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基于激光测距传感器的基础上,设计开发了非接触式土壤表面不平度测试仪,由Labview软件编制了数据采集系统,测试仪沿着3个方向运动,采集了3种耕作方式下的土壤表面不平度数据。采用均方根法对采集数据进行分形维数的计算,获得了土壤表面不平度的分形特征。结果表明,犁耕表面分形维数均小于1.390,驱动耙耙地表面的分形维数均大于1.550,圆盘耙耙地表面的分形维数介于1.460～1.540,说明分形维数可以准确区分不同耕作方式下的土壤不平度。综合应用分形维数与表面不平度标准差能够准确描述土壤表面的不平度特征。 相似文献
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路面不平度的分形几何特征的图像分析方法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文介绍了计盒维数的算法,提出了3维分形值的近似算法,运用Matlab软件设计了图像的处理和基于图像的计盒维数的计算程序。本文共选择了3种不同类型的路面作为研究对像,运用自行设计的程序进行了路面分形维数的计算。结果表明不同类型路面的分形维数相差较大,利用分形维数能够进行路面类型的准确分类。 相似文献
3.
农业土壤表面不平度分形维数计算方法的对比与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]分形理论作为描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何形体的有效工具,如何运用到农业土壤表面的研究中,是目前研究的热点问题.[方法]采用非接触式激光不平度测量仪测量了播种后地表(垂直于播种方向)、播种后地表(平行于播种方向)、犁地后地表(垂直于犁地方向)和整地后地表(平行于整地方向)4种农业地表的不平度,分别采用变差法、结构函数法和轮廓均方根法分析了4种农业地表不平度的分形维数、无标度区间及相关系数.[结果]犁地后地表起伏大,但分维小,细微结构少,复杂程度小;播种后地表(垂直于播种方向)起伏大,但复杂程度小,播种后地表(平行于播种方向)起伏小,但复杂程度高;同在平行于耕作方向,整地后地表的起伏大于播种后地表的起伏,但其复杂程度低于后者.[结论]均方根法计算农业土壤表面不平度的分形维数更精确,线性回归的相关性更好,无标度区间变化很小. 相似文献
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基于分形理论和磨损表面轮廓分析,采用盒计数法、变差法、功率谱法和结构函数法4种算法,计算了植物磨料对金属材料磨损表面轮廓曲线的分形维数.结果表明:磨损后的表面分形维数与磨损质量损失存在密切的关系,质量磨损越大,分形维数也越大;4种算法中结构函数法与变差法计算的分形维数误差较小,可用于计算植物磨料对金属材料磨损表面的分形... 相似文献
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基于数字图像的水果分形维数特征 总被引：1，自引：0，他引：1
温芝元 《湖南农业大学学报(自然科学版)》2010,36(4):478-482
为了定量描述仿球形水果表面轮廓间的差异,用周长-面积法研究水果的分形维数特征.取大小不同的温州蜜柑20个、麻阳冰糖橙17个和红富士苹果18个,设置3种水果花萼面和侧面2个方向上数字图像红色或蓝色分量阈值,将水果区域内外的红色、绿色、蓝色分量分别置为0和1,得到水果二值图像.以水果区域细化后的边界像素数和区域内像素数分别作为水果的周长和面积,以周长-面积法求得3类水果2个方向的分形维数.结果表明,3种水果花萼面的分形维数均比其侧面的分形维数小,花萼面分形维数间差异不明显,但侧面分形维数差异明显,表明仿球形水果的外形特征可用花萼面分形维数和侧面分形维数反映,但主要指标是侧面分形维数. 相似文献
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为提高园林植物配植水平,从植物群落林冠线和色彩2个方面对景观外貌进行量化分析。研究选取3处居住区中心绿地,测算样本材料的林冠线分形维数和色彩信息维数。研究发现,所选样本植物群落林冠线分形维数组内变异差别较大而组间较小,样本景观塑造以植物群落为主搭配园林建筑分形维数较高,完全以植物造景林冠线较连续,更具自然韵味,群落内部不同层次植物的林冠轮廓分形维数变异性较大,林冠线不连续且以建筑轮廓线为主的景观分形维数较低;色彩的信息维数体现了色彩分布的复杂和不均匀性,维数较高是园林植物群落接近自然群落的特征之一。3个样本植物种类的雷同性较高,样本内部植物配植的层次和龄级较单调,需加强乡土景观植物资源开发和植物配植水平,以营造近自然人工植物群落。 相似文献
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三维激光雷达果园路面不平度采集试验与分析 总被引：1，自引：1，他引：0
以果园典型路面不平度的采集为研究对象,建立基于激光雷达点云处理的路面不平度采集方法,搭建了基于三维激光雷达的路面不平度采集系统平台,结合点云处理技术完成路面高程信息的提取;采用AR(auto regressive,自回归)模型依据比例分析法对路面功率谱密度进行计算,确定不平度等级,并通过加速度振动记录仪进行系统验证,利用系统开展典型果园路面不平度数据信息采集试验。试验结果显示,果园路面不平度结果为水泥路面主要集中在B级,B级占比82.33%;砂石路面主要集中在C级,C级占比84.00%;泥土路面主要集中在D、E等级,D级路面占比48.67%,E级占比31.00%,表明基于三维激光雷达采集系统与数据处理方法在果园路面不平度采集和评价上是可行的。最终不平度评价结果显示,三维激光雷达果园路面不平度采集系统应用可靠,评价结果准确,适合于山地林、果、茶园路面不平度的采集。 相似文献
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运用分形理论从空间形态视角基于分形维数模型对1995-2015年三峡库区土地利用变化进行分形研究.结果表明:①1995-2015年研究区土地利用斑块分形维数均小于临界值1.5,分形维数平均值由1.162 1下降至1.126 6,整体空间形态随时间变化趋于规则,空间结构趋于稳定;②1995-2015年,耕地斑块分形维数呈增加趋势,空间形态趋于不规则,空间结构趋于不稳定,林地、水域和草地分形维数呈降低趋势,空间形态趋于规则,空间结构趋于稳定;③建设用地和未利用地分形维数呈"先升后降"趋势,由于上升幅度均小于下降幅度,因而建设用地和未利用地空间形态整体趋于规则,空间结构趋于稳定. 相似文献
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西南地区水耕人为土分形特征及与土壤属性的关系 总被引：4，自引：0，他引：4
通过分析水耕人为土颗粒分形维数与土壤质地、耕性、土壤有机质、全N、P、K、pH、CEC等的关系,探讨利用土壤颗粒分形维数作为水耕人为土分类指标的可能性.结果表明:西南地区26个水耕人为土的土壤颗粒分形维数介于2.6175～2.9109之间,平均值为2.8199,土壤颗粒分形维数可作为土壤质地与土壤表面积的综合性定量化指标.适宜耕作的10个土种(2号除外)分形维数介于2.7018 ～2.8116,不适宜耕作的16个土种(23号除外)分形维数介于2.8353 ～2.9109之间.土壤分形维数可表征水耕人为土的质地、成土母质、肥力特征、耕性等,土壤颗粒分形维数可作为水耕人为土分类,尤其是基层分类的一个重要指标. 相似文献
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为研究不同土地利用方式对土壤颗粒的影响,解决土壤形态和过程复杂等问题。采用激光粒度分布仪对辽宁省铁岭市泉河流域的坡耕地、果树台田、人工林地和天然次生林4种利用类型土壤粒径含量进行测定,利用分形法对其特征进行分析,并建立坡耕地、果树台田、人工林地和天然次生林4种不同的土地利用方式土壤颗粒分形维数与土壤粘粒含量的曲线关系模型。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地主要以粉粒为主,天然次生林和人工林地均主要以细砂粒为主,果树台田主要以极细砂粒为主;土壤颗粒的分形维数主要是由土壤中粘粒含量决定的,分形维数大小依次为:果树台田分形维数<林地分形维数<天然次生林分形维数<坡耕地分形维数。土壤粘粒含量与土壤颗粒分形维数呈显著相关关系。 相似文献
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基于分形几何学理论，构建了公路网的分维数概念，并将其应用于公路网规划整体性评价．利用公路网的几何特征揭示了公路网进步的情况．这种描述既可以反映出路网密度指标的特征以及路网分布的均匀程度，又能直接反映路网技术等级的层次性．与借助于加权、模糊折算等方法作间接的人为处理等通常的方法相比较，本方法描述能力更强．对广西壮族自治区近年来公路网建设的整体性评价显示了该方法的有效性． 相似文献
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为研究径流小区紫色土在不同坡长下人为扰动地表后土壤微团聚体及颗粒组成的分形特征,通过野外采样与室内分析相结合的方法,研究了在20、40和60m坡长下扰动地表与自然坡长下土壤微团聚体及颗粒组成的分形特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明:土壤颗粒组成中的优势粒级是0.250~0.050 mm,含量在33.21%~22.55%。土壤微团聚体中的优势粒级是0.250~0.050mm,次级优势粒级是0.050~0.010mm。扰动地表下的土壤分形维数小于自然坡长下的分形维数,坡长越长分形维数越高。坡长越长土壤养分含量越高,即:604020m,3种坡长扰动地表处理下的土壤养分均小于自然坡长下的土壤养分。土壤分形维数同土壤容重呈极显著正相关(P0.01),同土壤全量养分呈极显著相关(P0.01),扰动地表下的土壤分形维数同土壤孔隙度呈显著或极显著相关(P0.01或P0.05)。土壤微团聚体机及颗粒组成的分形维数能较好地反映紫色土区土壤的理化性状,更加直观的体现人为扰动地表后土壤理化性质及土壤性状的变化,为紫色土区土壤质量评价和农业评价提供科学依据。 相似文献
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安宁市土地资源景观格局现状分析与评价 总被引：1，自引：0，他引：1
以安宁市为研究对象,以Landsat ETM遥感影像和基础地理信息数据为信息源,采用斑块平均面积、形状指数、分维数、香农多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标,对安宁市土地资源景观格局进行研究.结果表明:安宁市景观的主要斑块类型为农田、云南松和地盘松;分维度表明水域和荒地在人类的改造过程中形状呈现规则化,公路景观的形状呈现复杂化,反映出人类活动对原有自然景观的干扰特征;香农多样性指数表明景观类型丰富,异质性高;均匀度指数表明景观中有一定的优势类型,以农田、云南松和地盘松等景观类型占优势. 相似文献
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豫东平原盐碱地土壤颗粒分形特征 总被引：2，自引：0，他引：2
运用土壤颗粒分形维数模型,以河南大学明伦校区土壤为供试材料,分析了豫东平原盐碱地土壤颗粒的分形维数及其与土壤盐度、肥力指标的关系。结果表明:土壤颗粒分形维数介于2.556 2~2.796 3,平均值为2.714 4,土壤细颗粒物质越多,土壤颗粒分形维数越高;土壤盐度与土壤颗粒分形维数呈显著正相关;土壤颗粒分形维数与土壤阳离子交换量(CEC)呈显著正相关,与土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾则均呈负相关。结合盐碱土的土壤性状,土壤颗粒分形维数可用作分析、评价盐碱土壤退化的定量指标之一。 相似文献
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大麦发芽过程中外观形态分形维数的变化特性 总被引：1，自引：0，他引：1
大麦的发芽过程是高度复杂的生理过程,其内部和外观变化具有很强的自相似性,可以用分形维数描述大麦发芽过程的结构和生理变化.分别用自来水、1%和2% NaCl溶液浸泡培养大麦,每24 h取样检测大麦内部成分含量,对大麦进行拍照,图片处理后用分形软件测定其分形维数.结果显示大麦发芽期间大麦胚部的分形维数变化不大,而大麦胚乳部分和大麦边缘的分形维数有趋于集中的趋势,并呈现均匀化.在自来水培养条件下,这种变化最明显,随着盐浓度的增加,大麦边缘分形维数变化趋于不明显.在2% NaCl溶液培养条件下,大麦分形维数基本不会呈现均匀化的变化.麦芽中还原糖和α-氨基酸含量变化趋势与大麦图像的分形维数呈现正相关性,而β-葡聚糖含量变化与大麦图像的分形维数呈负相关性. 相似文献
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阴山北麓不同土地利用类型表土颗粒分形特征 总被引：1，自引：0，他引：1
研究了阴山北麓5个典型样地的表层土壤颗粒分形维数与土壤机械组成、土地利用类型、采样深度以及土壤化学性状之间的关系。结果表明：决定土壤颗粒分形维数大小的主要是粉沙和极细沙的百分含量,其次是粗沙、极粗沙和砾石的百分含量,细沙和中沙的百分含量对土壤分形维数影响程度相对较小。粉沙百分含量与土壤颗粒分形维数拟合的方程D=0．1821nx＋2．0683可预测研究区域的土壤颗粒分形维数。5种不同利用类型的土地土壤颗粒分形维数随采样深度的变化而变化,总体趋势都是随着采样深度加深而分形维数减小。表层（0～10cm）土壤颗粒分形维数大小依次为：弃耕地2〉未封育草地〉封育草地〉弃耕地1〉耕地。5种不同利用类型的土地中,土壤颗粒分形维数与pH、全盐量均表现为不显著相关,与有机质含量只有封育草地上表现为极显著相关,与全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量的关系比较复杂,这主要是受耕作、施肥和放牧等人为干扰所造成。 相似文献
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A Fractal Method of Estimating Soil Structure Changes Under Different Vegetations on Ziwuling Mountains of the Loess Plateau, China 总被引：2，自引：0，他引：2
ZHAO Shi-wei SU Jing YANG Yong-hui LIU Na-na WU Jin-shui SHANGGUAN Zhou-ping 《中国农业科学(英文版)》2006,5(7):530-538
Fractal method is a new method to estimate soil structure. It has been shown to be a useful tool in studies related to physical properties of soil as well as erosion and other hydrological processes. Fractal dimension was used to study the soil structure in soil at different stages of vegetative succession on the Ziwuling Mountains. The land use and vegetation types included cultivated land, abandoned land, grassland, two types of shrub land, and three types of forests. The grassland, shrub land, and forested areas represented a continuum in vegetative succession that had occurred naturally, as the land was abandoned in 1862. Disturbed and undisturbed soil samples were collected from ten vegetation types from depths of 0-10, 10-20, and 20-30 cm on the Ziwuling Mountains, at a site with an elevation of about 1 500 m. Particle size distribution was determined by the pipette method and aggregate size distribution was determined by wet sieving. The results were used to calculate the particle and aggregate fractal dimension. The results showed that particle and aggregate fractal dimensions varied between vegetation types. There was a positive correlation between the particle fractal dimension and the weight of particles with diameter 〈 0.001 mm, but no relationship between particle fractal dimension and the other particle size classes. Particle fractal dimension was lower in vegetated soils compared to cropland and there was no consistent relationship between fractal dimension and vegetation type. Aggregate fractal dimension was positively correlated with the weight of 〉 0.25 mm aggregates. Aggregate fractal dimension was lower in vegetated soils compared with cropland. In contrast to particle fractal dimension, aggregate fractal dimension described changes in soil structure associated with vegetative succession. The results of this study indicate that aggregate fractal dimension is more effective in describing soil structure and function compared with particle fractal dimension. 相似文献