我国是农业大国，农业是国家的命脉和根本。东北地区以黑土地为主要耕地，是我国重要的粮食生产基地，玉米是其主要农作物，玉米产量的变化关系到国家的粮食安全。研究玉米生育过程，以科学的方法培育玉米，提高其产量，具有十分重要的意义。在国家科学计划的支持下，我国的科技工作者利用空间遥感技术和气象探测方法，在粮食估产的研究方面取得了很好的成果。估产的研究主要是建立空间遥感信息特征与农作物成熟期生物特性之间的关系，不能反映农作物生育全过程的生物特性变化，无法指导农业生产。　　 计算机技术的迅猛发展为快速运算和图像处理提供了基础。近年来，利用作物生长虚拟仿真模拟进行区域作物生长动态监测和产量预测，以及气候变化对农业影响和评估已成为农业研究的热点，以单株作物为基点，在作物生育过程的生理参数测试和虚拟仿真方面取得了一定的成果，初步建立了相应的模型。当发展到区域尺度应用时，模型中一些宏观资料的获取和参数的区域化存在很多困难。遥感作为一门现代化的技术手段，对大范围地表生物物理参数监测的特点可以弥补作物模拟模型区域应用的不足，从而促进作物模拟模型在区域上的应用。国外学者已就这方面的研究进行了大量探索，并取得了一定进展。利用遥感影像得到的数据准确度、利用计算机实现高可融合遥感信息的植被虚拟仿真有效输出、植被虚拟仿真模型具备高可用的遥感数据实时干预和应用接口等诸多问题是提高仿真精度的关键。　　 融合遥感信息的植被虚拟现实仿真是在综合应用遥感信息的基础上，利用虚拟现实技术在计算机上模拟植物在三维空间中的生长、发育过程。由于植物结构及其生育过程极为复杂，且受外界因素影响较大，所以早期的模型主要是针对植物形态结构对植物生长的影响方面进行简化。1968年，美国学者A. Lindenmayer提出了以他自己的名字命名的L系统，作为植物形态模拟的一般框架，在仿真植物的应用领域十分广泛，如三维动画制作，建筑环境的整体规划，园林景物布局设计和航空航天仿真技术等。特别是利用遥感信息的植被(农作物)三维仿真模拟在农林业的研究与应用发挥着巨大的作用，如在三维输出动态监测和估产、虚拟农田中进行模拟试验、模拟优化育种等，从而可以部分代替现实中繁琐、难以进行或者费时、昂贵的工作和试验等。　　 在论文前期研究的基础上，申请得到了国家高技术研究发展计划(863计划)课题“融合空间遥感信息的东北黑土区玉米发育过程的虚拟仿真研究”的支持。项目研究以东北黑土区的优势作物——玉米为研究对象，结合数字农业和遥感技术取得的研究成果，以MODIS、科技部DMC小卫星和中巴地球资源卫星遥感卫星为主要信息源，通过融合空间遥感信息特征参数与影响玉米发育状态要素常规测试数据，利用计算机三维动态显示技术和模块化语言，实现玉米发育的虚拟仿真，在可变时间尺度下显现和预测玉米发育过程，构建具有扩展能力的玉米发育虚拟仿真软件。围绕上述研究目标，开展了以下研究工作：　　 1.构建遥感信息的提取、定量化和融合的整体框架；　　 2.利用分形(Fractal)理论研究目标植被的二维、三维、三维动态的可视化输出，使其作为基于虚拟现实建模语言进行融合遥感信息的植被虚拟仿真的理论支撑；　　 3.基于虚拟现实建模语言平台对植被个体、植被个体动态造型、植被群落、植被群落的动态输出和植被所在空间场景的三维可视化输出的研究和探索，使其具备基于Web环境的全景交互特性，同时根据每一部分的具体研究内容和结果进行有效输出验证。　　 论文的主要创新工作是，突破了传统的L系统等纯粹的基于经验式或因果式的植被造型实现算法的局限，排除了多线程造成系统资源消耗过大等不利因素；实现使植被模型具备遥感信息接口，为基于多传感器的、高可融合遥感数据信息的多目标植被的虚拟仿真可视化输出提供了有效支撑，从而服务于现代化数字农业的作物生育过程模拟、试验、动态监测和估产。