Thema

Entwurf und Test eines regelbasierten Boden-Wurzel-Modells


Beschreibung:

Mittels der Modellierungssoftware GroIMP (Growth-grammar related Interactive Modelling Platform; frei verfügbar, siehe www.grogra.de) soll ein parametrisierbares Bodenmodell, das als eigenständiges Submodell die Grundlage für die Entwicklung verschiedener Wurzelmodelle sein kann, implementiert werden.

Mineralstoffgehalt und Zusammensetzung, Wasserverteilung, strukturelle Zusammensetzung (Korngröße, Bodentyp, organische Substanz) sowie der pH-Wert und weitere Eigenschaften des künstlichen Bodens sollen frei regelbar sein, sodass eine Reihe von weit verbreiteten Bodentypen erzeugt werden kann. Die Parametrisierung für die häufigsten Standardbodentypen soll voreingestellt sein, um so die spätere Benutzung zu erleichtern.

Der zweite Teil der Arbeit besteht in der Implementierung von regelbasierten Wurzelsystemen, die sich als sensitive Verzweigungsstrukturen in dem virtuellen Boden ausbreiten. Dabei kann auf bereits vorhandene Knoten zur Steuerung der Wachstumsrichtung (Tropismen) zurückgegriffen werden, ggf. müssen aber neue Sensorknoten in der Sprache XL entwickelt werden.

Zur Demonstration der Funktionsweise ist abschließend ein Struktur-Funktions-Modell des Wurzelwachstums für ein bereits vorhandenes Rapsmodell (und/oder Reismodell) zu entwickeln.

Die horizontale und vertikale Verteilung von Bodenressourcen (Wasser, Mineralien, ...) soll in einem dreidimensioalen Array verwaltet werden und als semitransparente Textur in verschiedenen Schichten visualisierbar gemacht werden.

Für die raumzeitliche Dynamik der Verteilung der Ressourcen sollen gitter-basierte Operatoren angewandt werden, wie sie ähnlich auch in der Bildver-arbeitung eingesetzt werden (lineare Filter; morphologische Operatoren).





Masterarbeit für 1 Studierende/n (Angewandte Informatik oder Forstwissenschaften und Waldökologie mit Programmierkenntnissen in Java oder XL)


Mitbetreuung: durch Dr. Gerhard Buck-Sorlin, Universität Wageningen, Niederlande.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Herrn Prof. Dr. Kurth.