生理驱动的叶片生长变形算法

提出一种利用反馈控制系统实现生理参数多尺度变化从而驱动叶片生长变形的算法。首先采用二维层次自动机产生植物各器官的分枝结构,通过内部扰动函数实现生理参数与植物生长刺激的互动。其次植物生长刺激在实现了对外部环境参数的影响的同时也修改各器官内部的细节,外部环境参数的变化反过来又对器官分枝结构实现了剪枝。然后在渠化管网假设基础上利用反应-扩散原理实现叶脉纹理的变化,最后通过可控网格面的卷曲和扭曲实现叶片的三维形变。仿真实验表明本方法能够较好的模拟植物叶片的纹理和形状随生理参数改变而变化的过程,能满足虚拟农业实验室植物器官动态展示的需求。     

一个自适应的植物枝干重建方法

植物的真实感建模在真实场景绘制、3D游戏、农林业研究等方面都发挥着重要的作用.由于植物形态结构的复杂性和多样性,大部分植物的真实感模型的精确重建方法的计算复杂度较高.提出一种从植物枝干的三维扫描数据中重建植物枝干结构的方法,该方法可以依据植物枝干结构自适应的调整计算精度,从而在保证精度的同时大大降低计算复杂度.首先将植物枝干的三维扫描数据分割成长度相等的几个段,并分别对每段进行初始聚类；然后自适应的对包含分叉结构的聚类进行迭代细分以形成更符合植物枝干结构的聚类；最后,提取枝干骨架并形成最终的表面网格模型.实验结果表明,该方法具有较高的效率,并且能够重建出比较接近植物真实枝干结构的模型.     

基于动态贝叶斯网络的虚拟盆景仿真研究

虚拟植物盆景仿真是虚拟现实(VR)技术在植物生长模拟方面的应用。它既能真实地反映盆景植物的生长变化,又能逼真地模拟其外部形态。利用动态贝叶斯网络对不确定预测问题具有较强的描述能力的特点,分析植物的生理生态特征并生成虚拟植物生理生态的网络模型,通过组件接口控制其形态生长模型。由参数L系统和时变L系统结合构成的形态生长模型保证了盆景植物连续的生长特性。实验表明本系统模拟效果真实,生成的虚拟植物形态逼真。     

混沌信号的马尔可夫模型降噪

基于马尔可夫模型的思想,提出了一种混沌信号的小波域统计降噪方法.利用对偶树复小波对信号进行小波分解,保留最高尺度上的尺度系数不变,对分解后的高频小波系数建立隐马尔可夫树模型.采用期望最大化算法估计该模型的参数,结合经验贝叶斯方法估计源信号的小波系数,再用对偶树复小波逆变换得到降噪后的混沌信号.该模型具有近似平移不变性,计算复杂度小且能够捕获小波系数邻域的统计特征.仿真中分别对叠加不同强度高斯噪声的Lorenz混沌信号及实测远红外激光器产生的混沌信号进行了研究.结果表明了该方法的有效性,且能够较好地校正相空间中点的位置,逼近真实的混沌吸引子轨迹.     

虚拟植物的构建及在生物学科教学中的应用

虚拟植物是随着植物模拟技术的发展而迅速发展起来的研究领域,在生物学、农学、植物学、虚拟教学等众多领域都具有广阔的应用前景。将分形理论用于研究模拟植物在计算机上的生长发育过程,构建的植物可以反映现实植物的形态结构,具有三维真实感,并反映了现实植物的生理生态现象,从而将虚拟植物的动态生长过程的模拟应用到生物学科的教学当中,使学生可以非常直观、方便地观察到植物的生长过程,并且能亲自动手参与试验。     

棉花根系生长发育的虚拟研究

采用GREENLAB植物功能-结构模型的原理构建了棉花根系模型。该模型以根系基本生长单元为基础,模拟了棉花根系的拓扑结构;根据不同类型的根个体获取生物量能力的不同,通过模拟不同根个体(库)对植株地上部分配给根系的生物量(源)的竞争,实现了生物量在根系中的分配;根据异速生长规则实现了根个体几何结构计算,从而模拟出根个体的轴向生长、径向生长。最后,根据根个体空间伸展规则与空间Voxel元技术,实现了棉花根系的空间结构的虚拟。     

基于GroIMP的水稻功能与结构仿真模型研究

为探索植物仿真模型构建方法及提高仿真模型构建效率,设计并实现了一个基于相关生长语法RGG及扩展L系统的植物模型构建语言XL的水稻秧苗功能与结构模型.该模型包含了光环境模块、植物结构模型、生理功能模型以及环境设置模块,从而能够在植物外部形态层面及内部生理功能层面同时来描述虚拟植物的生长过程,并通过对植物生理过程与形态结构及环境因子的交互作用的考虑,能够在开源及交互的建模平台GroIMP上实现对虚拟植物的生长状态进行综合预测与动态可视化.简要地介绍了模型中主要模及子模型构建的主要方法及模型构建的关键步骤,并通过模型的图形、数据输出验证了模型的有效性.经过简单地扩展,构建的模型可以直接应用到水稻整个生长期的建模仿真研究中.     

虚拟植物生长建模

精确农业的进一步发展需要基于作物生长规律的生长过程模拟的支持。近年来,由诸多学科交叉而迅速发展起来的虚拟植物模型,为作物生长模拟的发展开辟了新的道路。其中,植株拓扑结构发展过程的模拟是实现虚拟植物模型的关键技术之一。为了能够客观有效地模拟真实的植物生长过程,应用于精确农业研究,采用L系统方法,结合植物的生长机理,对植物生长过程中受到内、外因素的影响进行了模拟研究。     

基于量化特征的价格操纵行为监测模型研究

价格操纵通常不包括明显的非法行为(诸如散布金融谣言和控制股权的供需),而是通过看似合法的报单、撤单等交易行为来实现.本文提出了一种基于隐马尔可夫模型的市场价格操纵监测模型系统:首先,基于三类典型的市场价格操纵实例,分析市场价格操纵行为模式的内在特性,利用小波变换和梯度分析作为特征抽取工具,抽取关键特征模式,量化操纵行为的特征模式,通过隐含状态转换机制完整描述市场操纵行为的各种情况组合,解决"异常检测"进行价格操纵监测时不能确定异常行为的具体类型及概率密度函数问题;其次,为提高模型对非平稳性金融数据的适应性,模型增加了一个自适应机制来进行校准,自动跟踪金融时间序列的统计特性的变化,提出基于隐马尔可夫模型的市场价格操纵行为监测模型;最后,模型利用纳斯达克和伦敦股票交易所的真实交易数据及模拟数据对模型的有效性、精确性和稳定性进行实验验证,结果显示无论是使用真实数据还是随机模拟的数据集,本文提出的基于隐马尔可夫模型的监测模型性能均显著高于市场中常见的三类基准模型,为理论研究和实际操作提供了一个完备的验证渠道.     

基于复杂网络的指挥信息系统拓扑模型研究

面对指挥信息系统日益呈现出的复杂性和网络化结构特点,提出基于复杂网络的研究思路,通过将三维立体结构映射到二维平面连接的方式,构建出指挥信息系统拓扑模型.然后通过实体数值分析的方法,验证了小世界和无尺度特性的存在,并展望了其网络化特征的应用前景,为将复杂网络成果运用到未来系统建设中去提供了积极的理论启示和参考价值.     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,ChinaThe International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

2014 List of Referees

正~~     

TSINGHUA UNIVERSITY,Beijing, China

正AF:Any Field The School of Economics and Management at Tsinghua University(Tsinghua SEM)invites applications for faculty positions at all levels(Assistant Professor,Associate Professor and Full Professor)in any fields of business administration and management.Tsinghua SEM is the only school     

《Journal of Systems Science and Systems Engineering》Contents of Volume 23,2014

正~~     

Call for Papers The 12th International Conference on Service Systems and Service Management ICSSSM'15

正June 22-24,2015Guangzhou,China http://iec.cnsba.com/index.htmlCo-Sponsored by:ffiEE SMC(pending)South China University of Technology The Chinese University of Hong Kong Tsinghua UniversityHosted bv:School of Business Administration,South China University of Technology,China Conference Co-Chairs:     

分布交互仿真技术综述

介绍了ＤＩＳ的技术特点,综述了ＤＩＳ中关键技术和相关技术,并对目前ＤＩＳ发展过程中遇到的问题进行了深入的分析与论证。     

Innovation Versus Environmental Protection Presumptions

The paper is about negotiating with issues that discourage innovation. The subject is environmental deterioration, with concern directed at the impediments that keep it from being innovatively resolved. The paper is organized around three issues. (1) The dominant model of environmental concern, called environmental protection, is managed predominantly via command and control approaches. (2) Command and control, by relying on analytical segmentation to subdivide the problem into digestible bits and using formal legislation to direct it, are not up to emerging challenges in the area. (3) More robust models are available but difficult to experiment with due to impediments that discourage change. These impediments are seen in ideals associated with protection, prevention, recycling, and sustainability that tend to do more to sustain harmful practices than to seek beneficial alternatives. Being able to appreciate the underlying restrictions of entropy could help stimulate a more innovative agenda. These issues are tested via a project funded by the EPA entitled ENERGY STAR Homes.