Введение
Глава 1. Состояние вопроса. аналитический обзор методов и средств визуального моделирования морфогенеза растений в САПР фитометрических систем (САПР ФМС) 14
1.1 Феномен проекта 14
1.2 Общая характеристика ФМС 18
1.3 Аспектно-ориентированная архитектура VI-среды для моделирования морфогенеза растений 24
1.4 Постановка задачи моделирования морфогенеза растений 29
1.5 Сравнение инструментов компьютерного визуального моделирования растений 36
1.6 Выводы 37
Глава 2. Проектное представление ФМС в трёхмерном признаковом пространстве. теоретико-категорные и онтологические модели 41
2.1 Основы моделирования морфогенеза растений 43
2.1.1 Источники информации о моделировании 44
2.1.2 Модели изоморфизма и гомоморфизма для морфогенеза растений 45
2.2 Этап концептуального моделирования ФМС 47
2.3 Трхмерное признаковое пространство предметной области САПР ФМС 49
2.3.1 Систематизация инженерной деятельности 49
2.3.2 Морфология системной инженерии по Холлу в трхмерном признаковом пространстве 53
2.3.3 Мягкие системы по Чекланду 55
2.3.4 Идентификационная методика (774) системного анализа ФМС 58
2.4. Теоретико-категорные модели и онтологии 61
2.4.1 Концептуальный этап проектирования САПР ФМС 62
2.5 Выводы 66
Глава 3. Топологический инструментарий для геометрического представления виртуального растения 68
3.1 Концептуализация топологических структур 68
3.2 Анализ проблем топологического моделирования 72
3.3 Модельный гомеостазис. Топологическое моделирование на n-Gmaps 75
3.3.1 Метод n-Gmaps 78
3.3.2 n-Gmaps и помеченные графы 82
3.4 Топологическое моделирование формы растения от ультраметрического пространства до Евклидова пространства 85
3.4.1 Ультраметрическое пространство 85
3.4.2 Встроенные отображения 86
3.5 Геометрическое моделирование на основе топологии с исчислением 89
3.5.1 Спецификация абстрактного типа данных n-Gmaps 90
3.5.2 Концепции на базе исчисления 92
3.5.3 Методика топологического моделирования 94
3.6 Выводы 96
Глава 4. Компьютерное визуальное моделирование листа поливного риса с экофизиологическими параметрами 100
4.1 Почему именно лист поливного риса 101
4.2 Источник данных для моделирования 102
4.3 Концептуальное моделирование листа поливного риса 104
4.4 Создание параметрических прогностических моделей формы листа на основе машинного обучения 106
4.4.1 Метод опорных векторов для задачи восстановления регрессии 106
4.4.2 Интеллектуальный алгоритм для оптимизации мета-параметров метода опорных векторов 110
4.4.3 Экспериментальные результаты 113
4.5 Геометрическое моделирование топологии формы листа 116
4.5.1 Предварительное моделирование 116
4.5.2 Дополнительный метод конструирования листа растения 118
4.6 Выводы 121
Заключение 123
Список сокращений и условных обозначений 128
Словарь терминов 129
Приложение А. Инструменты САПР для компьютерного визуального моделирования растений 143
Приложение Б. Фундамент теории категорий 160
Приложение В. Акт о внедрении результатов диссертационной работы 166
