激光扫描共聚焦显微镜在园艺植物研究中的应用

综述了激光共聚焦显微镜的原理以及激光扫描共聚焦显微镜技术在园艺植物细胞学、植物荧光方面、发育生物学和遗传学的应用研究进展,并对其在园艺植物研究中的应用前景进行了展望。     

激光扫描共聚焦显微镜检测Fluo-3 AM 负载大鼠心肌微血管内皮细胞最佳浓度和时间的探讨

为了探讨 Ca2+荧光探针 Fluo-3 AM 对大鼠心肌微血管内皮细胞(Rat Myocardial Microvascular Endothelial Cells RMMECs)最佳装载浓度和时间。将 Fluo-3 AM 分别稀释成1、2、3、4、5μM/L,每一浓度的探针分别装载细胞5、10、15、20 min,应用激光扫描共聚焦显微镜检测细胞内荧光信号的强度、位置、装载探针后细胞的形态来观察装载效果。结果表明：1～3μM/L的Fluo-3AM负载5~20 min均不出现荧光信号;4μM/L 的 Fluo-3AM 负载5~10 min 时即出现荧光信号;5μM/L 的 Fluo-3 AM 孵育细胞15 min后出现清晰且分布均匀的荧光信号。Fluo-3AM对贴壁生长的RMMECs负载效果主要受探针浓度和负载时间的影响。     

基于元胞自动机的黄土坡面细沟侵蚀模型研究

在黄土高原,细沟侵蚀量占坡面总侵蚀量的70%左右。细沟侵蚀作为坡面侵蚀的主要形式,是坡面水蚀物理过程的重要组成部分[2]。长期以来,尽管国内外学者针对细沟侵蚀已经进行了大量的研究工作,但人们还未充分理解和掌握细沟侵蚀的形成和演化机理。现有研究大都将动态复     

基于单站三维激光扫描数据的林木胸径提取方法

2018年4月以天津市滨海新区海滨大道临港工业区段西侧约1km绿化段为试验区域,通过地面三维激光扫描仪获取单站点云数据,基于最小二乘圆拟合算法,利用LISP语言编制程序对林木胸径值进行自动提取,再通过现场抽测39株‘107杨’Populus×euramericana‘74/76’和65株刺槐Robiniapseudoacacia树对计算结果进行精度统计。结果表明,‘107杨’计算中误差为0.8cm,刺槐计算中误差为0.7cm,整体计算中误差为0.7cm,整体计算中误差<1cm。表明采用最小二乘圆拟合算法对单站点云数据进行胸径计算,效率更高、精度可靠,可应用于实际工程项目中。     

基于三维激光扫描的单木胸径和树高提取

为了提高林分尺度下单木参数的识别精度,研究了基于三维激光扫描的单木胸径和树高的辨识方法。在东北林业大学实验林场,采用Trimble S60三维激光扫描仪,对104株蒙古栎进行多测站扫描,获得样本树的点云数据。在对点云数据进行配准、去噪、地形数据提取、切片栅格化等一系列处理基础上,基于霍夫变换和连续生长法分别构建了胸径和树高的提取方法,对林分尺度下单木定位识别、胸径和树高提取精度进行了对比分析。研究结果表明:所构建方法单木定位识别精度均值为87.50%,胸径和树高提取的均方根误差分别为2.88 cm、2.61 m。     

地基激光雷达提取大田玉米植株表型信息

玉米个体表型信息对于玉米的高产高效发育规律研究、玉米遗传育种中基因型的确定具有重要意义,该文针对传统的玉米表型信息提取方法费时、费力、效率低下、主观性强等问题,提出一种基于TLS(terrestriallaserscanning,地面激光扫描)技术的大田玉米个体表型信息提取方法。利用地基激光雷达获取毫米级精度的玉米个体植株三维点云数据并进行海量点云数据预处理,构建玉米叶片三角网模型和叶片骨架点云;基于叶片三角网提取绿叶叶面积,基于叶片骨架点云提取叶长和叶倾角,基于未去穗的玉米植株点云提取株高。试验结果与实地手动测量值相比,真实叶面积、叶长、株高、叶倾角的均方根误差(RMSE)分别为12.69 cm~2、1.31 cm、1.30 cm和5.12°,平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.38%、1.32%、0.61%和8.96%。试验结果表明本文提出的基于TLS提取玉米个体表型参数的方法精度较高,具有可行性,为辅助玉米育种、生长监测等提供了一种有效手段。     

北京市西山地区栓皮栎林空间结构特征研究

以地面三维激光扫描仪作为林分资源调查的技术手段,采用"多站式"扫描方法来获取栓皮栎林标准地内林木树种、树高、胸径、胸高断面积等测树因子,利用混交度、大小比数、角尺度3个指标分析了北京市西山林区栓皮栎林样地的空间结构特征。研究结果表明:(1)栓皮栎林乔木层共包括15个树种,其中,栓皮栎种群在密度和断面积累积量方面占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;(2)栓皮栎林整个林分混交度较低,平均混交度0.306,各树种混交度以栓皮栎、栾树为最低,其它伴生树种以中度、强度和极强度为主;(3)栓皮栎、元宝枫、刺槐、辽东栎种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的64%,68%,64%和59%,其它树种优势度不明显;(4)栓皮栎林林分平均角尺度为0.528,说明该林分水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低。     

基于三维激光扫描仪的罗非鱼去鳞效果检测方法研究

随着科学技术的进步和计算机技术的迅速发展,将日常现实生活的实体场景迅速转化为计算机能识别处理的数据早已实现,三维激光扫描技术就是其中的代表之一。三维激光扫描工作原理主要是采用非接触式高速激光测量技术和方法,利用激光测距的原理将被测物体的三维坐标、反射率和纹理等信息进行全面的测量,由此快速复测被测物体的三维模型及点、线、面、体等各种数据,且能将被测物体的三维坐标进行计算的一种科学测量技术。     

使用高分遥感立体影像提取黄土丘陵区切沟参数的精度分析

为了研究高分立体像对测量黄土丘陵区切沟参数的适用性,选取陕北黄土区合沟小流域,以三维激光扫描全站仪获取的数据为参照值,分析使用GeoEye-1高分遥感立体像对测量切沟参数的精度,得到如下研究结果.1)刃沟面积、周长、沟长和沟宽等线状和面状参数平均测量误差分别为3.58 m2,0.55 m,0.13m和-0.10 m,其中面积、周长和沟长的百分误差主要集中在5％以内,沟宽百分误差主要分布在10％以内.2)切沟三维参数沟底宽、最大沟深、平均沟深的平均测量误差分别为-0.67、0.14和-0.46 m.截面积和体积的平均误差分别为-6.30 m2和-54.01 m3.最大沟深的百分误差主要集中在30％以内,沟底宽、平均沟深、截面积和体积的百分误差则主要分布在50％以内;相较于三维激光扫描的切沟,立体像对提取的切沟沟底形态误差较大,主要是沟底宽和平均沟深偏小.3)切沟规模越大,切沟体积、截面积和沟底宽的测量值偏小的幅度越大.但是,切沟体积测量误差与切沟体积之间可以建立较好的线性回归模型,在缺少其他测量手段时,可以使用该模型对测量误差进行校正.总体上看,高分立体遥感为切沟线状和面状参数测量以及切沟体积测量提供了新的方法,为黄土丘陵区沟蚀监测提供了便捷、且相对可靠的数据源.     

计算机控制激光扫描识别木段横断面图形的研究

针对原木在确定最佳旋切回转中心时,需要识别原木横断面外形几何尺寸而研究、设计了采用计算机控制的激光扫描检测系统,对原木进行动态测试、数据转换及图形显示。其方法是沿木段长度方向均匀设置５～７个激光传感器,当木段旋转时,起动激光传感器进行数据采集,每隔１５°扫描一个点,在各横断面圆周上共采集２４个点的数据,由计算机计算出每个角度上原木表面到中心轴的距离,并对这些数据通过坐标变换,在计算机上绘制出原木横断面几何图型。测试结果表明,该系统的综合测量精度达到±１ｍｍ。