研究目的
研究不同几何与拓扑结构对光照分布的影响,以揭示枇杷树中具有高光截获率的合理树体结构。
研究成果
研究表明,枇杷树冠实现最佳光截获的条件是:二级骨干枝与主干夹角约为15°,且各二级骨干枝之间夹角保持在60至90°范围内。该结论为提升光照效率和光合作用的树体结构设计提供了依据。
研究不足
建模过程要求用户具备计算机和植物学知识,由于精确冠层测量的技术限制,光截获测量缺乏实地验证。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用三维(3D)冠层模型探究枇杷树分枝角度与光截获的关系。方法包括构建精细3D模型、交互式整形修剪,以及结合LSTree软件运用辐射度算法和修正矩形双曲线模型模拟光照分布。
2:样本选择与数据来源:
2016年1月18-22日在中国福建省云霄县对"早钟6号"枇杷进行树体结构参数测量,数据包含树高、冠幅直径、分枝角度及叶面积,采集工具包括卷尺和手持式结构光扫描仪。
3:实验设备与材料清单:
设备含卷尺、直尺、量角器及手持式结构光扫描仪(Artec Eva)。软件使用LSTree、OpenGL及Artec Studio9.1进行数据处理。
4:1进行数据处理。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过参数化L系统规则和点云数据构建3D模型,交互式编辑实现整形修剪,采用辐射度算法模拟PAR分布,运用指定模型计算STAR和Pn值。
5:数据分析方法:
基于模拟数据计算STAR、PAR和Pn值,采用统计方法评估光截获效率,并将几何参数与光截获指标进行相关性分析。
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获取完整内容-
structured light scanner
Artec Eva
Artec
Capturing point cloud data of loquat canopy organs for 3D model construction
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software
LSTree
3D individual-tree modeling, integrated with OpenGL shadow technique, radiosity model, and modified rectangular hyperbola model for light distribution simulation
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software
Artec Studio9.1
Artec
Preprocessing point cloud data for fusion and noise removal in 3D organ modeling
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tape measure
Measuring tree height, crown diameter, and other morphological parameters in the field
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ruler
Measuring shoot lengths and thicknesses in the field
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protractor
Measuring angles between branches and other structural parameters in the field
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