研究竹子地上部分的形态结构特征及其生长分布规律并建立计算机模拟模型,实现其三维模拟仿真是一项基础性的工作,可以为数字化林业及竹林侵蚀控制和坡面保护研究提供技术支持和新的方法手段。本文在总结竹子地上部分生长发育规律,分析竹子各个器官的主要几何形态特征和生长特点的基础上,结合实验观测的方法和图像处理方法,提出了描述竹子地上部分各个器官的几何形态模型和生长建模方法,包括竹笋,幼竹和成竹的秆枝叶等。并以小金竹为实例,在竹子生长的数学建模中应用Logistic生长方程,通过实测值计算得到符合小金竹生长参数的Logistic生长方程,提取了小金竹主要器官几何模型和生长模型的主控参数。其中包括竹笋日生长量,破笋时间和高度,首次分枝高度,秆茎节数,分枝节数,竹节间距,分枝节间距,分枝数量,分枝角度,茎叶夹角,每分枝节叶片数量,以及叶片的空间分布情况等形态控制参数。通过观测,分析归纳了竹子胸径(本文取1/10高度处)随秆高变化的规律,叶片长轴与短轴之间的比例关系等等。并初步使用图像处理的方法,以竹叶片为例,进行叶片轮廓形态控制参数的提取。根据上述建模方法和实验观测数据,构建了竹子地上部分生长模拟模型,给出了模型参数数据结构,并初步编写算法。以VC++6.0为软件开发平台,结合OpenGL三维图形开发工具,通过系统界面输入小金竹的形态控制参数后,如秆高、总的竹节数、破笋的时间等,进行模拟仿真,软件程序系统能够初步实现竹子地上部分茎秆叶生长的三维动态显示。仿真过程和结果较符合小金竹实际的生长状态,说明所建立的模拟仿真系统是有效的。本文提出的生长建模及模拟仿真方法具有较好的普遍性,可推广应用于其他竹类植物地上部分的生长模拟。本文开展的研究工作为下一步竹林生长的模拟仿真奠定了基础。