[发明专利]一种果树冠层光合量模拟计算方法及果树剪枝模拟系统

权利要求书

1.一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将果树三维模型中各叶片进行面片化；

S2、对果树冠层进行初步分区，以得到由果树冠层顶部到底部的多个果树冠层初始分区；

S3、基于各果树冠层初始分区中的面片占总面片数量的占比X，对各果树冠层初始分区进行重分区，以得到各果树冠层初始分区各自对应的多个果树冠层子分区；

S4、模拟光线照射果树三维模型；

S5、获取光线对各果树冠层子分区的照射情况；

S6、获取各存在光线照射的果树冠层子分区内的各面片的照射情况；

S7、基于存在光线照射的果树冠层子分区内的各面片的照射情况，计算得到果树冠层的总接收光强，并基于总接收光强计算得到冠层的潜在光合量。

2.根据权利要求1所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，步骤S2中，对果树冠层进行初步分区，以得到由果树冠层顶部到底部的上果树冠层初始分区、中果树冠层初始分区、下果树冠层初始分区，所述上果树冠层初始分区、中果树冠层初始分区、下果树冠层初始分区的高度相等。

3.根据权利要求2所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，步骤S3中：

若X＞第一预设值，则将该果树冠层初始分区重分区为各果树冠层子分区内面片数均不大于第三预设值为止；

若X＜第二预设值，则将该果树冠层初始分区重分区为各果树冠层子分区内面片数均不大于第四预设值为止；

若第一预设值≥X≥第二预设值，则将该果树冠层初始分区重分区为各果树冠层子分区内面片数均不大于第五预设值为止；

其中，第一预设值＞第二预设值，第四预设值＞第五预设值＞第三预设值。

4.根据权利要求3所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，第一预设值设为50％，第二预设值设为10％，第三预设值为1，第四预设值为10，第五预设值为3。

5.根据权利要求1所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，步骤S4中，包括步骤：

S4.1、在果树顶部设置一光线发射面，并在光线发射面上随机设置多个发射原点；

S4.2、采用混沌映射以产生多组发射原点，并形成初始发射原点数组；

S4.3、采用线性同余发生器产生一个随机数；

S4.4、基于该随机数以及初始发射原点数组，计算得到更新后发射原点数组；

S4.5、采用混沌映射，并基于更新后发射原点数组得到最终发射原点数组；

S4.6、基于设置的光线发射方向、最终发射原点数组模拟光线照射果树三维模型。

6.根据权利要求5所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于：

步骤S4.1中：

在果树顶部设置一光线发射面，并将光线发射面均分为多个网格，并分别在各个网格上随机设置多个发射原点；

S4.2中：

采用混沌映射针对每个网格均产生一组发射原点，并将多组发射原点形成初始发射原点数组。

7.根据权利要求5所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，步骤S4.1中，所述光线发射面平行于水平面设置。

8.根据权利要求1所述的一种果树冠层光合量模拟计算方法，其特征在于，冠层的潜在光合量A的计算公式为：

其中，α表示量子产量，Q表示果树冠层的总接收光强，A_m表示最大光合速率，R_d表示暗呼吸速率，Θ表示用于控制光响应曲线形状的控制参数。