Representing and encoding plant architecture: A review

A plant is made up of components of various types and shapes. The geometrical and topological organisation of these components defines the plant architecture. Before the early 1970's, botanical drawings were the only means to represent plant architecture. In the past two decades, high-performance computers have become available for plant growth analysis and simulation, triggering the development of various formal representations and notations of plant architecture (strings of characters, axial trees, tree graphs, multiscale graphs, linked lists of records, object-oriented representations, matrices, fractals, sets of digitised points, etc.). In this paper, we review the main representations of plant architecture and make explicit their common structure and discrepancies. The apparent heterogeneity of these representations makes it difficult to collect plant architecture information in a generic format to allow multiple uses. However, the collection of plant architecture data is an increasingly important issue, which is also particularly time-consuming. At the end of this review, we suggest that a task of primary importance for the plant-modelling community is to define common data formats and tools in order to create standard plant architecture database systems that may be shared by research teams.Représentation et codage de l'architecture des plantes. Une plante est constituée d'entités ayant des types et des formes variés. L'organisation géométrique et topologique de ses entités définit "l'architecture de la plante". Avant le début des années 70, la seule façon de représenter l'architecture des plantes était de faire des dessins botaniques précis. Dans les deux dernières décennies, l'utilisation d'ordinateurs de plus en plus puissants a permis de concevoir des modèles de simulation de croissance de plante capables de produire des architectures détaillées et de les visualiser. Ceci a favorisé l'émergence d'un ensemble varié de méthodes de représentation de l'architecture des plantes (chaines de caractères, "axial trees", graphes arborescents, graphes multi-échelles, listes chaînées, représentations objet, matrices, fractales, ensemble de points digitalisés, etc.). Dans ce papier, nous passons en revue les principales représentations de l'architecture des plantes, en insistant sur leurs spécificités, mais aussi sur leurs points communs. L'hétérogénéïté apparente de ces représentations rend la collecte des informations décrivant l'architecture des plantes difficilement réutilisable. Toutefois, la mesure de "données architecturales" est un élément d'une importance capitale dans la conception de modèles structure/fonction. C'est aussi une tâche particulièrement longue et fastidieuse. C'est pourquoi nous suggérons à l'issue de cette revue, qu'une action de première importance à mener dans la communauté de modélisation est de définir des formats de données et des outils communs pour créer des bases de données architecturales standard. Ces bases de données pourraient être spécifiées, recueillies et exploitées par différentes équipes de recherches, factorisant ainsi les efforts et se dottant des moyens de comparer leurs résultats sur des bases communes