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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 5-6, June-September 2000
Second International Workshop on Functional-Structural Tree Models
Page(s) 399 - 412
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000131
DOI: 10.1051/forest:2000131

Ann. For. Sci. 57 (2000) 399-412

Components of functional-structural tree models

Risto Sievänena - Eero Nikinmaab - Pekka Nygrenb - Harry Ozier-Lafontainec - Jari Perttunena - Harri Hakulad

aVantaa Research Centre, Finnish Forest Research Institute, 01301 Vantaa, Finland
bDepartment of Forest Ecology, University of Helsinki, Finland
cUnité Agropédoclimatique de la Zone Caraïbe, INRA Antilles-Guyane, France
dDepartment of Mathematics, Helsinki University of Technology, Finland

(Received 1 February 1999; accepted 28 October 1999)

Abstract:

We analyze functional-structural tree models (FMSs) that are an outgrowth of developments in process-based models (PBMs) on the one hand, and morphological models on the other. Existing morphological and functional-structural models are briefly reviewed. We introduce the idealized elementary unit (IEU) that can be used as the basic component of a FSM, and pinpoint the processes that have to be accounted for. The distribution of metabolites and growth is identified as one of the main focal points to be investigated in conjunction with FSMs, and the different approaches that can be applied in constructing the model component for this process are presented. Finally, we analyze the computational requirements of FSMs, discuss the challenges they pose, and assess their applicability in a number of different tasks.


Keywords: functional-structural model / process-based model / morphological model / tree structure / L-system

Résumé:

Les composants des modèles fonctionnels et structuraux des arbres. Cet article a pour objet de faire une synthèse des approches réalisées dans le cadre de la modélisation fonctionnelle et structurale des arbres (FSM). Ces modèles résultent du couplage entre la modélisation du fonctionnement écophysiologique d'arbres, d'une part, et la modélisation des processus morphologiques, d'autre part. Après une brève présentation des approches existantes, nous introduisons la notion " d'unité élémentaire idéale " (IEU) qui peut être considérée comme la composante fondamentale des FSM au regard de la souplesse qu'elle confère dans l'articulation des processus. La distribution des métabolites et la croissance sont ensuite abordées comme étant les processus à résoudre de façon prioritaire dans le développement des FSM, et les différentes approches pouvant être mises à contribution dans la construction de ces modèles sont discutées. Enfin nous analysons les besoins en programmation des FSM, discutons des avancées nécessaires et évaluons leur adéquation à la résolution d'objectifs divers.


Mots clé : modèle fonctionnel-structural / modèle de fonctionnement / modèle morphologique / structure des arbres / L-system

Correspondence and reprints: Risto Sievänen
Tel. +358-9-85705373; Fax. +358-9-85705361; e-mail: risto.sievanen@metla.fi

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