Kolmiulotteisen muodon mallinnuksesta

Authors

• Karri Muinonen Observatorio, PL 14, 00014 Helsingin Yliopisto
• Johanna Torppa Observatorio, PL 14, 00014 Helsingin Yliopisto
• Jari P. T. Valkonen Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin Yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76045

Keywords:

peruna, Solanum tuberosum, 3D, asteroidi, Gaussin statistiikka, palloharmoninen kehitelmä

Abstract

Luonnossa esiintyvät kolmiulotteiset muodot ovat epäsäännöllisiä. Muotojen teoreettiseen mallintamiseen voidaan käyttää tilastollisia menetelmiä, joissa pyritään mahdollisimman vähäiseen vapaiden parametrien lukumäärään. Asteroidien ja perunan mukuloiden kolmiulotteisten muotojen samankaltaisuus on tiedostettu tähtitieteessä ja kasvipatologiassa jo toistakymmentä vuotta. Tässä työssä laajennetaan asteroidien muodon mallinnukseen kehitettyjä menetelmiä perunoiden muotojen mallinnukseen. Vastavuoroisesti havaitaan, että uusi perunan muotomalli edesauttaa asteroidien muotojen mallinnusta.
Perunan mukulan muoto on tärkeä geneettisesti määräytyvä lajikkeen ominaisuus, johon vaikuttavat myös ympäristötekijät. Tässä tutkimuksessa määrätään kahden perunalajikkeen (Van Gogh ja Yukon Gold) pääsääntöinen muoto ellipsoidimallin avulla. Yksityiskohtaisemmat piirteet kuvataan palloharmonisten funktioiden sarjakehitelmän avulla. Tämän jälkeen menetelmää sovelletaan neljän muun lajikkeen mukuloiden muodon määritykseen (Bellona, Lady Rosetta, Pito ja Sabina). Tilastollisen muotomallin sovellus perunan mukuloihin osoittaa, että ellipsoidi kuvaa pääsääntöistä muotoa hyvin suurella suhteellisella tarkkuudella ja että palloharmoninen osa on alustavasti tilastollisessa mielessä samankaltainen kaikilla lajikkeilla. Uusi perunan mukulan tilastollinen muotomalli voi osoittautua hyödylliseksi muotoerojen luokittelussa, muotoeroihin vaikuttavien geneettisten ja ympäristötekijöiden vaikutusten kvantifioinnissa sekä konenäköön perustuvissa sovelluksissa.