探析园艺植物可视化的研究现状

冷风雪　毛宏健

摘要：园艺植物可视化的研究从数字化、信息化、科学化的水准出发，尤其是在数字领域，通过对不同植物结构模型的研究，大幅度的提高园艺植物几何模型的真实感，将数字植物引入到园艺植物可视化研究的范畴，构建园艺植物群体结构，为农业场景制作提供技术手段，为蔬菜栽培、花卉种植管理等提供虚拟平台软件工具，更好、更快的推动园艺植物可视化的快速发展。本文对园艺植物可视化的研究现状进行了探究。

关键词：园艺植物；可视化技术；应用

引言：数据可视化借助于计算机的快速处理能力，并结合计算机图形图像学方面的技术，能够把海量的数据以图形、图像或者动画等多种可视化形式更加友好的展现给人们。可视技术应用于园艺植物，在当前还处于初步探索阶段，属于新兴研究领域，主要分为几个部分：园林设计、园林植物疾病管理与控制和园林植物产量预测等，对我国的园林建设起到很大的促进作用。在文章中，对当前我国园艺植物可视化的研究现状进行了分析，并对其中计算机及图像处理等相关新技术的应用进行了探讨，提出了园艺植物可视化的研究方向。

1园艺植物可视化相关技术探讨

1.1参数化建模技术？

在当前园艺可视化技术应用过程中，利用参数化建模技术，可以利用植物的三维结构形态，采集到不同植物的结构形态和参数数据，然后运用植物学中的拓扑规律进行相关的研究，通过这些研究，我们可以了解到各种植物的内部器官形态、大小和基因等方面的信息，然后再依据这些参数对我们需要进行研究的植物或结构快速建模，并且结合植物交互式设计方法，对植物的花朵、叶子、果实等进行可视化分析。

1.2园艺植物形态建模？

园艺植物可视化的另外一个方面主要是几何形态的模拟研究，不同植物的形态都不尽相同并且较为复杂，以茎部为例，花卉植物与蔬菜植物的品种就有一定的差异，在可视化建模过程中，要重视各个器官的精细建模与仿真，其中常见的园艺植物形态建模方法有以下几种：参数化建模、基于图像的三维重建以及基于三维测量数据的重建方法等。

1.3基于图像的三维重建

这种方式一直是计算机领域进行图形研究的热点问题之一，由于这种方式截取的数据较为方便，获得的信息量较广，在植物几何建模领域受到广泛运用，其主要的研究对象是依据单副图像以及视频等相关因素模拟物体，这种技术的核心部分在于分析物体多视角下的轮廓图像，通过分析物体的多视角图像的亮度特征的一致性关系，恢复物体的表面，从而得到植物几何模型基于亮度的模型。

1.4基于测量数据的三维重建

在植物几何建模中，常规数据非常耗时，数据的精准度也达不到相关要求，最终生成的模型与实际植物之间的差距也非常大，但随着三维测量技术硬件的应用，相关专家已经将这种技术运用到植物几何建模中来，在三维测量数据的获取中，主要运用的设备有数字化仪以及三维扫描仪，通过运用这种仪器能够获取植物生长过程中一些动态信息，并且通过采取一些相关数据，利用数据与信息来建立植株的形态模型，最终实现植物的可视化。

2当前我国园艺植物可视化发展分析

2.1交互式设计在园艺植物可视化中的应用？

交互式设计所起到的作用就是，让设计出来的产品在用户使用的时候更加方便、操作简单。将交互式设计方法应用于园艺植物可视化技术的实现中，可以使园艺植物模型的建立更加简单，易于操作，意义重大，也是交互式设计很好的应用，同时也满足了园艺植物建模对于软件设计的需求。在园艺植物管理中，充分利用所采集到的植物各参数，对植物资源进行合理配置，提供引导式的操作界面，对植物管理中节间的数量、植物的分枝情况进行合理的设定，系统通过这些设定好的参数自动模拟植物的初始生长结构，同时，操作人员还可以对其进行交互式的调整，帮助操作人员模拟出植物的生长形态。在对植物建模之后，可以通过花卉图的建立，运用融合算法，得到植物花朵排列模型，达到对园艺植物进行可视化管理的目的。？

2.2三维立体技术在园艺植物可视化中的应用？

三维立体技术是利用现代计算机技术，通过专业的三维立体制图软件，模拟出立体的图形，形象的展现在我们的面前。应用于园艺植物可视化模拟中，可以增加可视化的真实性，把各种复杂的植物结构通过立体模型的方式表现出来，这其中包括对植物结构细节的展示、纹理结构的表现等。三维立体技术在园艺植物可视化技术中，主要从植物的各种图片中采集到颜色纹理、凹凸纹理和过程纹理等信息，并对图片进行处理，通过三维立体技术将植物以三维立体的形式表现出来，根据立体的要求，对其中的缺陷进行修复，将曲面中的所有小四边形网格对应进行贴图，将各种纹理特征真实的表现出来。通过三维立体技术的应用，结合建模技术可以真实的将植物的立体形态形象的展现在我们面前，以利于对园艺植物的管理。

2.3园艺植物可视化的应用前景

在现阶段，计算机技术、信息化技术、图像处理技术等都得到很大发展，并且应用也越来越广泛。由于园艺植物可视化技术是近年来才逐渐兴起的，因此在技术应用方面还普遍存在一些问题，对于当前的可视化技術的研究和人们的期望之间还具有相当大差距。比如，我们希望可能通过模型估产技术，实现对温度、CO₂浓度、降水等影响园艺植物生长情况的预测，但是在实际应用中，还满足不了人们的愿望，当前园艺植物模型还只是停留在建模阶段，还有待于人们去开发、研究，这也是园艺植物可视化技术发展的重要方向。

3结语

园艺植物可视化主要是通过现代计算机技术、信息化技术、三维立体技术等来实现的，目前尚处于初级阶段。运用可视化技术对园艺植物进行建模，可以将植物形态真实的展现在我们的面前，实现对植物群体结构、园艺植物的有效管理，为园艺植物栽培、花卉种植提供可视化的管理，更好的推动我国园艺事业的发展。