[發(fā)明專利]一種基于冠層光分布模擬的樹木剪枝優(yōu)化方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510030735.3 | 申請日： | 2015-01-21 |
| 公開（公告）號： | CN104620879B | 公開（公告）日： | 2017-04-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王浩宇;康孟珍;華凈;王飛躍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院自動化研究所 |
| 主分類號： | A01G7/06 | 分類號： | A01G7/06;A01G17/00 |
| 代理公司： | 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11482 | 代理人： | 宋寶庫 |
| 地址： | 100080 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 冠層光 分布 模擬 樹木 剪枝 優(yōu)化 方法 | ||
1.一種基于冠層光分布模擬的樹木剪枝優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，獲取具有三維形態(tài)結(jié)構(gòu)的樹木模型；
步驟2，構(gòu)建樹木冠層：根據(jù)給定的種植密度和地理位置放置樹木模型，形成一個樹木群體；
步驟3，建立光環(huán)境：建立樹木冠層內(nèi)的光的傳播環(huán)境；
步驟4，模擬不同的剪枝方案進行剪枝，計算剪枝后樹木冠層除樹枝外其他部分的光強之和E，E的大小和剪枝方案的優(yōu)劣成正比。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
步驟4中模擬剪枝方案的方法為：錄入樹木枝條的修剪類型；樹木冠層中每一根樹枝均任選一種修剪類型，生成一項修剪方案；所有不同的修剪方案組成方案集；
步驟4中采用序優(yōu)化算法從方案集中選出優(yōu)化的方案。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用序優(yōu)化算法從方案集中選出優(yōu)化的方案的方法包括以下步驟：
步驟41，從剪枝的方案集中隨機選出N個設(shè)計作為待選擇方案；
步驟42，定義G為足夠好子集，其大小為g；S為選出方案的集合即選擇子集，其大小為s，足夠好子集G和選擇子集S的交集至少有k個元素相匹配；設(shè)定g和k的值；
步驟43，采用粗略模型評估實現(xiàn)方案集中各方案依照光強之和E的大小排序；
步驟44，構(gòu)建OPC曲線，計算滿足置信概率概率為Pr{|G∩S|≥k}≥0.95的s值；
步驟45，選擇前s個光強之和E最大的方案為最優(yōu)方案。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述粗略模型評估是光強之和E為最大作為目標值的。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述光強之和E的計算方法為：定義樹木冠層中每個葉子、節(jié)間、花朵、果實、芽均為一個采光單元，所有采光單元與樹枝構(gòu)成了整個樹木冠層；通過光子映射的方法估算各個采光單元上的光強EL；將EL通過公式轉(zhuǎn)換為冠層內(nèi)各個采光單元截取的絕對光強EB，其中為相對光強中的最大值，τmax和τmin分別為樹木冠層內(nèi)外的最大絕對光強和最小絕對光強；光強之和E為其中n為采光單元的個數(shù)。
6.依據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述三維形態(tài)結(jié)構(gòu)的樹木模型通過三維數(shù)字化儀器得到，或基于圖像的方法進行靜態(tài)的三維重建得到，或植物模型動態(tài)生成得到。
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