农林业信息化将成为21世纪的重要发展趋势,生态环境保护与建设是人类社会可持续发展的永恒主题。以计算机为手段对植物生长进行建模与仿真,将为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,以及改善人类生存环境质量带来新的契机。对于中国这样的一个农业大国、林业弱国,开展植物生长的建模研究有着特别重要的意义。本文以镇江北固山湿地优势植物芦苇作为研究对象,在大量试验观测基础上,基于结构——功能反馈机制建立芦苇的虚拟植物模型,并在此基础上开发一个虚拟植物生长系统,对芦苇植株在不同参数条件下的生长进行了模拟,从而为湿地植物的人工修复、提高湿地植物的覆盖度及改善生态环境等方面提供理论依据和技术基础。本文的主要工作包括以下内容:(1)建立芦苇茎叶形态发生模型在分析芦苇节间形态结构特征基础上,通过对实验数据的曲线拟合建立节间生长动态模型;基于运动学理论,构建叶脉曲线数学模型;利用OpenGL的NURBS曲面对叶片轮廓进行拟合。(2)建立植株拓扑结构模型基于双尺度自动机原理建立芦苇的拓扑结构模型。基于植物学的知识,应用双尺度自动机原理建立了芦苇的拓扑结构。通过三种属性表与生长模型相结合,建立芦苇的生长模型。(3)可视化系统设计与实现基于面向对象的程序设计方法,采用模块化编程,对芦苇生长进行了可视化实现。通过相关生长参数参数控制芦苇形态结构变化,对不同生理年龄植株生长进行了可视化模拟。