树干与地面点云分类K-means方法的改进

随着激光雷达的发展,树木点云数据的获取更加简便、准确。为了实现树木点云的树干与地面分类,对K-means方法进行改进,通过计算高度和强度直方图确定k值和初始聚类中心点,用高度距离做聚类分析,实现单株树木原始三维点云数据聚类。结果表明:采用MATLAB对香椿树的31 394个点云数据和油松树的14 260个点云数据,分别进行了直方图处理和不同距离的目标函数做聚类分析的试验,得到树木点云数据的分类结果,并与DBSCAN算法和传统K-means算法结果对比分析,说明改进K-means方法,能够使得树干与地面更好的分离,提高了效率;采用改进的K-means方法对12颗树木点云进行应用分析,验证了方法的普适性,最终分类结果达到了树干与地面分离的标准。     

不同倍性水稻的花粉发育特征分析

以水稻品种红米2x和其对应的同源四倍体红米4x为试验材料,用激光扫描共聚焦显微镜观察了不同倍性水稻的花粉发育特征。结果表明,不同倍性水稻花粉粒形成过程基本相似,但与相应的二倍体水稻相比,同源四倍体水稻在减数分裂及后期发育过程中存在多种异常现象,如纤维素壁降解不完全、细胞不均等分裂及分裂不同步等现象;在成熟花粉中,二倍体水稻的正常花粉占89.92%,败育率为10.18%,四倍体水稻的正常花粉占69.96%,败育率高达30.04%;四倍体水稻的花粉直径显著大于二倍体水稻,且四倍体水稻的花粉粒萌发延迟。认为不同倍性水稻的花粉发育存在差异,染色体加倍对水稻花粉发育产生了不良影响。     

1个水稻雌配子不育突变体的筛选及初步分析

在水稻转基因后代中,筛选到1个与雌配子育性相关的突变体,该突变体自交后代群体外源标记基因(潮霉素磷酸转移酶hpt)保持1∶1的分离规律,连续6代自交没有得到纯合株系；正、反杂交以及测交分析显示,潮霉素抗性基因只能通过雄配子进行传递；结实率统计分析表明具有外源标记基因hpt的单株有近乎一半的雌配子发生败育,胚囊的育性与外...     

激光扫描共聚焦显微镜显示土壤原生动物细胞结构的研究

介绍了一种运用激光扫描共聚焦显微术显示土壤原生动物细胞结构的方法,试验结果较清晰地显示出该纤毛虫细胞表面纤毛器及纤毛器基部附属微管结构,并总结了试验操作过程中的注意点.     

Transient Expression of Exogenous Gene into Plant Cell Mediated by PEI Nanovector

This study was carried out to investigate the transfection effect of exogenous gene into plant protoplast cell mediated by polyethylenimine (PEI) nanovector, based on PEI gene delivery system in the field of medical science. PEI/DNA complexes were prepared by using PEI polymer to bind the plant expression plasmid, pCMI205-GFPn. The ability of PEI combining and protecting DNA was investigated by agarose gel electrophoresis retardation assay. The surface characteristics of PEI/DNA complexes were observed with transmission electron microscope. The transfection efficiency of Arabidopsis thaliana protoplasts mediated by PEI/DNA complexes at different N/P ratios was analyzed based on observation of transient expression of green fluorescent protein with confocal laser scanning microscope. PEI could bind and condense DNA, and form stable 100-200 nm PEI/DNA complexes when the proportion of PEI and DNA is in the range of 5:1-1:4.Transfection efficiency of PEI/DNA complexes increased with N/P ratios in range of N/P＜5 and reached the highest at N/P=5, and began to decrease beyond N/P＞5 as higher toxicity to cells. The transfection efficiency of PEI/DNA complexes at N/P=5 was higher than PEG. This study confirmed that PEI nanovector could effectively mediate foreign gene entering into A. thaliana protoplast cell to obtain transient expression, which may be developed as a hopeful and novel transgenic method combined with plant protoplast regeneration.     

基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量

采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据,坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木,利用垂直分布特性识别树干,得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割,将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体,利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据,新采集的一帧数据写入缓冲区末尾,同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出,实现树冠体积的在线测量。实验结果证明,树冠连续/不连续场景下,方法均能准确检测分割树冠、识别树干,实现树冠体积的在线测量。     

基于激光扫描的田间目标跟踪系统

研究了基于激光扫描的田间目标跟踪系统。提出基于激光测量数据的变阈值物体区分法,并利用其进行目标物体区分;然后针对机动运动目标建立当前统计运动模型,并且利用概率数据关联算法进行数据关联,最终完成对多个田间机动目标的跟踪。通过实验证明变阈值物体区分法和滤波算法能够满足田间目标跟踪要求。     

板材三维曲面的无模多点闭环成形技术

基于具有并行调形功能的多点快速曲面造型系统和自主开发的激光扫描测量机，提出了三维板类件多点闭环精确造型的概念，并应用PID控制算法进行了多点闭环成形实验，得到了符合设计要求的工件形状。讨论了三维板类件多点成形逆向工程的实现问题。     

基于三维激光扫描成像系统的树木干曲线的分形特征

树木干曲线具有分形的结构,文章应用分形方法对甘肃小陇山地区86棵不同树种的单木以及解析木干曲线进行研究,通过计算得到干曲线的分形维数介于2-3之间,研究结果表明同一树种树木干曲线的生长趋势是一致的。经过对单木干曲线和标准解析木干曲线分形维数的测定以及比较分析,可以发现同一树种不同径阶的树木干曲线具有统计意义上的自仿射分形特征,表明分形方法在对树木及其组成部分的形态上的描述作用极大。文章针对立木的测量,采用三维激光扫描成像系统,不仅获得了丰富的测树因子信息,更以此为基础对森林计测学研究进行了扩展,是一项非常有意义的工作。     

基于三维激光扫描技术的粮食储量监测系统的设计与试验

为实现仓储粮储量在线实时监测,该研究开发了一种基于三维激光扫描技术的粮食储量在线监测系统。采用自主研制的倒置式粮仓专用型三维激光扫描仪对储粮进行扫描,通过上位机通讯、采集点云数据并控制扫描仪的工作过程,应用粮食体积计算软件实时计算储粮体积和数量,从而解决了仓储粮储量快速高精度监测的问题。使用该系统在中储粮某直属库进行系统验证试验,结果表明,测量得到的粮食体积满足最大误差不超过1%的技术指标,且经过多次试验检验,系统具有较好的稳定性、测量精度高、操作简便等优点,能够满足仓储粮储量监测的要求。该研究为实现仓储粮储量的快速实时在线监测提供了有效的方法。