基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法 被引量：2

1

作者 张宇 张怀清 +2 位作者 安锋 蒋玲 云挺 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期16-30,共15页

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为... 【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。 展开更多

关键词 太阳短波辐射 激光点云 计算机模拟模型 树木三维重建 林木辐射传输

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计算机模拟模型在黄土丘陵区土地可持续利用中的实证研究 被引量：11

2

作者 常欣 程序 +2 位作者 邱化蛟 朱万斌 刘国彬 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期295-298,共4页

针对黄土丘陵区的土地可持续利用问题 ,引入目前国际上较先进的水土流失与土地利用规划模型 APEX和 AV-SWAT,利用 GIS技术及陕北安塞县纸坊沟小流域定位站多年的连续观测资料 ,对模型在黄土丘陵区的适用性进行了初步验证。通过对该类型... 针对黄土丘陵区的土地可持续利用问题 ,引入目前国际上较先进的水土流失与土地利用规划模型 APEX和 AV-SWAT,利用 GIS技术及陕北安塞县纸坊沟小流域定位站多年的连续观测资料 ,对模型在黄土丘陵区的适用性进行了初步验证。通过对该类型地区的水土流失量、作物产量、植被生物量等方面的测算 ,结果表明模型模拟计算的水土流失量与实际观测量的误差小于 10 % ,5年加权平均的作物模拟产量与实测值的差异不显著。从而为该类型区土地可持续利用方法论提供了新的计算工具 。 展开更多

关键词 计算机模拟模型 土地可持续利用 土壤侵蚀

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植被覆盖度计算机模拟模型与参数敏感性分析 被引量：11

3

作者 瞿瑛 刘素红 谢云 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1964-1969,共6页

植被覆盖度是重要的生态学参数,对水文、生态、全球变化等研究具有重大意义。目前使用的目测估算法和数码照相法都具有一定的主观性,另外通过自然界中相似样方的大量测量获得稳定的统计规律具有很大的难度,因此建立叶面积指数和植被覆... 植被覆盖度是重要的生态学参数,对水文、生态、全球变化等研究具有重大意义。目前使用的目测估算法和数码照相法都具有一定的主观性,另外通过自然界中相似样方的大量测量获得稳定的统计规律具有很大的难度,因此建立叶面积指数和植被覆盖度之间的统计模型是估算植被覆盖度的有效方法。本文以大豆为例,利用椭圆来模拟大豆的叶片,选取大豆植株结构的关键参数,通过随机分布函数来模拟植株叶片位置、倾角和大小的分布,获得不同植被结构参数下单位面积上的植被覆盖度,建立植被覆盖度计算机模拟模型。通过实测数据和理论研究结论来验证模拟结果。对模型的参数敏感性进行分析结果表明,叶半短轴是比叶半长轴更为敏感的植被结构参数。该模型为植被覆盖度的研究提供了一种新的思路和方法。 展开更多

关键词 植被覆盖度 计算机模拟模型 参数敏感性 大豆

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马铃薯生育期进程的计算机模拟模型研究 被引量：6

4

作者 王爱华 黄冲平 《中国马铃薯》 2003年第2期74-78,共5页

以 1993～ 1994年的田间试验数据和同步的气候资料为基础 ,采用高斯方程 ,建立了以日平均气温为驱动变量 ,肥水满足条件下的马铃薯生育期的模拟模型。结果表明本模型不但具有较强的机理性和解释性 ,而且具有模拟精度高、预测性好等特点... 以 1993～ 1994年的田间试验数据和同步的气候资料为基础 ,采用高斯方程 ,建立了以日平均气温为驱动变量 ,肥水满足条件下的马铃薯生育期的模拟模型。结果表明本模型不但具有较强的机理性和解释性 ,而且具有模拟精度高、预测性好等特点。本研究根据提出的模型用VisualBasic语言编程 ,使每日生态因子变化对马铃薯发育生理日的影响能够动态地表现出来 ,模拟结果具有很强的直观性 。 展开更多

关键词 马铃薯 地膜覆盖 生育期进程 计算机模拟模型

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钢中非金属夹杂超声检测的计算机模拟 被引量：3

5

作者 董欣 孙继华 +5 位作者 韩晓华 赵洪贤 孟令华 李庆卓 黄绪萍 杜石岩 《科学技术与工程》 2009年第4期1039-1042,共4页

建立了钢的二维有限元计算机模拟模型,对钢中含有大理石和石英玻璃夹杂缺陷时的超声波传播进行了模拟研究。由波场快照图清晰的显示出不同夹杂对声波传播的影响;通过时域A扫描曲线上底面回波到达时间计算出的区域厚度和实际相符,从而验... 建立了钢的二维有限元计算机模拟模型,对钢中含有大理石和石英玻璃夹杂缺陷时的超声波传播进行了模拟研究。由波场快照图清晰的显示出不同夹杂对声波传播的影响;通过时域A扫描曲线上底面回波到达时间计算出的区域厚度和实际相符,从而验证了模拟结果的正确性;重点底面回波进行了频谱分析,通过各种频域特征量和灵敏频率可以识别出不同材料的夹杂。模拟结果对实际应用有一定的参考价值。 展开更多

关键词 计算机模拟模型 非金属夹杂 超声检测 超声波传播 钢 二维有限元 夹杂缺陷 石英玻璃

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油菜生长发育的计算机模拟与应用研究进展 被引量：1

6

作者 汪宝卿 张仁和 +1 位作者 张春雷 马达灵 《西北农业学报》 CAS CSCD 2004年第2期180-185,共6页

在表述作物模拟模型和优化决策的基础上,回顾和分析了目前国外的油菜模拟模型及其缺陷,并阐述其应用和研究趋势。虽然油菜模拟技术发展很快,但模型本身仍存在精度欠佳等普遍性问题。模拟模型的不断发展为油菜的生产管理决策提供了一个... 在表述作物模拟模型和优化决策的基础上,回顾和分析了目前国外的油菜模拟模型及其缺陷,并阐述其应用和研究趋势。虽然油菜模拟技术发展很快,但模型本身仍存在精度欠佳等普遍性问题。模拟模型的不断发展为油菜的生产管理决策提供了一个重要的技术工具。 展开更多

关键词 油菜 生长发育 计算机模拟模型 优化决策

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土壤中农药行为的计算机模拟研究进展 被引量：2

7

作者 王校常 张勤争 +1 位作者 孙锦荷 陈子元 《农业环境保护》 CSCD 1995年第3期97-100,共4页

本文综述了农药在土壤中行为的计算机模拟模型研究和应用现状发展历史及未来的发展趋势，对现有的模型及应用情况进行了初步的分类。

关键词 土壤 农药的行为 计算机模拟模型

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计算机模型在鳞翅目害虫对转Bt基因作物抗性治理中的应用

8

作者 高丽娜 封洪强 王运兵 《河南农业科学》 CSCD 北大核心 2014年第11期1-5,16,共6页

种植转Bt基因作物对保护作物免受害虫危害十分有效,但在整个生长季节转Bt基因作物持续表达Bt毒素,迫使害虫在高选择压下加速对转基因作物的抗性进化。计算机模型在靶标害虫抗性进化的预测与抗性治理策略的评估中起到了重要的作用。综述... 种植转Bt基因作物对保护作物免受害虫危害十分有效,但在整个生长季节转Bt基因作物持续表达Bt毒素,迫使害虫在高选择压下加速对转基因作物的抗性进化。计算机模型在靶标害虫抗性进化的预测与抗性治理策略的评估中起到了重要的作用。综述了计算机模型在鳞翅目害虫对转Bt基因作物抗性治理中的应用,并对今后抗性治理策略研究中计算机模型模拟的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 转基因作物 BT毒素 害虫抗性进化 计算机模拟模型 抗性治理

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计算机模拟中的功能等价问题

9

作者 余聪 《心理科学进展》 1987年第2期16-22,共7页

美国心理学家Cillian Cohen在1983年出版的《认知心理学》(The Psychology of Cognition) (第二版)中,以专门篇幅论述了人工智能和计算机模拟问题,其中从心理学角度对计算机模拟中各种功能等价问题的探讨,对我们理解这一新兴事物颇有帮... 美国心理学家Cillian Cohen在1983年出版的《认知心理学》(The Psychology of Cognition) (第二版)中,以专门篇幅论述了人工智能和计算机模拟问题,其中从心理学角度对计算机模拟中各种功能等价问题的探讨,对我们理解这一新兴事物颇有帮助。计算机模拟有意地非常接近于人的作业,它是一种有效地用于检验和改进心理学理论的工具,也是检验某种操作理论是否真正有效的唯一方法,而且,一旦理论被证明是不恰当的,模拟往往还能揭示理论无力的原因。计算机模拟的目的在于。 展开更多

关键词 计算机模拟模型 计算机模拟程序 等价问题 认知心理学 普遍性 作业 机器智能 模拟问题 功能 人类行为

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像元尺度林地冠层二向反射特性的模拟研究 被引量：4

10

作者 宋金玲 王锦地 +1 位作者 帅艳民 肖志强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2141-2147,共7页

计算机模拟模型是以计算机图形学方法生成的植被真实结构场景为基础,利用辐射度方法模拟植被冠层的辐射特性。文章将这种方法拓展到遥感像元尺度林冠二向反射光谱特性的模拟。由于模拟像元尺度的林地真实场景需要大量面元组成,而辐射度... 计算机模拟模型是以计算机图形学方法生成的植被真实结构场景为基础,利用辐射度方法模拟植被冠层的辐射特性。文章将这种方法拓展到遥感像元尺度林冠二向反射光谱特性的模拟。由于模拟像元尺度的林地真实场景需要大量面元组成,而辐射度方法无法承受如此多的面元计算。为了解决这一问题,文章提出了简化树冠结构的思想,将树冠抽象为椭球体,根据光在真实树冠内部能量传输的特点为简化的椭球体面元赋值,并将真实树冠间的间隙率考虑其中,结合几何光学模型的思想完成了像元尺度林地场景冠层二向反射光谱特性的模拟。并将模拟结果与GOMS模型、MISR多角度遥感数据进行了比较,取得了比较好的结果。研究结果对多角度遥感数据应用和植被冠层结构参数反演具有重要价值。 展开更多

关键词 计算机模拟模型 辐射度 间隙率 二向反射

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熊蜂种群动态研究

11

《中国蜂业》 2018年第11期12-12,共1页

包括熊蜂在内的传粉者在全球范围内数量的下降与多种压力因素相关，比如栖息地丧失和气候变化。用经验来检验所有因素和场景是不可行的，所以埃克塞特大学的研究人员开发出一种计算机模拟模型来预测熊蜂种群的发展和它们对杀虫剂、寄生... 包括熊蜂在内的传粉者在全球范围内数量的下降与多种压力因素相关，比如栖息地丧失和气候变化。用经验来检验所有因素和场景是不可行的，所以埃克塞特大学的研究人员开发出一种计算机模拟模型来预测熊蜂种群的发展和它们对杀虫剂、寄生虫和栖息地丧失这些因素的反应。 展开更多

关键词 种群动态 熊蜂 计算机模拟模型 全球范围 气候变化 研究人员 栖息地 传粉者

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