玉米作为重要的粮食作物,在我国农业生产中所占比重很大,所以对其发育规律和相关器官的表型研究一直是农业技术研究的热门,玉米植株表型形态学的作物研究是实现精准农业可持续发展的重要途径。以玉米作物形态结构的表型建模为基准,在农业生产中可降低生产成本,提高作物的投入产出率,极大地便利现代农业发展,也对环境保护和农业的可持续发展有重大意义。本文以玉米作物的生长发育规律为例,通过3D激光扫描仪对玉米植株的株高、叶数和叶角度等表型进行数据监测,通过使用R语言分析并建立玉米株高生长规律模型,从而能进一步得到玉米植株整体的生长规律模型。主要内容及结论如下:(1)3D扫描仪的误差标定。本文通过静态物体标定和动态物体标定两种方法来实现3D扫描仪的误差标定。得到其静态标定误差方程为:;动态标定误差方程为:y=0.952x+2.938。通过误差标定为植株的生长规律模型研究提供了基础。(2)基于3D扫描仪株高生长规律模型建立与修正。选取了五组生长天数为14周的玉米植株,对株高数据进行显著性检验、方差齐性检验、均值多重比较得出其株高数据没有显著性差异,满足方差齐性要求可作为有效数据建立模型。根据其平均株高散点图发现其趋势大致为皮尔生长曲线,为玉米植株模型的建立提供了重要依据。(3)玉米植株整体生长规律建模。通过统计分析,玉米的株高与其他表型数据有着极其显著的相关性,本文先采用了多元线性回归方法构建株高与叶片数和叶片角度的相关模型,虽然其拟合度较高,但存在着严重共线性问题不能消除,为此又采用逐步回归方法分别建立株高与叶片数、叶片数与叶片角度的相关模型。结合分析节间距和果实数的生长趋势得出玉米植株整体生长规律模型。通过3D扫描技术构建玉米植株生长模型为玉米表型研究提供了新的理论依据和方法。