Mini专题｜农业模型

Mini专题4：农业模型

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诸叶平, 李世娟, 李书钦. 作物生长过程模拟模型与形态三维可视化关键技术研究[J]. 智慧农业, 2019, 1(1): 53-66.   

ZHU Yeping, LI Shijuan, LI Shuqin. Research on key technologies of crop growth process simulation model and morphological 3D visualization[J]. Smart Agriculture, 2019, 1(1): 53-66. (in Chinese with English abstract)

摘要：针对作物产量形成、品种适应性分析的数字化解析和可视化表达需求，本研究以提高作物模拟模型的时效性、 协同性和真实感为目标，结合物联网技术与作物模拟模型，进行了田间数据实时采集；应用多智能体技术进行了作物协同模拟方法研究与框架设计；开展了作物生长过程模拟模型及基于作物模型的形态三维可视化关键技术研究。以小麦作物为例，进行了田间试验，阐述了小麦三维形态模拟可视化系统的设计实现并进行了试验验证；构建了Logistic方程模拟小麦叶长、 最大叶宽、 叶片高度、 株高等的生长变化，采用基于曲线、曲面的参数化建模方法和3D图形库OpenGL构造了小麦器官几何模型。结果表明小麦叶长、 最大叶宽、 叶片高度和株高模拟模型R2 值在0.772～0.999之间，回归方程的值在10.153～4359.236之间，且Sig.小于显著水平0.05，模型显著性较好，模型的拟合度较高。本研究将作物模拟模型结果和形态结构模型有效结合，实现了以小麦为代表的作物在不同管理措施条件下的生长过程形态三维可视化表达，为作物生产数字化系统应用提供了更有效的途径，该技术体系与方法同样适用于玉米、 水稻等作物。

关键词：作物模拟模型；生长过程数字化；形态可视化；Agent技术；三维

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曹宏鑫, 葛道阔, 张文宇, 张伟欣, 曹静, 梁万杰, 宣守丽, 刘岩, 吴茜, 孙传亮, 张玲玲, 夏吉安, 刘永霞, 陈昱利, 岳延滨, 张智优, 万倩, 潘月, 韩旭杰, 吴菲. 农业模型发展分析及应用案例[J]. 智慧农业（中英文）, 2020,2(1): 147-162.

CAO Hongxin, GE Daokuo, ZHANG Wenyu, ZHANG Weixin, CAO Jing, LIANG Wanjie, XUAN Shouli, LIU Yan, WU Qian,  SUN Chuanliang, ZHANG Lingling, XIA Ji'an, LIU Yongxia, CHEN Yuli, YUE Yanbin, ZHANG Zhiyou, WAN Qian, PAN Yue, HAN Xujie, WU Fei.  Developmental analysis and application examples for agricultural models[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(1): 147-162. (in Chinese with English abstract)

摘要：农业模型、农业人工智能及数据分析等技术贯穿于智慧农业的信息感知、信息传输、信息处理与控制全过程，是智慧农业的核心技术。为进一步明晰农业模型的内涵和作用，促进农业模型进一步研究及应用，推动智慧农业健康、稳定和可持续发展，本研究采用系统分析、比较及关系框图等方法，分析了农业模型的内涵，阐述了农业模型和智慧农业要素与过程的关系，明确了农业模型的作用并附以应用案例，比较了农业模型的国内外重要发展动态与趋势。国内外农业模型研究与应用重要进展比较表明，农业模型研究应用需要考虑农业生物要素的4个水平、农业环境要素的6个尺度、农业技术与农业经济要素的6个层次并采用相应方法进行，农业模型环境要素空间多尺度研究应用有较大发展潜力；农业模型与分子遗传学、感知技术及人工智能技术结合，农业模型研究应用的公私有组织协作，粮食安全挑战将成为农业模型进一步发展的重要推动力，且需更注重将各种农业系统模拟、数据库、和谐性与开放数据及决策支持系统相连接。中国农业模型研究与应用已形成具有中国特色的作物模型系列，也融入农业模型的互比较与改进、智慧农业等世界潮流，需要抢抓机遇，加快发展。农业模型是农业系统要素内及要素间关系的定量化表达，是农业科学定量与综合的重要方法，具有认识论价值，它与感知技术的结合可以在智慧农业数据获取与处理中发挥不可或缺的作用，成为信息农业技术落地应用的重要桥梁和纽带。

关键词：农业模型；模型分类；生物模型；环境模型；技术模型；经济模型；应用案例；智慧农业

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