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GreenLab模型20余年研究回顾与展望
被引量：
1
1
作者
康孟珍
王秀娟
+3 位作者
华净
胡包钢
王飞跃
De Reffye Philippe
《农业大数据学报》
2021年第3期3-12,共10页
【有关概念】GreenLab是器官尺度的植物功能结构模型(Functional-Structural Plant Model,FSPM),采用离散动态系统的形式来描述植物的生长和发育过程,包括植物生物量产生和分配,以及结构形成等,是融合植物学、数学、农业、计算机、自动...
【有关概念】GreenLab是器官尺度的植物功能结构模型(Functional-Structural Plant Model,FSPM),采用离散动态系统的形式来描述植物的生长和发育过程,包括植物生物量产生和分配,以及结构形成等,是融合植物学、数学、农业、计算机、自动化领域学科知识的通用模型。【目前研究现状】自1998年以来,基于中法合作,围绕GreenLab模型发展了包括双尺度自动机理论、分枝结构植物的参数反求方法、随机的植物功能结构模型以及理论计算、植物快速建模与可视化算法,开发了SciLab以及MatLab环境下的作物生长模拟与拟合软件,以及基于c++的面向复杂植物计算的软件。目前,GreenLab模型已应用于玉米、小麦、黄瓜、番茄、油菜、菊花、松树、枫树等具有不同特点的几十种植物,涵盖的植物类型从草本作物到复杂的树木。模型特色在于可通过观测植物的器官生物量和数量等数据,反求影响生物量产生和分配的模型内部源库参数;对于单枝或分枝结构、确定性或随机性结构,均能采用通用的器官尺度的数据进行模型校准。【本文的内容概括】本文回顾GreenLab模型的发展历程及其最新进展,介绍模型的基本概念和主要方法,包括双尺度自动机、器官序列,以及通用的植物拟合目标。详细介绍了GreenLab模型中所包含的结构模型(器官数量的计算、器官产生的随机性模拟等)、功能模型(植物和器官需求、生物量产生和分配、器官生长等),以及二者相结合进行参数反求的计算方法。【展望】随着植物表型技术的成熟和普及,GreenLab模型可用于平行农业种植系统的构建,服务植物与环境关系的深入理解,以及生产管理与控制中的智能决策支持。
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关键词
GreenLab
植物功能结构模型
离散动态模型
参数校准
平行农业系统
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职称材料
从群体到个体尺度——基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索
被引量：
3
2
作者
王秀娟
康孟珍
+1 位作者
华净
Philippe DE REFFYE
《智慧农业（中英文）》
2021年第2期77-87,共11页
作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程,空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度,时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求,切换作物模型尺度,可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中,如何从群体尺度的作物模...
作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程,空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度,时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求,切换作物模型尺度,可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中,如何从群体尺度的作物模型转入个体尺度的作物模型是本研究的内容。本研究基于四个玉米品种的两个处理(灌溉和雨养)的已有的实验数据和基于这些数据的DSSAT系统的模拟数据,校准功能结构模型GreenLab的参数,以计算结果一致为指标,探索不同空间尺度模型建立接口的方法,比较不同模型的特点。结果表明,GreenLab模型可以复现DSSAT系统的模拟数据和实际测量数据,进一步可以反演出各种器官之间生物量的分配并进行三维可视化展示。最后讨论了不同空间尺度模型结合的优势及应用领域。
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关键词
作物模型
不同尺度模型
功能结构模型
模型连接
DSSAT
GreenLab
参数估计
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职称材料
题名
GreenLab模型20余年研究回顾与展望
被引量：
1
1
作者
康孟珍
王秀娟
华净
胡包钢
王飞跃
De Reffye Philippe
机构
中国科学院自动化
研究
所复杂系统管理与控制国家重点实验室
中国科学院大学人工智能学院
北京市智能化技术与系统工程技术
研究
中心
中国科学院自动化
研究
所模式识别国家重点实验室
法国农业发展研究中心
出处
《农业大数据学报》
2021年第3期3-12,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(62076239)
中国科学院与泰国科技发展署合作研究资助项目(GJHZ2076)
中国科学院战略性先导科技专项(A类)(XDA20030102)。
文摘
【有关概念】GreenLab是器官尺度的植物功能结构模型(Functional-Structural Plant Model,FSPM),采用离散动态系统的形式来描述植物的生长和发育过程,包括植物生物量产生和分配,以及结构形成等,是融合植物学、数学、农业、计算机、自动化领域学科知识的通用模型。【目前研究现状】自1998年以来,基于中法合作,围绕GreenLab模型发展了包括双尺度自动机理论、分枝结构植物的参数反求方法、随机的植物功能结构模型以及理论计算、植物快速建模与可视化算法,开发了SciLab以及MatLab环境下的作物生长模拟与拟合软件,以及基于c++的面向复杂植物计算的软件。目前,GreenLab模型已应用于玉米、小麦、黄瓜、番茄、油菜、菊花、松树、枫树等具有不同特点的几十种植物,涵盖的植物类型从草本作物到复杂的树木。模型特色在于可通过观测植物的器官生物量和数量等数据,反求影响生物量产生和分配的模型内部源库参数;对于单枝或分枝结构、确定性或随机性结构,均能采用通用的器官尺度的数据进行模型校准。【本文的内容概括】本文回顾GreenLab模型的发展历程及其最新进展,介绍模型的基本概念和主要方法,包括双尺度自动机、器官序列,以及通用的植物拟合目标。详细介绍了GreenLab模型中所包含的结构模型(器官数量的计算、器官产生的随机性模拟等)、功能模型(植物和器官需求、生物量产生和分配、器官生长等),以及二者相结合进行参数反求的计算方法。【展望】随着植物表型技术的成熟和普及,GreenLab模型可用于平行农业种植系统的构建,服务植物与环境关系的深入理解,以及生产管理与控制中的智能决策支持。
关键词
GreenLab
植物功能结构模型
离散动态模型
参数校准
平行农业系统
Keywords
GreenLab
Functional-Structural Model
discrete dynamic model
parameter calibration
agriculture parallel system
分类号
TU205 [建筑科学—建筑设计及理论]
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职称材料
题名
从群体到个体尺度——基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索
被引量：
3
2
作者
王秀娟
康孟珍
华净
Philippe DE REFFYE
机构
中国科学院自动化
研究
所复杂系统管理与控制国家重点实验室
中国科学院大学人工智能学院
北京市智能化技术与系统工程技术
研究
中心
青岛中科慧农科技有限公司
法国农业发展研究中心
(CIRAD)植物学与植物构筑模型联合实验室(UMR AMAP)
出处
《智慧农业（中英文）》
2021年第2期77-87,共11页
基金
国家自然科学基金项目(62076239,31700315)
中国科学院与泰国科技发展署合作研究资助项目(GJHZ2076)。
文摘
作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程,空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度,时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求,切换作物模型尺度,可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中,如何从群体尺度的作物模型转入个体尺度的作物模型是本研究的内容。本研究基于四个玉米品种的两个处理(灌溉和雨养)的已有的实验数据和基于这些数据的DSSAT系统的模拟数据,校准功能结构模型GreenLab的参数,以计算结果一致为指标,探索不同空间尺度模型建立接口的方法,比较不同模型的特点。结果表明,GreenLab模型可以复现DSSAT系统的模拟数据和实际测量数据,进一步可以反演出各种器官之间生物量的分配并进行三维可视化展示。最后讨论了不同空间尺度模型结合的优势及应用领域。
关键词
作物模型
不同尺度模型
功能结构模型
模型连接
DSSAT
GreenLab
参数估计
Keywords
crop model
different model scale
functional-structural plant model
model integration
DSSAT
GreenLab
parame‐ter estimation
分类号
S184 [农业科学—农业基础科学]
S-03 [农业科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
GreenLab模型20余年研究回顾与展望
康孟珍
王秀娟
华净
胡包钢
王飞跃
De Reffye Philippe
《农业大数据学报》
2021
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
从群体到个体尺度——基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索
王秀娟
康孟珍
华净
Philippe DE REFFYE
《智慧农业（中英文）》
2021
3
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职称材料
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