Mannschaftswettbewerb der Spezialschulen Informatik 2003


"Hörst Du das Gras wachsen?"

Mein Rasen

Jeder der schon einmal ein Stückchen Rasen gesät hat, wird leider feststellen müssen, dass trotz einigermaßen gleichmäßiger Aussaat,  die Fläche nicht gleichermaßen bewachsen wird. Dies zeigt auch der nebenstehende misslungene Versuch (s. Bild)!

Dennoch gelingt es der Landwirtschaft glücklicherweise Erfolge zu erzielen und alle Felder zu dichtem Pflanzenwuchs zu bringen. Glücklicherweise? Natürlich nicht.

Rasen ist etwas sensibler als Nutzpflanzen und so fallen kleinste Differenzen in den Bedingungen sofort ins Gewicht. Wie kann man diese Erscheinung plausibel simulieren?

Aufgaben:

  1. Überlegen Sie sich mögliche Randbedingungen für den Pflanzenwuchs und suchen Sie im Internet nach entsprechenden Belegquellen! Studieren Sie die Quellen, um möglichst viele Parameter für das Wachstum zu ermitteln und praxisnahe Werte für beliebige Pflanzen in eine Simulation einsetzen zu können!
     
  2. Für eine beliebige Fläche, Randbedingungen sind sich selbst zu setzen, soll der Pflanzenwuchs möglichst realistisch simuliert werden. Das selbst geschriebene Programm soll die Ergebnisse anschaulich graphisch ausgeben!

    Obwohl die Aussaat als diskrete Menge anzunehmen ist (!), können die Verteilungsfunktionen bestimmter flächenabhängiger Parameter durch stetige Funktionen dargestellt werden. Werden keine stetigen Funktionen angewendet, so ist auf harmonische Übergänge zwischen nebeneinander liegenden Bereichen zu achten!

    Für eine Großflächen- Simulation  sollten möglichst effiziente Datenstrukturen und Bearbeitungsalgorithmen angewendet werden!
     
  3. Die Ergebnisse der Internetrecherche, das daraus abgeleitete Modell der Simulation (Parameter, Art der Simulation, Datenstrukturen), Besonderheiten des mathematischen und algorithmischen Hintergrunds und das Programm selbst sollen in einer 10-minütigen Präsentation (z.B. Powerpoint) vorgestellt werden.

    Besonderes Augenmerk einer solchen Kurzpräsentation liegt auf der graphischen Ausgabe des Programms, einer klaren logischen Strukturierung von der Internetrecherche bis hin zum Programm und einer guten Veranschaulichung der Modelle!

Viel Spaß!


© R. Feuerstein 2003