三维几何形态学概述及其在昆虫学中的应用

长期以来二维（two-dimensional，2D）数据是几何形态学（geometricmorphometrics）分析的最主要的数据类型，在推动几何形态学的发展过程中起到了奠基性的作用，并也解决了很多重大的科学问题，展示了几何形态学强大的科学计算能力与问题解决能力。但有些特殊的科学问题或者特殊的形态结构，无法通过二维数据完美解决，亟需大规模、大尺度三维（three-dimensional，3D）数据的支持，这对几何形态学的三维化发展提出需求。更重要的是，随着三维数据获取成本的日渐降低，大量三维数据涌现出来。因此，三维几何形态学应运而生。本文对三维几何形态学的原理及其应用进行了概述，重点探讨了三维几何形态学与二维几何形态学的异同点，并对前者的两个发展阶段（少量样本的形态模拟与准定量比较及大量样本的定量比较）进行了概述，评价了四维数据和有限元等方法的应用，指出了该方法在昆虫学领域的发展潜力，最后对该方法在样本量增加、硬件提升、数据分辨率提高、新算法的开发、分析结果的呈现及3D打印等方面的发展趋势进行了展望。