Sistema de modelado para la reconstrucción 3D del crecimiento de la variedad de arroz Oryza Sativa L.
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Date
2021
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
El estudio del crecimiento de las plantas por medio de modelamiento y reconstrucción ha demostrado ser una herramienta muy importante en los procesos de fitomejoramiento para evaluar la expresión fenotípica de nuevas variedades, además de registrar su crecimiento y funcionamiento. La arquitectura de la planta de arroz presenta una gran cantidad de macollos y hojas, por lo que estos factores son claves para determinar el rendimiento de una planta. En este trabajo se presenta un sistema de modelamiento 3D del crecimiento de la variedad de arroz Oryza sativa L. Cuya finalidad es contribuir al objetivo principal del proyecto P4 de ÓMICAS (plataforma para genotipificació multiescalar de alta resolución), especialmente en el desarrollo de un completo modelado 3D que permita evaluar el potencial de la planta.
El algoritmo de modelado se realizó partir del estudio de variables morfológicas de la planta y del análisis de modelos matemáticos del crecimiento de la planta de arroz y el desarrollo de sus diferentes órganos, de tal manera que se pueda obtener información para evaluar nuevas variedades de arroz, bajo distintas condiciones y a su vez pueda acoplarse con el proyecto de captura de datos morfológicos. El modelo de crecimiento seleccionado esta basado en sistemas L. que se implementó usando los principios de la computación grafica sobre la herramienta OpenAlea. Como resultado se obtuvo un algoritmo capaz de crear una reconstrucción 3D de la planta usando los datos obtenidos por el grupo encargado de la captura de datos morfológicos, además permite animar el crecimiento de la planta de arroz en su fase vegetativa.
Description
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The study of plant growth through modeling and reconstruction has proved to be a very important tool in plant breeding processes to evaluate the phenotypic expression of new varieties as well as recording their growth and functioning. The rice plant’s architecture presents many tillers and leaves that are key factors to determine the performance of a plant. In this project, we present a 3D modeling system for the growth of the Oryza sativa L rice variety. The purpose of which is to contribute to the main objective of the OMICAS P4 project (platform for high-resolution multiscale genotyping), especially in the development of a complete 3D modeling that allows evaluating the potential of the plant. The modeling algorithm was carried out from the study of morphological variables of the plant, the analysis of mathematical models of the rice plant’s growth, and the development of its different organs. In such a way, that information can be obtained to evaluate new varieties of rice, under different conditions and in turn, can be coupled with the morphological data capture project. The selected growth model is based on L systems, which was implemented by using the principles of graphical computation on the OpenAlea tool. As a result, we obtained an algorithm capable of creating a 3D reconstruction of the plant by using the morphological data that the group in charge of capturing it
Keywords
Fitomejoramiento, Modelamiento de plantas, Reconstrucción vegetal, Oryza sativa L, Morfología, Computación gráfica, sistemas L, Pre-procesamiento, OpenAlea, Json, Modelos de crecimiento, Fractales