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利用三维模型估算植物光截获和光合作用

利用三维模型估算植物光截获和光合作用

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:植物表型资讯
  • 发布时间:2020-09-19 06:10
  • 访问量:

【概要描述】本研究旨在分析和比较三维结构模型的精度对光截获和光合作用的影响

利用三维模型估算植物光截获和光合作用

【概要描述】本研究旨在分析和比较三维结构模型的精度对光截获和光合作用的影响

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植物结构是影响其光截获和光合作用的重要因素。植物表面的光截获可以通过三维植物模型和光学模拟进行分析,但其精度直接受到三维模型结构精度的影响。本研究旨在分析和比较三维结构模型的精度对光截获和光合作用的影响。

 

 植物三维扫描到光合作用分析的工作流程

 

本研究建立了不同结构精度的三维扫描植物模型,分析了单叶和全株尺度下的光截获率和光合速率。与具有高结构精度的三维扫描模型相比,低精度模型高估了植物光截获和光合速率。在单叶尺度下,由于叶片表面曲率较高而产生的自阴影导致了低精度模型光截获率高于三维扫描模型。在全株尺度下,在上部冠层的光照强度为700~2000μmol m−2s−1时,低精度模型的光截获率和光合速率分别比三维扫描模型高18%和45%~58%。

 

甜椒植物的参数重构过程和保真度分析:甜椒的原始3D扫描网格(a),重构的参数模型(b)以及网格和参数模型的几何公差(c)。几何公差是指原始网格和参数模型之间的误差

 

综上所述,三维扫描植物模型可以通过光学模拟精确地估计植物光截获率和光合速率。该方法有助于准确分析植物光环境、植物生理响应和植物生长模型。

 

全植物3×3各向同性排列内光强度的空间分布:上部冠层在2000μmolm-2 s-1的光强度下的扫描参数模型(SPM,a)和低曲率参数模型(LPM,b)

 

来源:

Kim D, Kang W H, Hwang I, et al. Use of structurally-accurate 3D plant models for estimating light interception and photosynthesis of sweet pepper (Capsicum annuum) plants. Computers and Electronics in Agriculture. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105689.

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