , s 为水杉的叶面积 , qa 为水杉叶生物量 , k 为
P attern Database s for O ptimal Sequential P lanning [ J] .K I , 2008:193～ 200
(上接第 28 页) 物量 。GreenL ab 模型假设水在植物体内的传输受 控于植物的结构组成以及各部位的水力阻抗 , 假设 主要的水力阻抗位于叶当中 , 并且所有活动的叶是 并行作用的 , 因而 , 生物量生产的多少 , 取决于能够
3 水杉的结构模型
在结构功能模型中 , 树木的结构通过一些可以
复制的单元来表示 , 这些单元与植物学及植物的形
态结构相似 。 根据 GreenL ab 模型的原理 , 将树木 分成若干个结构单元 , 地上部分的结构单元用节元
来表示 , 与之相关的组件有节间和生长单元 。
节间是指芽与芽之间的树枝部分 。 在一个生
Abstract G reenLab is a Functional Structural P lant M o del (FSP M), w hich builds the plant mo rpho genesis using alg orithms that simulate bo th the o rg ans produc tion (plant develo pment)and the biomass pr oductio n (plant g row th).W ater Chinese fir is the study object in this paper .W e have constructed the functional mo del o f W ater Chinese fir based on the sourcesink mechanism o f G reenL ab mo del .We have co nstr ucted the st ruc tura l mo del of W ater Chinese fir ba sed on the dua l-scale auto maton .I t can simulate the g row th of W ater Chine se fir and o utput its three-dimensional view .