基于多特征降维的油茶果壳籽粒的分选识别

针对目前株洲丰科林业装备有限公司智能–1型油茶脱壳机中分选识别系统存在的识别方法单一、受分选目标颜色影响大、自适应功能较差等问题，建立了基于多特征降维的油茶果壳籽粒的分选识别方法：提取油茶果壳籽粒的6维形态和颜色特征；根据这些特征的特性采用降维的方法，以保证算法的识别效率；将降维方法融入人工免疫网络算法中进行算法模型的辨识。选用颜色特征区分较明显的分别已晾晒3 d和12 d的油茶果进行采集分选，通过降维优化得到2分量、4分量与6分量的3 d晾晒样本识别率均值达70%、80%、90%；晾晒12 d的识别率均值达50%、60%、75%；晾晒3 d识别时间均值为60 ms、350 ms、450 ms；晾晒12 d的识别时间均值为80 ms、420 ms、480 ms。     

库布齐沙地滴灌人工林土壤水分运移及其与土壤分形特征的关系

【目的】探究库布齐沙地人工林滴灌下土壤水分运移规律以及其与土壤分形特征的关系,以期为人工林滴灌策略制定提供参考。【方法】以典型人工林为研究对象,基于激光粒度衍射法测得土壤粒径分布并计算单重及多重分形维数,通过大田试验明确灌水及水分再分布过程湿润锋动态变化规律,并采用通径和冗余分析等手段探究湿润锋运移与分形特征的联系。【结果】1)库布齐沙地滴灌人工林湿润锋水平及垂向运移可分别用对数函数(R2=0.941~0.990)和幂函数(R2=0.958~0.996)描述；2)砂粒含量高于70%、黏粒低于2.5%土壤条件下,利用粉粒、黏粒含量构建的多元回归模型能较好地计算停灌后二维水分运移距离(R²=0.839~1.0),但对停灌前适用性较差(R2=0.243~0.403)；3)单重分形维数D和信息维数D1、信息维数/容量维数D1/D0、关联维数D2均与砂粉比呈负相关,而滴灌形成的湿润体体积与砂粉比正相关,且D较D0、D1、D1/D0、D2更能解释土壤砂粉比差异对湿润锋运移的影响。【结论】滴灌下人工林水分运移满足函数定量关系,砂粒占比高于70%且黏粒低于2.5%时,土壤质地越粗则湿润体体积越大,可在灌溉策略制定时进行土壤粒径分析,节约决策成本。与库布齐沙地相似环境条件下,滴灌时长6h流量3.0L.h-1时,速生杨和榆树林在停灌后48h需启动下次灌溉,沙柳和旱柳林则不需要。     

永定河典型护岸植被土壤水分入渗特征及影响因素

为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响，为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考，选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象，通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.0等图像处理技术，基于分形维数和多指标评价法定量评价了优先流发育程度，并探讨了不同植被根系对优先流的影响。结果表明：(1)研究区3种植被类型覆盖地土壤均存在水分优先入渗现象，土壤染色面积比随土层深度增加而逐渐减小，柳树林地平均染色面积比(38.32%)最大，为荆条林地和狗尾草地的1.11倍和1.37倍。狗尾草地的长度指数、优先流分数均显著低于柳树林地(P<0.05),3种植被覆盖地基质流深度无显著差异。(2)以优先流评价指数和分形维数评价优先流发育程度的结果呈一致，为柳树林地>荆条林地>狗尾草地，柳树林地的湿润锋迹线破碎化程度最高，优先流发育最显著。(3)有机质、非毛管孔隙度和根长密度对水分入渗均具有显著影响，总根长密度、非毛管孔隙度与染色面积比呈显著正相关，≥1 mm根系根长密度、有机质含量与分形维数呈显著正相关。3种植被覆盖地染...     

沂蒙山区土壤侵蚀垂直景观格局的分形特征

以北方土石山区的典型代表沂蒙山区为研究区，以TM影像和地形图为源数据，根据全国土壤侵蚀分类分级标准，综合运用GIS和RS技术，获取以50 m为带宽的土壤侵蚀强度垂直分带数据。在Fragstats3.3中提取周长面积分维数（D），计算稳定性指数（SI），旨在揭示沂蒙山区土壤侵蚀分形的垂直变化特征。结果表明，土壤侵蚀景观在垂直维度上具有明显的分异性。在景观水平上，土壤侵蚀景观周长面积分维数（D）随高程呈先迅速增大后缓慢增大趋势，稳定性指数（SI）则呈先急剧减小后缓慢减小趋势。在缀块类型水平上，对于研究区，D值     

植物茎干水分系统混沌动力学特性分析

植物水分系统由于与周围环境的非线性相互作用，通常表现出复杂的时空格局。为了探究植物水分系统中的混沌特性，该研究以相空间重构、相关维数（correlation dimension,CD）、最大李雅普诺夫指数（largest Lyapunov exponent,LLE）为基础，研究了植物茎干水分时间序列中可能存在的混沌行为，研究树种包括海棠、花楸、黄丁香、铅笔柏和杨树。结果表明，植物水分系统存在混沌现象，且植物水分动态特性由控制变量数量有限的确定性系统决定。不同种类植物的茎干水分混沌参数普遍存在差异，同种植物生长状态相近时茎干水分的混沌参数相近，当生长状态出现差异时混沌参数随之发生变化。对不同生长状态的植物茎干水分混沌参数分析发现，杨树在干旱胁迫下LLE不高于0.006，而对照组平均值为0.010，木质部破坏胁迫后LLE不高于0.007，而对照组平均值为0.019，表明混沌参数可有效表征植物茎干水分数据变化趋势，并与植物生长状态存在联系，可以尝试利用这一规律对植物生长状态进行预测与回溯。该研究尝试从混沌理论的角度分析植物水分系统的复杂性，可为理解植物水分动力学的混沌行为提供新的途径。     

基于降维分析优化南瓜籽多糖拉面面团制作工艺

将提取的南瓜籽粗多糖加入传统的拉面面团中,以期改善传统拉面的品质与营养。选取南瓜籽多糖添加量、加水量、盐添加量、速溶蓬灰添加量、面团静置时间5个单因素,以面团TPA质构的综合得分为指标进行优化。结果表明:经主成分分析法提取公因子,确立综合得分计算模型,得到综合得分(Y)与弹性(X1)、咀嚼性(X2)、硬度(X3)的关系为:Y=0.375X1+0.351X2+0.364X3;在单因素的基础上进行响应面试验,得到南瓜籽多糖拉面面团的最佳制作工艺为:小麦粉约200 g(以此为基准),加水量44.6%,南瓜籽多糖添加量7.1%,食盐添加量3%,蓬灰添加量0.6%,静置时间30 min,此时面团综合得分最高,拉面面团质构指标优良。     

喀斯特山区土壤颗粒的分布特征及其对可蚀性的影响

采用野外调查与室内试验相结合的方法，分析喀斯特山区有林地、灌木林地、灌丛、荒草地、退耕地和耕地等6种土地利用类型的土壤颗粒组成，探究不同土地利用类型土壤颗粒分布、分形及可蚀性差异，并阐明土壤粒径分布特征与土壤可蚀性的关系。结果表明：6种土地利用类型土壤粒径分布均表现为粉粒、黏粒、砂粒质量分数依次减少，灌木林地和灌丛砂粒质量分数显著高于退耕地和耕地的，退耕地黏粒质量分数显著高于灌木林地、灌丛及荒草地的；6种土地利用类型土壤分形维数为2.822~2.873，灌木林地、灌丛、荒草地、有林地、耕地、退耕地的土壤可蚀性大小依次降低；土壤分形维数与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著负相关，与黏粒质量分数呈显著正相关；土壤可蚀性与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著正相关，与土壤黏粒质量分数呈显著负相关；通过土壤颗粒分形维数与黏粒质量分数的关系模型所得的土壤分形维数拟合值与实测值间的相对误差最大为0.11%，最小为0.03%，说明该模型有较高程度的可靠性和准确性，可用来代替实测法计算土壤颗粒分形维数。在喀斯特山区的灌木林地和灌丛土壤最易受到侵蚀，应加强对其的防治，尤其是在坡度较大区域。     

施加生物质炭对盐渍土土壤结构和水力特性的影响

以江苏省沿海围垦区盐渍土为研究对象,基于Micro-CT图像扫描技术,分析施加生物质炭后改良盐渍土土壤孔隙度、土壤水分特征曲线以及非饱和导水率等土壤特性的变化,并建立分形模型预测土壤水力性质,以此揭示施用生物质炭对于海涂围垦区盐渍土土壤结构和水力特性的影响。试验设置0、2%、5%(与表层0～20 cm土壤质量比) 3个生物质炭添加水平,重复3次。结果表明:施加5%生物质炭显著降低盐渍土土壤容重,增加土壤总孔隙度和大孔隙度;大于0. 25 mm水稳性团聚体质量分数显著增加,增加土壤孔隙分形维数;提高土壤饱和含水率和饱和导水率;结合Micro-CT图像扫描技术和孔隙分形理论预测改良盐渍土土壤水分特征曲线和非饱和导水率,预测效果精度高,能够用于实际问题的研究。     

结合面切向接触刚度分形模型建立与仿真

基于接触分形理论和微接触面积分布函数,建立了计及微接触面积分布的域扩展因子影响的结合面切向接触刚度分形模型,并通过数字仿真直观揭示了结合面切向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系以及这些相关参数对切向接触刚度的影响规律.仿真研究结果表明,结合面切向接触刚度随着结合面法向载荷的增大而增大,随结合面切向载荷的增大而减小,随结合面分形特征长度尺度参数的增大而减小,但随结合面分形维数的变化规律比较复杂.