， Η为所述圆柱体高度，Nh为所述高度方向的划分个数参数，『=^，R为所述圆柱体半径，Nr为 所述半径方向的划分个数参数，0 = f，Na为所述角度方向的划分个数参数；
[0043] S33、确定该单根的各个折线段的相应Nrefine等分点，并根据所述Nrefine等分点更新 该单根，计算所述Nrrfine等分点对应的圆柱坐标；
[0044] S34、对于该单根的每一条折线段PjPj+1，根据点Pj对应的圆柱坐标查找点Pj所在的体素 Vj，根据点IV对应的圆柱坐标查找点IV所在的体素％+1，并计算体素索引距离略计算公式为
，其中，1_糾为下取整函数，
， Hje3为体素 Vj在所述范围界定圆柱体高度方向的坐标索引，Hjs为体素 Vj+1在所述范围界定圆 柱体高度方向的坐标索引，R#为体素 Vj在所述范围界定圆柱体半径方向的坐标索引，1?>为 体素 Vj+1在所述范围界定圆柱体半径方向的坐标索引，Aje3为体素 Vj在角度方向的坐标索引， Ajs为体素 Vj+1在角度方向的坐标索引；
[0045] S35、对于该单根的每一条折线段ΡΛ+ι，根据该折线段ΡΛ+ι对应的体素索引距离 却将该折线段PjPw在各体素内进行分配。
[0046] 可选地，在本发明作物根系空间划分方法的另一实施例中，所述根据该折线段 PjPj+1对应的体素索引距离4将该折线段在各体素内进行分配，包括：
[0047] 判断所述体素索引距离4是否为〇;
[0048] 若为0,则将该折线段Pfw分配到所述体素％中，或者
[0049] 若不为0,则判断所述体素索引距离劣是否大于0;
[0050] 若大于0,则判断该折线段匕匕+1是否与所述轴心线相交，若相交，则确定出交点pt， 将线段PjPt分配到所述体素 L中，将线段PtPw分配到所述体素 vj+1中，或者
[0051] 若不相交，则判断所述体素索引距离劣是否为1;
[0052] 若为1，则判断所述| Hje-Hjs |、| Rje-Rjs |和|為6 -、|中是否一项为1，其它两项为〇,若 所述|Hje-Hjs |、| Rj(3-Rjs | ~Αμ\中一项为1，其它两项为0,则确定出该折线段?#」+1与所 述体素％和％+1相交面的交点Pm，将线段P#m分配到所述体素％中，将线段P mPj+1分配到所述 体素 Vj+ι中，或者
[0053] 若所述体素索引距离4不为1，则判断所述体素索引距离 < 是否为2;
[0054] 若为2,则判断所述|Hje-Hjs |、|Rje-Rjs |和丨令-'丨中是否一项为〇,其它两项为1，若 所述I Hje3-Hjs |、| Rje3-Rjs |和|為8-為|中一项为0，其它两项为1，则确定出该折线段PjPj+1与所 述体素 L的交点Pml和该折线段ΡΛ+ι与所述体素 Vj+1的交点Pm2,将线段ΡΑι分配到所述体素 Vj中，将线段Pm2Pw分配到所述体素 Vj+1中，将线段PmlPm2分配到其所在的体素中，或者
[0055] 若不为2,则判断所述体素索引距离屯是否为3;
[0056] 若为3,则判断所述|Hje-Hjs|、|Rje-Rjs|和|H. S|是否均为1，若所述|Hje-Hjs|、 Rje-Rjs和|'-4|均为1，按照步骤S32至S35对该折线段卩疋川进行体素分配。
[0057] 下面以玉米根系的空间划分为例，说明本发明的具体实施方法，具体包括如下步 骤：
[0058] (1)玉米根系的三维表示
[0059] 玉米根系呈多级线性结构，以4s表示一条单根(包括节根或侧根），其中η表示层 级，η = 〇时为节根，η=1时表示第一级根毛;i表示单根序号。各级单根的生长关系用e符号 表示，如4?)表示4为生长在第j个一级根毛该一级根毛生长在第i条节根4上)上的 第k条二级根毛。
[0060] 各单根骨架以折线段表示，其又由有序的离散点集表示，如4" ，其 中，当前单根的骨架由m条连续有序折线段PoPi，PT2，…，Pm-A组成。
[0061] (2)玉米根系生长空间体素划分
[0062]受土壤水分与养分的影响，玉米根系在土壤中的生长范围各不相同，因此，玉米根 系空间划分方法仅考虑感兴趣范围内的根系空间分布情况。由于多数玉米根系在土壤中以 玉米茎杆为轴心向下扩展生长，且根系空间分布随距根锥距离呈现出一定的变化趋势，因 此，采用圆柱体空间划分方法实现玉米根系空间的量化分布计算。
[0063] 指定根系生长空间范围界定圆柱体的3个参数：圆柱体起始高度值Ho,圆柱体高度 H，圆柱体半径R。其中，以根系初生位置与地面垂直直线为圆柱体的轴心线，Ho多代表地表 高度，若需考虑如气生根的根系地上部分，则可根据气生根的高度调整Ho;H为距离Ho向下的 深度;R限定了距离轴心线小于R范围内的根系部分。
[0064] 确定范围圆柱体后，根据实际研究需求，确定将圆柱体分别在高度、半径和角度方 向划分成体素的划分个数参数:Nh、Nr和Na，贝lj三个方向的划分步长分别为
[0065]
[0066]圆柱体被划分成N = NhXNrXNa个体素，各体素为扇形体，高度相同但所占体积不 同，各体素在圆柱体空间内有唯一的坐标索引，如(Hi，Rj，Ak)。
[0067] (3)目标范围外根系切除
[0068] 由于计算目标范围可能仅为根系生长空间的一部分，因此，目标范围外的根系不 加入到根系空间划分计算中来，需提前剔除。目标范围外根系切割有可能包含（1)单根起始 部分在目标范围外(2)单根末端部分在目标范围外和(3)中间部分在目标范围外三种情况。 通过遍历当前单根各折线段检测并更新单根的组成，以4"=丨44一，4 1，以为例，假设?〇， Pi，…，Pi在目标范围内，而Pi+l，…，Pm-l，Pm在目标范围外，遍历各点Pi，当出现Pi在范围内而 Pi+在范围外情况时，计算PiPi+1与圆柱边界的交点，记为ps，则切割后以。
[0069] (4)玉米根系在各体素中的分配计算
[0070] 为了将根系分配到各体素中，以单根4"=体，片，尤}为例，算法描述如下：
[0071] (41)针对4K骨架上每个点Pi，计算其对应的圆柱坐标(hmA)。
[0072] (42)细分单根中跨度较大的线段。为了降低计算复杂度，使得每条线段在三个方 向上(高度方向、半径方向和角度方向）的跨度小于该方向的步长，以保证每条线段在该方 向上最多落在两个相邻的体素内。以单根上的线段?:-#:为例，利用步骤(41)中计算的首 尾端点的圆柱坐标计算该线段的分割分数方法为：
[0073]
[0074] 其中，kJ为下取整函数;此外，由于角度是个封闭的圆，故在计算角度时采用近邻 处理，即：
[0075]
[0076] 根据所计算的Nrefine值，在线段ΡΛ+冲等距插入Nrefine_l个点，并更新4"，同时计算 新增点的圆柱坐标。
[0077] (43)计算单根与相关体素的交点并保存各体素内的单根数据。以单根41上的线段 ΡΛ+1为例，根据首尾端点的圆柱坐标查找点匕和匕+1所在的体素，分别记为％和％+1，两个体 素的圆柱体坐标索引分别记为（％ 8，18一」8)和（仏(3，1^(3，#)，计算体素索引距离
[0078]
[0079] 根据4:的值，线段在体素中的分配包含多种情况：
[0080] 1)若4 = 0,则Pj与在Pj+1同一的体素内，无需计算线段与体素交点，将当前线段分 配到体素 Vj中。
[0081] 2)若4>0,且ΡΛ+1与圆柱的轴心线相交，计算交点Pt，将线段PA分配到体素 Vj 中，线段PtPw分配到体素 vj+1中。
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