虚拟植物与虚拟农业

农业信息技术复习重点农业信息技术第一章农业信息技术概述信息信息源所发出的各种信号和消息经过传递被人们所感知、接收、认识和理解的内容的统称。

1、信息技术：是获取、处理、传递、储存、使用信息的技术。

2、农业信息技术：利用信息技术对农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进行采集、存储、传递、处理和分析，为农业研究者、生产者、经营者和管理者提供资料查询、技术咨询、辅助决策和自动调控等多项服务的技术的总称。

3、农业信息技术体系：。

农业信息获取信息获取技术包括航空航天遥感技术、全球定位技术和地面各类调查和无损快速监测技术。

信息处理、信息处理技术主要包括地理信息技术提供的空间分析技术、人工智能技术和各类专业模型技术，用来对各类信息进行分析和再加工信息模拟信息模拟技术主要包括模拟模型技术、虚拟现实技术和一些辅助表达技术，用来构建仿真型和虚拟化的农业生产系统，并模拟再现作物生长过程及生产管理效应《信息控制信息控制技术主要是在信息处理和模拟预测的基础上，对农业生产系统进行科学的优化设计和管理调控，以获得最佳的系统表现和综合效益。

4、农业信息技术的作用①可以增强对农业研究对象的量化描述和认识，综合发展和集成单一农业理论与技术，并实现农业科技成果的广泛传播和推广应用。

②可以提高农业管理决策的科学性和预见性。

③促进产品市场的贸易和流通，并可以促进农村教育水平的提高。

!④改进各级农业部门综合管理和服务功能，提高农业农村经济效率和有序度，有助于农业社会化服务体系的完善。

⑤有助于农业自然资源、经济资源合理有效配置和优化利用，发展优质、高效、生态和安全农业。

5、农业信息技术的应用①农业资源和农情动态的无损化监测②农业生产的智能化决策③农作物产量与生产力的数字化预测④农业温室的自动化控制⑤精确农业的集成化示范我国农业信息技术发展现状科学研究方面1. 进行数字农业关键技术研究和产品开发，初步形成我国数字农业技术框架。

一、数据库及信息管理系统：1.农业数据库的概念：是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合（数据库）的计算机系统。

2.农业数据库的三级模式：外模式：亦称为子模式或用户模式，是数据库用户看到的数据视图，它涉及的是数据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。

模式：亦称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述，是所有用户的公共数据视图，它描述的是数据的全局逻辑结构。

内模式：亦称为存储模式，是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和方式的描述。

3.建立农业数据库的要求：安全系统全面准确4.管理信息系统概念：（Management Information Systems，MIS）是收集和加工系统管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统，是根据管理目的而建立的、有大容量数据库支持的、以数据处理为基础的计算机应用系统，可以支持事务处理、信息服务和辅助管理决策。

管理信息系统（MIS）由人、硬件和软件构成，具有信息处理、事务处理、预测、计划、控制和辅助决策的功能。

5.MIS特征：具有人-机系统、综合性和动态性3个特征。

6.农业管理信息系统概念：农业管理信息系统是收集和加工农业系统管理过程中的有关信息、为管理决策过程提供帮助的信息处理系统，可根据管理目的而建立，在数据支持下进行与农业相关的事务处理、信息服务和辅助管理决策7.数据编码概念：编码是将经过分类的数据信息用适当的数码（字符串或数值）来表示，也称代码化。

8.编码的原则：唯一性：编码和分类一一对应；可扩充性：如果将来要增添新的内容，尽量不改变原有体系而实现扩充；识别性：用户看到编码时，凭经验就可知道事物的分类，并和其他事物产生对比、联想；简单性：完整性：综合性的信息系统涉及的面很广，应全面考虑有关的信息类型与分类，防止顾此失彼。

二、农业专家系统：9.专家系统及农业专家系统的概念专家系统（ES，Expert System）是一个智能程序，它能对那些需要专家知识才能解决的应用难题，提供相关领域权威专家水平的解答。

VR技术在农业科普中的应用VR技术是一种虚拟现实技术，它为用户提供了一种仿真的体验，使得用户可以在现实世界之外进入虚拟世界。

在农业科普中，VR技术可以用来展示不同的场景，让用户更加直观地了解农业方面的知识。

本文将围绕着VR技术在农业科普中的应用展开讨论，分别从农业教育、农业技术、农业生产、农业市场几个方面进行探究。

一、农业教育方面VR技术可以为农业教育提供丰富、生动的资源，帮助学生更好地掌握农业知识。

通过VR技术，学生可以进行虚拟实验，了解植物、动物的生长变化过程。

同时，VR技术还可以提供丰富的现场模拟体验，如农田管护、农产品加工等，让学生在模拟环境中探索农业知识，提高其学习兴趣和学习效果。

二、农业技术方面VR技术为农业技术创新提供了新的手段和思路。

在农业生产中，VR技术可以为农业科研人员提供可视化、交互式的技术支持，协助其更好地了解和处理农业数据。

同时，VR技术还可以模拟不同的气候和土壤情况，帮助农业技术人员进行优化种植方案，从而提高农产品的品质和产量。

三、农业生产方面VR技术可以为农业生产提供更加科学的支持和帮助。

在农业生产过程中，VR技术可以为农民提供可视化和多方位的数据走势，实时了解农产品价格、市场供求关系等信息。

同时，VR技术还可以为农民提供全景式的农业生产技术培训服务，帮助其了解农作物种植、病虫害防治、农产品的贮存和售卖等知识，提高其生产技能和市场竞争力。

四、农业市场方面VR技术可以为农业市场营销提供更加直观和真实的展现手段。

通过VR技术，农业市场营销人员可以进行全景式的展现推广，让消费者身临其境地了解农产品的生产和加工过程，并根据观众反馈调整营销策略。

同时，VR技术还可以为消费者提供智慧型的购物体验，让消费者在虚拟现实环境中直观体验农产品的品质和特色，增加消费者购买的信心和满意度。

总结：VR技术在农业科普中的应用，能够向用户提供丰富、生动的资源，全方位地展现并推广农业知识和技术，进而提高农业生产的效率和品质，促进农业市场的发展和创新。

基于虚拟现实技术的植物生长模拟与效果展示研究植物生长与发展是自然界中最为复杂和奇妙的过程之一。

随着人类对自然界的研究日益深入，对植物的生长模式和机理的研究也越发重要。

基于虚拟现实技术的植物生长模拟与效果展示是一种创新的研究方法，可以让我们更加深入地理解植物的生长过程，并通过虚拟场景展示出植物生长的效果。

虚拟现实技术是一种利用计算机和传感器等技术，将人们置身于虚构的环境中，并与之进行交互的技术手段。

植物生长模拟就利用了虚拟现实技术中的计算机图形学和交互技术，对植物的生长进行模拟和展示。

通过利用计算机图形学技术，可以模拟出植物在不同环境条件下的生长过程，包括植物的根系、茎、叶片等器官的形态变化和运动规律。

同时，通过交互技术，用户可以与虚拟植物进行互动，触发植物的生长过程，观察其生长的效果。

虚拟现实技术在植物生长模拟与效果展示研究中的应用有很多。

首先，它可以帮助科研人员更好地理解植物的生长机理。

通过模拟和展示不同环境条件下植物的生长过程，科研人员可以观察到植物在不同阶段的生长速率、形态变化及生理代谢等。

这对于研究植物的生长规律和机制非常有帮助，有助于揭示植物适应不同环境的生长策略和调控机制。

其次，虚拟现实技术可以在教育领域中起到重要的作用。

通过虚拟现实技术展示植物的生长过程，可以使学生更加直观地了解植物的结构和生长规律。

在传统的教学中，学生只能通过书本和图片来学习植物的生长，而使用虚拟现实技术可以使学生仿佛置身于植物世界中，身临其境地观察植物的生长过程。

这种互动式的学习方式可以激发学生的主动性和创造力，提高他们对植物科学的兴趣和理解。

此外，基于虚拟现实技术的植物生长模拟与效果展示还可以在景观设计和农业生产中发挥重要作用。

在景观设计中，设计师可以利用虚拟现实技术模拟和展示不同类型的植物在不同场景下的生长效果，以便更好地规划和设计景观。

在农业生产中，农民可以使用虚拟现实技术模拟和预测植物的生长情况，根据实际需求进行种植和管理，提高农作物的产量和质量。

虚拟现实技术在农业领域的应用研究虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术是一种通过计算机生成的模拟环境，能够为用户提供沉浸式、身临其境的体验。

近年来，虚拟现实技术在游戏、娱乐、医疗等领域取得了广泛的应用，然而，它也逐渐进入到农业领域，为农业生产和科研带来了新的机会和挑战。

本文将主要从虚拟现实技术在农业教育、农田管理和农作物研发等方面展开讨论。

【一】农业教育虚拟现实技术在农业教育中的应用能够帮助学生更加直观地了解农业生产的过程和技术。

通过虚拟现实技术，学生可以身临其境地进入农田、农业工厂等场景，观察和参与各种农业操作。

例如，学生可以通过虚拟现实眼镜，亲身感受实际的农田作业，了解播种、灌溉、收割等农业操作的步骤和方法。

此外，虚拟现实技术还可以模拟各种天气和气候条件，帮助学生了解不同环境条件下农作物的生长发育规律，提高他们的实践操作技能。

【二】农田管理虚拟现实技术在农田管理中的应用主要体现在农田规划、农业设施建设和病虫害监测等方面。

通过虚拟现实技术，农民、农业技术人员可以在计算机虚拟环境中对农田进行规划和设计，模拟不同种植方案的效果。

同时，虚拟现实技术也可以辅助农田建设，帮助农民选择最佳的设施建设方案，并进行实时的监测和管理。

此外，虚拟现实技术还可以通过传感器和摄像头等设备对农田进行实时监测，实现对病虫害的及时预警和控制。

【三】农作物研发虚拟现实技术在农作物研发中的应用可以帮助科研人员更加有效地进行品种改良和新品种培育。

通过虚拟现实技术，科研人员可以利用计算机模拟不同品种在不同环境条件下的生长情况，预测和分析产量、品质等指标。

此外，虚拟现实技术还可以模拟不同生长过程中的一系列问题和挑战，如病虫害、干旱、虫害等，帮助科研人员进行风险评估和防控策略的设计。

通过虚拟现实技术，农作物研发的效率和成本都能得到明显提高。

【四】挑战与未来展望虚拟现实技术在农业领域的应用虽然具有巨大的潜力，但也面临着一些挑战。

规律的技术，是统计学、数据库技术和人工智能技术的综合。

4、三网合一：即广电网、电信网、互联网合一，强调信息传播渠道的整合，通过建立农业综合信息服务平台，充分利用现有软硬件基础设施，将各种信息通过不同渠道传递给不同用户。

6、半结构化决策：在决策过程中所涉及到的数据不确定或不完整，虽有一定的决策准则，也可以建立适当的模型来产生决策方案，但决策准则因决策者的不同而不同，不能从这些决策方案中得到最优化的解，只能得到相对优化的解。

简答1金农工程内容：一是网络的控制管理和信息交换服务，包括与其它涉农系统的信息交换与共享；二是建立和维护国家级农业数据库群及其应用系统；三是协调制定统一的信息米集、发布的标准规范，对区域中心、行业中心实施技术指导和管理；四是组织农业现代化信息服务及促进各类计算机应用系统，如专家系统、地理信息系统、卫星遥感信息系统的开发和应用。

金农工程系统结构的基础是国家重点农业县、大中型农产品市一，强调三种信息载体的有机结合、优势互补、互联互通。

5、结构化决策：是指对某一决策过程的环境及规则，能用确定的模型或语言描述，以适当的方法产生决策方案，并能从多种方案中选择最优的决策。

7、非结构化决策：指那些决策过程复杂,其决策过程和决策方法没有固定的规律可以遵循，没有固定的决策规则和通用模型可依，决策者的主观行为（学识、经验、直觉、判断力、洞察力、个人偏好和决策风格等）对各阶段的决策效果有相当影响。

3简答决策支持系统的结构？三角式结构-两库结构：是由数据库、模型库等子系统与对话子系统成三角形分布的结构，也是DSS 最基本的结构；3库系统结构：是由数据库、模型库和方法库等子系统与对话子系统形成的结构；四库系统结构；是由数据库、模型库、方法库和知识库等子系统与对话子系统形成的结构；4.简述农业信息化的内涵？农业信息化是指利用现代信息技术和信息系统为农业产供销及相关的管理和服务提供有效的信息结合自己的专业论述信息技术的作用信息技术是获取、处理、传递、存储、使用信息的技术，是能够扩展人们的信息功能的技术。

目录摘要 ....................................................................................................................................................1 文献综述.........................................................................................................................................1.1 国内研究现状.....................................................................................................................1.1.1 虚拟农业技术的国内研究概况.............................................................................1.1.2 虚拟植物的国内研究现状.....................................................................................1.2 国外研究现状.....................................................................................................................1.2.1 虚拟农业技术的国外研究概况.............................................................................1.2.2 虚拟植物的国外研究概况.....................................................................................1.3 研究目的与意义.................................................................................................................2 技术路线与关键技术.....................................................................................................................2.1 技术路线.............................................................................................................................2.1 关键技术方法.....................................................................................................................2.1.1 小麦植株点云数据预处理.....................................................................................2.1.2 虚拟场景的可视化处理.........................................................................................3 面向沉浸感的小麦三维形态可视化系统设计.............................................................................3.1系统设计原则......................................................................................................................3.2 系统结构设计.....................................................................................................................3.2.1 小麦植株生育期的点云重构.................................................................................3.2.1.1 小麦植株苗期的点云重构.........................................................................3.2.1.2 小麦植株冬前分蘖期的点云重构.............................................................3.2.1.3 小麦植株越冬期的点云重构.....................................................................3.2.1.4 小麦植株返青拔节期点云重构.................................................................3.2.2 小麦生长场景三维点云模型重构.........................................................................3.2.2.1 地面三维激光扫描点云数据.....................................................................3.2.2.2 生长场景的模型重构方法.........................................................................3.2.2.3 构建模型.....................................................................................................3.2.3 基于HTC·vive设备的沉浸与人机交互处理 .....................................................3.2.3.1 沉浸式环境下的处理.................................................................................3.2.3.2 交互设计的实现.........................................................................................3.2.3.3 小麦生长场景的漫游.................................................................................3.2.3.3 VR场景渲染技术........................................................................................3.3 系统功能设计.....................................................................................................................4 面向沉浸感的小麦三维形态可视化系统开发与实现.................................................................4.1 系统开发环境与工具.........................................................................................................4.2 系统实现及效果.................................................................................................................4.2.1 场景实现.................................................................................................................4.2.2 交互模块的实现.....................................................................................................4.2.3 系统测试与优化.....................................................................................................5 总结与展望.....................................................................................................................................5.1 总结.....................................................................................................................................5.2 展望..................................................................................................................................... 参考文献.............................................................................................................................................摘要当前，针对VR技术和农业信息化的研究有以下三种热门话题：小麦可视化三维形状重构、人机交互以及沉浸式虚拟场景构建。

农业信息技术?课程教学标准Ⅰ、本课程的地位与作用农业信息技术是以农业科学的全然理论为根底，以农业生产活动信息为对象，以信息技术为支撑，进行农业信息采集、处理、分析、存储、传输等具有明确时空尺度和定位含义的农业信息治理与决策，以揭示和掌握农业生产活动信息的变化规律。

其要紧包括以农业远感、地理信息系统和全球定位系统为核心的空间信息处理技术以及数据库、人工智能、模拟模型、虚拟现实、网络技术等电子信息处理技术。

农业信息技术是农学〔农业信息技术〕专业必修的一门重要的专业选修课〔学位课〕。

Ⅱ、本课程的教学目标通过本课程的教学，总的目的和要求是使学生：〔1〕了解农业信息技术的全然内涵、要紧研究内容及开展趋势。

〔2〕了解农业数据库、农业模拟模型、虚拟农业及治理信息系统、决策支持系统、专家系统、农业信息效劳系统的概念、特征与功能及研制过程与方法。

〔3〕了解精确农业的概念与特征、支持技术及实施过程，重点掌握远感、地理信息系统、全球定位系统、机器视觉技术农业应用的原理与方法。

〔4〕理解农业信息技术是重要的专业选修课，是对计算机根底、程序设计语言、软件工程以及耕作、栽培、遗传育种等农学类先修课程的一个综合与提升。

〔5〕理解农业信息技术是一门实践性特别强的硬技术，通过实验教学，使学生掌握农业信息系统的程序设计、模型构建、开发实现的全然方法和全然技能，培养学生发现咨询题、分析咨询题与解决咨询题的能力。

Ⅲ、本课程的教学全然要求和内容第一章农业信息学根底〔制定人：高辉〕1.1教学全然要求〔1〕了解农业信息学的开展背景与形成过程，掌握农业信息学的定义、内涵与全然特征；〔2〕知晓农业信息学研究的要害技术；〔3〕了解农业信息学的地位与作用。

1.2教学全然内容第一节农业信息学的形成信息的定义；农业信息学的形成；数字农业的定义。

知识点：1、信息是客瞧实体运动状态和运动过程的抽象描述；2、信息、物质和能量已成为共同构成客瞧世界的三大要素；3、微型计算机和互联网的广泛应用，以及远感、地理信息系统、全球定位系统和治理信息系统、决策支持系统、专家系统等nS技术的开展，为农业生产治理的现代化和信息化提供了新的方法和手段，也为农业产业的技术改造和提高注进了新的活力。

虚拟植物模型的原理和应用1. 虚拟植物模型的概述•虚拟植物模型是一种计算机生成的模拟植物的方法，通过数学算法模拟植物的形态、生长和发展过程。

•虚拟植物模型可以用来研究植物的生长规律、优化农业种植方式、设计景观、进行影视特效等领域。

2. 虚拟植物模型的原理2.1 植物生长算法•虚拟植物模型基于植物的生长规律和形态特征，使用一些数学算法来模拟植物的生长过程。

•常用的植物生长算法包括L-系统、物理模拟和基于规则的模型等。

2.2 L-系统•L-系统是一种基于字符串替换的形式文法，被广泛用于模拟植物的分枝和分叶过程。

•L-系统的基本思想是通过不断地对字符串进行替换，生成一个描述植物形态的字符串序列。

2.3 物理模拟•物理模拟是一种基于物理规律的模拟方法，可以模拟植物的生长过程中的力学和生物力学行为。

•物理模拟可以根据植物的力学特性模拟植物的弯曲、拉伸、压缩等行为，以及叶片的伸展和摆动等行为。

2.4 基于规则的模型•基于规则的模型是一种根据植物的生长规则，通过一些逻辑规则来模拟植物的生长过程。

•基于规则的模型可以根据植物的发育阶段、环境因素等来调整植物的生长方向、分支形态、叶片形状等特征。

3. 虚拟植物模型的应用3.1 农业种植优化•虚拟植物模型可以模拟不同种植方式下植物的生长情况，帮助农民优化种植策略，提高产量和品质。

•通过模拟植物的水分、光照、温度等生长环境条件，可以预测不同环境下植物的生长状况，指导农民的种植决策。

3.2 景观设计•虚拟植物模型可以模拟不同植物在特定环境下的生长情况，帮助景观设计师进行植物选择和布局规划。

•通过模拟植物的生长过程和形态特征，可以生成逼真的虚拟植物模型，帮助人们更好地了解和展示植物的魅力。

3.3 影视特效与游戏设计•虚拟植物模型在影视特效和游戏设计中有广泛的应用。

•虚拟植物模型可以用来创建奇幻、科幻世界中的植物，增强影视特效的真实感和视觉效果。

•在游戏设计中，虚拟植物模型可以模拟植物的生长和变化过程，为玩家提供更丰富的游戏体验。