基于序列图像的土壤孔隙网络模型构建

在土壤序列数字图像基础上,利用3S图像分析技术进行预处理,结合形态学网络模型理论和孔隙拓扑结构,实现了孔隙网络模型的构建。模型确定了适合描述土壤孔隙空间拓扑特征的网络模型数据结构,研究了提高序列数字图像垂直方向分辨率的关键算法,以及切片水平和垂直方向上像元的连通判断问题。此模型是孔隙结构特征的直接映射,再现了孔隙三维结构。     

基于MVS序列图像的油菜三维模型

为实现油菜作物模型的可视化研究,给油菜作物的数字化管理提供数据基础,以感染虫害的苗期油菜为研究对象,采用MVS序列图像技术,搭建MVS技术的序列图像采集平台。根据SFM和PMVS算法获得虫害油菜的稀疏点云数据和稠密点云数据,同时,探索序列图像数量对于特征点匹配的影响。对MVS序列图像技术获得的虫害油菜三维点云数据,采用滤波、精简、Alpha-Shape曲面重建等处理,得到虫害油菜的三维形态曲面模型。结果显示,使用图像数目多和8邻域匹配两者相结合的方法可以又快又好地匹配图像特征点;在获得合适的Alpha值情况下,Alpha-Shape算法可以真实形象地表现出虫害油菜的生长状态。     

不同孔隙类型组合的胶结指数计算模型分析

地层胶结指数m是碳酸盐岩储层评价中的重要参数,与孔隙结构和胶结度有关,是地层导电通道弯曲复杂程度的反映。一般情况下,地层中裂缝越发育,m越小,孔洞越发育,则m越大。在三孔隙模型中,一般将孔隙分为3种类型:基质孔隙、裂缝和非连通孔洞。基于三孔隙模型,计算了2种不同孔隙类型组合情况下的m:第1种孔隙类型组合为基质孔隙与裂缝并联,再与非连通孔洞串联;第2种孔隙类型组合为基质孔隙与非连通孔洞串联,再与裂缝并联。计算结果表明,2种三孔隙模型计算的m差异不大,且均与岩心试验分析的m符合度较高。     

基于工业CT扫描的不同类型土壤孔隙结构研究

本研究从3个土壤类型样地中采集11个原状土柱,进行CT断层扫描,结合结构方程模型定量分析土壤大孔隙特征参数与土壤含水量间关系。结果表明：不同土壤类型的大孔隙累积弯曲度可抑制土壤含水量的增加,褐土区的大孔隙垂直连续性强,喀斯特人工恢复林地区的大孔隙水平发育度高,且破碎程度高。不同植被类型条件下的林地总孔隙体积较大,乔木群落土壤大孔隙平均直径分别是灌木和草本的1.33倍和1.87倍,灌木的弯曲度高于林地;大孔隙的弯曲度可促进土壤大孔隙表面积的增加。本研究可为后续定量化分析大孔隙三维特征及其对水分运移的贡献等内容提供基础支撑,为不同地区人工林有效恢复及管理、林地土壤营养物质运移及滞留、土壤水分运移机制等提供参考。     

新型土壤孔隙水压力检测系统的研制与建模

分析了土壤含水率和孔隙水压力测量的应用领域和研究现状;阐述了建立二者之间数学模型的意义;介绍了目前国内外几种常用的测量方法、测量手段和相关仪器设备,并对比了他们之间的优缺点.介绍了系统各部分的功能结构、测量原理和数据分析过程.在分析结果数据、仪器监测数据和前期结论的基础上,得出了一种算法,根据该算法编写了软件,实践证明...     

基于序列图像的土壤表面三维重建及粗糙度测量

土壤的表面粗糙度是精准农业所需的重要信息,通过序列图像重建地表三维模型来自动测量任意位置和区域的土壤粗糙度.对试验田土壤进行序列图像采集,由Agisoft PhotoScan软件对图像进行处理并得到三维点云数据.在Matlab平台对点云进行表面拟合和全域粗糙度求解.结果表明,该方法在任意选取的4个方向的二维粗糙度测量值与传统方法测量值的相对误差在6％以下.因此,基于序列图像的土壤表面三维重建及粗糙度测量是一种可行、快速、自动化程度高而成本低的粗糙度测量方法.     

土壤孔隙结构检测技术研究现状与展望

土壤孔隙是水气运移和生物运动的通道，在调节土壤肥力和生态功能中起着至关重要的作用。土壤孔隙结构的量化研究是认识土壤结构、明晰孔隙结构与宏观功能关系的前提。然而，受土壤自身复杂性的限制，目前土壤孔隙结构检测技术普遍存在精确度低、重复性差和操作复杂等问题。针对获取和量化土壤孔隙结构中的重点和难点，归纳了现有方法的优缺点、潜在误差源及应用场景。现有方法总体可分为两大类：间接法和直接观察法，间接法是利用土壤中水、气、声、热等特性获得孔隙直径、体积或孔固体表面积等信息，主要包括水分特征曲线法、压汞法、气体吸附法、声波法、热脉冲-时域反射法、变压法、回归分析法等；直接观察法可以通过几何可视化来直接观察土壤孔隙空间，并借助图像处理技术，从图像中提取大量的定量形态学和拓扑描述符进行评估，例如切片观察法、扫描电子显微镜技术、计算机断层扫描技术、核磁共振技术等。对表征土壤孔隙结构的定量化方法进行了总结，梳理了近5年常规统计法、地统计学和分形理论在土壤孔隙结构定量化研究上的应用和成果。最后对今后田间原位土壤孔隙结构检测的发展方向进行了展望，尝试为土壤孔隙结构的现场检测装置研发提供理论参考和新思路。     

宁夏土壤施肥模型软件的设计与实现

以智能化农业信息处理系统的科研项目为背景,依据宁夏长期的施肥试验结果,将与施肥有关的因素通过计算机处理、判断、分析,实现了各种作物施肥配方的自动化、合理化．     

土壤孔隙分布的光学图象分析

本文提出了一种对土壤光学显微照片中孔隙分布的计算机图象分析方法。借助不同光波通过固体颗粒和孔隙时的不同反映，应用计算机图象分析手段，在Ｎｏｒｔｏｎ和ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ理论的基础上，建立了一个新型的更为适合天然和工程土体中孔隙分布分析的方法，计算结果与实际情况吻合较好。     

土壤含盐量BP神经网络反演模型

运用Hyperion数据,以黑龙江省大庆市某一实验区为例,通过对图像预处理、特征提取、土壤含盐量、波段与土壤含盐量的相关性分析,建立BP神经网络模型(Back Propagation Network)、经验统计模型等进行研究,并开展了对土壤含盐量的定量提取研究,探讨Hyperion数据反演土壤含盐量的方法.结果表明:与传统的经验统计模型相比,BP神经网络模型具有不可比拟的优越性;同时,Hyperion数据为建立土壤含盐量模型提供了高维的输入样本,大大提高了反演的精度;土壤含盐量的反演模型的研究还有待于进一步深入.     

激光预打孔接装纸透气度与孔面积数学模型的建立

研究建立卷烟激光预打孔接装纸透气度和打孔孔径关系。设置不同打孔排数、孔数的激光预打孔接装纸,分别测试其透气度和孔面积,分析透气度和孔面积的关联性,建立数学模型。结果表明,激光预打孔接装纸透气度和孔面积高度相关,单位长度孔面积(S,μm2/cm)和透气度(A,cm3/min,150A≤800)的较优回归方程为S=547.3A+37 813.6(r=0.985,P0.000 1),利用所建数学模型计算打孔孔径,与实测值的偏差均小于1%。     

预变形Cu本构关系的神经网络模型和Z-A模型

利用Split-Hopkinson bar装置上所得到的变形数据，研究了冲击预变形铜的神经网络本构关系模型以及Zerrrlli-Axmstrong本构关系模型，比较了两种模型对冲击预变形铜在不同热力学状态下流变应力的预测精度．研究表明：神经网络模型的总的拟合度为0．9％，而Zerrilli-Armstrong模型的拟合度为8％；Zerrilli-Armstrong模型相对于神经网络模型精度较低，是由于物理模型把材料内部某些动态变量作为常数处理，而神经网络模型建模训练时已经包含了这些动态变化的因素；通过增加神经网络输入节点数可以扩大神经网络模型的应用范围。     

基于人工神经网络的土壤含水量预报模型

土壤水分含量是影响作物生长的重要因素,精确预测技术对水资源的合理利用与管理具有重要的指导意义。土壤水分运动是一个复杂的时间序列系统,其变化与区域气候条件和生态环境密切相关,具有明显的随机性波动。利用人工神经网络的方法对河南驻马店地区的土壤含水量进行预报,利用表层土壤含水量资料计算了一些与深层土壤含水量相关的预报因子,用以建立驻马店地区深层土壤含水量的神经网络预报模型,并应用独立样本进行了初步的模拟预报检验。结果表明,预报模型取得了令人满意的效果,应用神经网络的方法预报深层土壤含水量是可行的。     

深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响

【目的】东北黑土实施深松结合秸秆还田对土壤孔隙结构影响的研究缺乏明确性结论，为此开展本研究，旨在研究深松结合秸秆还田对黑土结构的影响机制，为合理耕层创建提供科学依据。【方法】利用在东北典型黑土区——黑龙江省绥化市青冈县开展的5年田间定位试验为平台，设置农民常规耕作（FP）、单独深松25 cm(T2)、深松25 cm结合秸秆还田（T3）和深松35 cm结合秸秆还田（T4）等处理，采用CT扫描技术开展土壤孔隙结构可视化和定量化研究，并结合田间持水量和容重等指标，探究深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响。【结果】通过土壤孔隙二维和三维图像可以清晰看出，各处理0—20 cm土层孔隙分布均明显少于20—40 cm土层，深松结合秸秆还田（T3、T4）的孔隙分布明显多于FP，增加了结构更为复杂的大孔隙。定量化分析表明，相较于FP，单独深松25 cm(T2)显著提高20—30 cm土层总孔隙度103.0%(P<0.05)，主要通过显著提高小孔隙（孔隙直径d≤0.50 mm）孔隙度91.3%和中孔隙（0.50 mm相似文献   

植物三维形态数字化设计评价指标体系探讨

 针对植物可视化建模与数字化设计技术及软件工具研发中存在的目标不明确、流程不统一、技术不规范、难以量化评价等问题,结合植物三维形态结构、形态建成过程特点和软件工程技术标准,探讨了当前植物三维形态数字化设计目标以及应用需求,提出了植物三维形态数字化设计的功能评价指标和技术评价指标,并以模糊综合评价模型为实例阐述了评价体系的应用。     

天津临港吹填土植被生态重建中土壤改良及绿化技术研究

以天津临港纬二路吹填土植被生态重建项目为例,介绍了节水型盐碱滩地物理-化学-生物综合改良与植被构建技术的应用效果,并对项目实施后2年的土壤进行了跟踪调查,发现土壤含盐量、p H及土壤养分都维持在适宜植物生长范围内,植被成活率达95%,并对临港项目进行了简单的生态效益、经济效益、社会效益描述。     

木材细胞壁的空隙构造及物质的输运过程

该文较详细地归纳了迄今为止有关绝干和湿润状态木材细胞壁的空隙构造，木材细胞壁中物质的输运过程、物质在细胞壁中的平衡态分布、影响物质输运过程的主要因素等.为进一步深入开展这方面的研究，作者提出了值得商榷的几点问题及今后开展这方面研究的一些设想.     

木材细胞壁的空隙构造及物质的输运过程

该文较详细地归纳了迄今为止有关绝干和湿润状态木材细胞壁的空隙构造 ,木材细胞壁中物质的输运过程、物质在细胞壁中的平衡态分布、影响物质输运过程的主要因素等 .为进一步深入开展这方面的研究 ,作者提出了值得商榷的几点问题及今后开展这方面研究的一些设想