预混料有机载体分形维数的研究

通过拍摄常用预混料有机载体玉米粉、全脂米糠粉、全麦粉、豆粕粉、膨化大豆粉颗粒不同放大倍数的扫描电子显微镜(SEM)图像,利用基于周界的周长-面积法的Matlab程序计算其周长-面积分形维数。结果表明,周长-面积双对数拟合线的相关系数都在0.99以上,且不同有机载体分形维数的均值存在显著差异。采用周长-面积法计算玉米粉、全脂米糠粉、全麦粉、豆粕粉等具有统计自相似结构的预混料载体是可行的,用以描述几何形体不规则程度的分形维数可以作为表征预混料有机载体的一个参量。     

梨果实与叶片特征关联的分形研究

为了揭示梨果实的大小、形状、果重与叶片的大小及形状特征间的相关性,采用总体抽样方法,复选20个果实与20片叶为试验样本,8个果实与8片叶为检验样本。采集试验样本果实与叶片的图像,并裁剪转化成二值化图像。以梨果实和叶片区域细化后的边界像素数和区域内像素数分别为果实和叶片的周长和面积,结合分形理论中周长与面积的关联模型,得到梨果实的周长与面积的拟合模型y=1.034 2x+0.109 8;叶片周长与面积的拟合模型为y=1.480 7x+1.245 5;叶片周长与果实周长的拟合函数y=0.795 5x+0.778 7;叶片面积与梨果实面积的拟合函数y=0.526 1x+1.433 1;叶片面积与果重的拟合函数y=1.930x+2.718。通过样本检验,各模型拟合精度达90%。     

基于统计复杂性测度、多重分形谱等方法的柑橘品质分级

为精确地度量柑橘品质分级,研究了病虫害为害状冰糖橙缺陷果实复杂性测度机器识别、脐橙果实周长-面积分形维数与分段色调单位坐标化多重分形谱高度/宽度的形状和颜色分级及糖酸度无损检测。对冰糖橙生理性缺硼、锈壁虱、油胞凹陷病3种常见病虫害果实为害状缺陷在0°—50°主色调区域实施长度为1°的分段,统计各分段色调区间像素分布概率,并计算统计复杂性测度C(Y)与Shannon信息熵H(Y),以C(Y)与H(Y)为检索词计算机查询果实病虫害检索表来进行病虫害缺陷果机器识别,平均正确识别率为93.33%。对脐橙果实果梗面与侧面在相垂直的2个投影面上的图像进行去背景与边界轮廓提取操作,计算边界轮廓周长-面积分形维数,以此为指标检索果实信息字典进行脐橙形状分级,正确率100%。以脐橙果实相对的2个侧面图像为研究对象,去其背景,将30°—120°主色调区域进行30°—50°、50°—70°、70°—90°和90°—120°的区间分割,生成4幅色调图像,计算此图像多重分形谱质心坐标、高度与宽度,对该高度与宽度进行单位质心坐标化处理,一方面以单位质心坐标化多重分形谱高度与宽度为指标检索果实信息字典进行脐橙颜色分级,正确率98%;另一方面以单位质心坐标化多重分形谱高度与宽度为参数通过糖酸度偏最小二乘模型映射果实糖酸度,糖度与酸度标准差分别在0.77及0.36以内,与实际值的相关系数分别在0.8及0.7以上。试验结果表明:统计复杂性测度、周长-面积分形维数、单位质心坐标化多重分形谱高度与宽度较精确地反映了柑橘分级中需识别的冰糖橙果实病虫害缺陷的特征、脐橙果实形状与颜色特性及内部糖酸度无损检测映射参数特点。     

岷江上游杂谷脑河流域典型耕作区土壤颗粒分维特征

【目的】对土壤颗粒分维特征定量化研究,为改良耕作区土壤结构和提高农业生产潜力提供基础数据支撑。【方法】选取岷江上游杂谷脑河流域3个典型耕作区,运用分形模型,研究该区域典型农耕区土壤颗粒分形维数特征。【结果】研究表明:土壤颗粒分形维数在2. 6279～2. 8705,不同土壤质地分形维数存在显著差异:粉壤土壤土砂壤土,表明土壤颗粒分形维数可以表征土壤质地差异;不同土地利用方式下分形维数的分布特征:退耕还林经果林原始林,土壤分形维数随土地利用类型的不同而发生规律性的变化;同一流域下不同土地利用类型的土壤颗粒分形维数与土壤深度成正比,不同深度土壤之间变化幅度较小且随深度增加逐渐稳定;土壤颗粒分形维数与黏粒(R2=0. 8125)和粉粒(R2=0. 7556)呈正相关,与砂粒(R2=0. 8932)呈负相关,表明土壤颗粒分形维数可表征土壤颗粒组成。【结论】土壤颗粒分形维数指标是表征土壤质地物理结构状况的重要参数。     

基于Image-Pro Plus的土壤颗粒微形态定量化研究

为使定性化的土壤微形态定量化,从而能够作为诊断指标应用到水稻土壤诊断分类中,以环刀法取水稻土壤原状土壤样品,制成标准薄片,应用偏光显微镜和Image-Pro Plus图像分析软件对水稻土壤颗粒微形态特征参数进行定量测量和统计分析。结果表明,贵州省贵阳市的2个土壤剖面在C/F_(15μm)、等圆直径、面积、周长、圆度、颗粒轮廓线分形维数、颗粒表面分形维数上存在显著性差异(P0.05),四川省广汉市的2个土壤剖面在C/F_(15μm)、等圆直径、面积、周长上存在显著性差异(P0.05)。各土壤微形态指标之间是互相关联的,等圆直径、周长、面积等指标偏重于描述颗粒的大小、粗细,而圆度、颗粒轮廓线分形维数、颗粒表面分形维数等指标则侧重于描述颗粒的形态特征和表面的粗糙复杂程度。微形态定量指标的使用可以综合评价土壤颗粒的大小、形态及表面特征。应用Image-Pro Plus图像分析软件能够较好地对水稻土土壤颗粒微形态进行定量化研究,为土壤微形态应用于水稻土的诊断分类提供了理论依据。     

黄龙山蔡家川林场景观格局分析及其破碎化评价

基于1997年黄龙山蔡家川林场1：50000林相图和卫星航片的解译,利用景观分析软件Fragstats3.3,从景观总体特征、斑头面积、斑块数、斑块周长、分形维数和邻近度指数等方面对该区景观格局和破碎化程度进行分析和评价。结果表明,该区林地面积最大、最完整,其他景观类型多呈小面积零散分布;苗圃、采伐迹地、未成林地和预备造林地景观组分在景观中的周长比例及斑块边界周长较小,破碎化程度较高;各景观组分的分形维数均较低（接近于1）,说明各景观组分斑块边界的褶皱程度较低,整个景观的边界形状较简单;林地的邻近度指数最大,破碎化程度最低,对整个生态系统稳定性的贡献最大。     

车八岭国家级自然保护区森林景观的斑块特征

利用植被图 ,在 GIS软件 ARC/INFO支持下对车八岭国家级自然保护区森林景观要素的斑块特征进行了研究。结果表明 :5种森林类型斑块中 ,马尾松林斑块所占面积最大 ,中亚热带山地常绿阔叶林斑块平均面积最大 ,中亚热带丘陵低山常绿阔叶林斑块总周长和平均斑块周长最大 ;景观破碎化的形成存在 2种机制 ,即人为破坏后相互切割造成和地形造成 ;斑块的形状指数表明受干扰较少的、面积较大的斑块不规则程度较高 ,森林斑块间分形维数不存在显著差异 ,具有一致的分形维数 1.382     

成都经济区植被景观格局及其破碎化研究

基于成都经济区2004年1∶100万土地利用类型图及林相图,在地理信息系统软件ArcGIS和景观结构分析软件Fragstats支持下,从景观总体特征、斑块面积、斑块周长、斑块数和分形维数等角度对其景观格局和破碎化程度进行了较深入的分析和评价。结果表明,各景观组分中农业植被面积最大,是整个景观的基质;竹林、竹丛及温带草丛面积较小,呈零散分布;中低海拔针叶林及针阔混交林(马尾松林、华山松林、柏木林、柳杉林、山杨林等)面积和周长皆小,而边界密度较大,景观破碎化程度较为严重。各景观组分的分形维数均较高,趋于2,表明各景观类型的边界褶皱程度均较高,整个景观的边界形状较为复杂,揭示了人类活动对该区域影响巨大。     

东北黑土无机颗粒和有机无机复合体的分形特征

利用颗粒分形理论对东北黑土土壤无机颗粒和有机无机复合体的分形维数进行计算,并分析其分布特征以及与土壤肥力的关系.结果表明:东北黑土无机颗粒分形维数主要分布在2.80～2.90,与各粒级均呈极显著相关.有机无机复合体的分形维数主要分布在2.66～2.93,与黏、粉粒级有机无机复合体分别呈极显著正相关和负相关.无机颗粒和有机无机复合体的分形维数间的回归方程y=88.18x-60.73x2 +10.57x3,表明无机颗粒复合有机质可降低土壤的分形维数,但受低温的影响,也可能使土壤复合度降低,进而增加土壤的分形维数.土壤颗粒的分形维数与肥力的相关分析证实无机颗粒复合有机质后,可增强土壤养分的保蓄能力,并在养分释放过程中起到缓释作用.     

毛竹林地上生物量与胸径的分形关系

竹林是中国亚热带地区的特殊林分,具有巨大的生物量和碳储量,在区域生态系统中占有重要的地位。以毛竹Phyllostachys edulis为例,利用分形理论研究了毛竹地上生物量与胸径的分形关系。研究结果表明:毛竹地上生物量与胸径存在分形特征,在生物量空间分布和累积上符合自相似特性,分形维数越大,生物量空间增加越快,且按指数函数规律增长,空间增长率为1.047 9;在年龄动态方面,分形维数定量描述了不同度数毛竹生物量在空间上动态平衡关系,1度、2度和3度毛竹地上生物量在空间分布和累积上没有差异,基本上遵循分形维数为1.93的规律,接近按2维数方式的变化。图3表1参19     

成熟期苹果计数方法研究———以黄土高原样本为例证

对比RGB(红,绿,蓝)颜色空间下各颜色分量间多种色差运算的自适应阈值分割与基于H(色调)和S(饱和度)的K均值聚类算法对苹果影像的分割,选取适宜于自然生长状态下成熟期苹果影像分割的最佳算法分割目标物.在影像分割的基础之上,通过计算影像中苹果区域的总面积与单果平均面积之商确定苹果数目.试验结果表明:1.1×R-G色差运算结合自适应阈值分割算法对成熟期苹果影像有较好的分割效果;以影像中苹果总面积与单果平均面积之商确定苹果数目的算法准确率可达82.18%,计数方法准确率高.     

水果图像的背景分割和边缘检测技术研究

根据区域阈值法分别对所采集的彩色图像的红、绿、蓝三帧图像进行背景分割,发现在B分量灰度直方图中利用双峰法选择阈值进行背景分割的效果最好;利用多种微分算子提取水果图像的阶跃性边缘,并用Hilditch细线化方法对已提取边缘的图像进行了细线化处理,获得了较好的边缘提取和细化处理效果;所研究的背景分割和边缘检测技术的处理效果可以满足进一步进行水果的尺寸、果梗、形状和表面缺陷等检测的要求。     

复杂背景下油茶果采收机重叠果实定位方法研究

油茶果机械化振动采摘技术关键在于振动点选取,判断振动点选取取决于果实生长密度测算和分布估计.然而自然环境下重叠果实的识别对判定结果有较大的影响,因此提出一种基于凸壳识别的分割边界优化方法,提升重叠油茶果识别与分割准确度.该方法先将原始图像转换颜色空间,经过阈值分割和形态学处理获得重叠果实的凹区域,然后在此基础上通过Harris角点检测得到区域的特征点集,利用主成分分析(PCA)和欧式距离方法分析特征点距离关系得到分割路径,最后采用最小二乘法对分割后的目标区域进行拟合重建得到果实轮廓.对比重建的果实轮廓与真实分布图像,该方法的平均定位误差为8.6％,比Hough方法低5.1％;平均耗时为0.52 s,比Hough方法低0.12 s.结果 表明,提出的方法可以有效解决重叠油茶果实识别与分割问题,为采摘装置的振动点选择奠定基础.     

砧木和生长调节剂对丰水梨果实萼片宿存的影响

2011和2012两年,分别以嫁接在豆梨和杜梨砧木上的丰水梨品种为试材,研究了杜梨和豆梨两种砧木,以及PBO、B9和GA3三种生长调节剂和处理时间对丰水梨短果枝和腋花芽果实萼片宿存的影响。结果表明,嫁接在豆梨砧木上的丰水梨腋花芽果实宿萼率显著低于杜梨砧木,但短果枝果实宿萼率在两种砧木间未见显著差异;PBO和B9能显著降低梨果宿萼率,但PBO效果优于B9,PBO处理时期以初花期,浓度以10 g/L为宜,GA3则显著提高了梨果宿萼率。     

梨脱萼果与宿萼果品质比较

【目的】对多个梨品种的脱萼果与宿萼果的内外品质进行综合比较,为梨优质果实的评价和品质提升提供理论和实践指导。【方法】以玉露香梨、酥梨、玉酥梨、红香酥、硕丰5个品种为试验材料,采用质构仪分析果实质地特性等方法,研究脱萼果与宿萼果内外品质。【结果】不同品种脱萼果的单果重均显著低于宿萼果,可溶性固形物含量均高于宿萼果;不同品种的各个质地指标在脱萼果与宿萼果之间没有显著差异;脱萼果的果皮硬度及果肉硬度均小于宿萼果;单位面积果肉组织中,不同梨品种脱萼果的石细胞含量均高于宿萼果,但大直径石细胞团含量均低于宿萼果。【结论】综合比较梨脱萼果、宿萼果内外品质后可得,脱萼果果个更为适中、果形佳,且可溶性固形物含量更高,硬度及石细胞团直径较小,口感更好。     

路面不平度的分形几何特征的图像分析方法

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。     

花期增温对香梨幼果期果实同化物积累及坐果率和萼片脱落的影响

【目的】研究库尔勒香梨花期温度变化对香梨果实脱萼率和坐果率的影响及其与同化物积累的关系,确定花期温度变化对库尔勒香梨果实发育的影响机制。【方法】以库尔勒香梨为试验材料,在初花期和盛花期进行增温处理,测定在坐果始期、萼片离层形成期与萼片脱落期的果实同化物含量的变化并观察梨果实脱萼率和坐果率。【结果】与对照相比,香梨不同花期增温处理均能降低脱萼率,盛花期增温处理的脱萼率差异极显著,降低了2.29倍;各处理组间坐果率差异均不显著。在坐果始期,盛花期增温处理后果实可溶性糖和蔗糖含量显著增加,相比对照分别高1.86和2.79倍,但初花处理与对照差异不显著。在萼片离层形成期未形成离层果实可溶性糖,蔗糖和淀粉含量均高于离层形成果。在萼片脱落期,各处理宿萼果果糖和淀粉含量均高与脱萼果。【结论】初花期增温处理对萼片脱落率和坐果始期果实同化物积累没有显著影响;盛花期增温处理促进坐果始期果实同化物积累,进而抑制萼片的脱落。     

库尔勒香梨脱萼、宿萼正常果和粗皮果的品质比较

[目的]对库尔勒香梨脱萼正常果、宿萼正常果、脱萼粗皮果和宿萼粗皮果的内外在品质进行了综合比较,旨在为库尔勒香梨优质果实的评价和品质改良工作提供理论依据和实践指导.[方法]以库尔勒香梨果实为实验材料,研究脱萼、宿萼正常果和脱萼、宿萼粗皮果的形状、果皮色素含量及一些主要内在品质指标的差异性.[结果]与粗皮果(脱萼、宿萼)相比,正常果(脱萼、宿萼)的果核小,果实硬度低;宿萼正常果的果实显著大于脱萼正常果,但其可食部分小.脱萼正常果的果皮花青素和叶绿素含量均高于宿萼正常果和脱萼、宿萼粗皮果,而类胡萝卜素含量最低.脱萼正常果的果肉总糖、蔗糖、可溶性固形物和固酸比均显著高于宿萼正常果和脱萼、宿萼粗皮果;脱萼正常果的葡萄糖和果糖含量均显著高于脱萼、宿萼粗皮果,但是与宿萼正常果相比无显著差异,宿萼粗皮果的这两种糖含量最低;正常果的果肉VC含量显著高于粗皮果,其中脱萼正常果的果肉VC含量显著高于宿萼正常果,脱萼粗皮果和宿萼粗皮果果肉VC含量之间无显著差异;正常果的果肉单宁含显著低于粗皮果,但脱萼正常果与宿萼正常果和脱萼粗皮果与宿萼粗皮果之间果肉单宁含量无显著差异.[结论]这四种果实的品质优差顺序为脱萼正常果＞宿萼正常果＞脱萼粗皮果＞宿萼粗皮果.     

不同颜色和果实对桔小实蝇的诱集效果研究

研究了桔小实蝇成虫对不同颜色和不同寄主果实挥发物质的趋性.红、黄、蓝、绿和紫5种颜色中,桔小实蝇成虫对紫色有较强的趋性,对蓝色趋性最弱.在供试的8种果实材料中,杨桃、番茄和番荔枝果肉对桔小实蝇成虫表现出较好的诱集效果.