近日,農(nóng)業(yè)生態(tài)大數(shù)據(jù)分析與應用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心黃林生教授團隊與北京市農(nóng)林科學院合作,以玉米群體為例,提出基于計算智能的玉米冠層三維建模方法。該項成果以“Three-dimensional modelling of maize canopies based on computational intelligence”為題,發(fā)表在中國科學院農(nóng)林科學大類1區(qū)期刊《Plant Phenomics》(DOI: 10.34133/plantphenomics.0160)上,中心碩士研究生吳延東為第一作者,黃林生教授和北京市農(nóng)林科學院郭新宇教授為共同通訊作者。
研究團隊證明,通過群體內(nèi)3D節(jié)單位方位角變化的智能調(diào)節(jié)使得群體截獲更多的光能,最終實現(xiàn)不同品種、密度和環(huán)境條件下的玉米群體3D模型構(gòu)建。此外通過t分布方法構(gòu)建能夠反應品種株型特征的玉米群體3D模型作為初始群體,以直射葉面積比例指標最大化作為優(yōu)化目標,通過對3D節(jié)單位方位角進行迭代計算,實現(xiàn)光資源截獲最大化的玉米群體3D模型的構(gòu)建,進一步引入反思機制從群體整體的宏狀態(tài)角度優(yōu)化,并采用網(wǎng)格變形方法實現(xiàn)群體內(nèi)部葉片微狀態(tài)的碰撞檢測與響應。
圖1 迭代過程示意圖,紅色為進行旋轉(zhuǎn)的3D節(jié)單位
圖2 利用該方法構(gòu)建的不同品種和密度玉米群體3D模型側(cè)視圖和頂視圖
這一研究不僅能夠增進對玉米群體3D結(jié)構(gòu)的理解,而且為作物功能結(jié)構(gòu)模型研究提供了新的方法論。該方法是一種面向三維空間作物資源高效利用的群體智能算法,為作物群體資源高效利用研究提供新思路。
新聞鏈接:http://www.ahu.edu.cn/2024/0415/c15059a333513/page.htm
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