几何形态学方法区分短吻鲾地方种群的研究

运用传统形态测量方法和地标点方法对广东阳江和湛江两个短吻鲾的形态特征进行了分析。传统测量方法的主成分分析的前两个主成分（76.29%）能明显地区分出两个种群。相对扭曲主成分分析前3个主成分（64.03%）也能明显地区分出两个种群,但效果差于传统方法的主成分分析。网格变形图显示,两地短吻鲾的形态差异主要表现在头部。地标点法避免了传统的多变量形态测量方法的信息冗余、包含的形状信息不够完整等问题,并能够重建图形,突出局部的形变,能够直观地比较出研究对象之间的细微差别。     

桃蛀螟和松蛀螟的外部形态学和几何形态度量学研究

[目的]桃蛀螟[Conogethes punctiferalis(Guenée,1854)]和松蛀螟(C.pinicolalis Inoue&Yamanaka,2006)是重要的农林业害虫,前者属重大蛀果害虫,为害多种果树和农作物且会造成巨大的经济损失.二者具有同域分布、外部形态和外生殖器解剖结构差异甚微等特性,不仅为...     

基于地标点法的不同黄河鲤群体形态鉴别

为了解黄河鲤谱系进化过程中不同群体形态差异,利用地标点法对20世纪70年代标本黄河鲤和现有山东、河南黄河鲤群体形态进行比较。选取19个地标点,通过最小平方和法进行回归分析,回归系数为0.998,证明地标点选取有效。通过地标点的重叠效果以及对平均形进行矢量化、网格化处理,形态差异主要体现在背鳍基部和腹鳍。相对扭曲主成分分析在不同黄河鲤群体中共提取34个主成分,通过第1、2主成分绘制散点图,标本黄河鲤群体与其他2个群体无重叠且较集中,河南和山东黄河鲤群体重叠且分散。聚类分析表明,河南、山东群体聚为一支,标本黄河鲤为单独一支。前5个主成分累积贡献率为93.03%,解释了主要形态变异,对前5个相对扭曲主成分得分建立Bayes判别函数,结果显示100%的标本黄河鲤能准确识别。背鳍基部和腹鳍2个位置靠近鱼类传统测量中体高特征值,标本黄河鲤与河南、山东黄河鲤形态差异极显著。综上,标本黄河鲤与河南、山东黄河鲤形态差异较大,主要体现在体高/体长比,而河南和山东黄河鲤形态无明显差异,为探究不同群体黄河鲤谱系在种质利用过程中分化和遗传渐渗时间奠定了基础。     

基于几何形态测量的西北太平洋日本鲭的个体生长规律

为探究西北太平洋海域日本鲭(Scomber japonicus)的个体生长规律,利用基于地标点的几何形态测量方法对2021-2022年“淞航号”在西北太平洋海域采集的210尾日本鲭样本进行形态学分析。结果发现不同体长组的日本鲭的外部形态存在显著差异(P<0.01)。主成分分析和多元回归分析均显示,体长组越小的个体,其分区更为明显,三个不同体长组间的分区位置存在重叠,不同体长组的具有相同的生长模式,日本鲭形态生长速率随体长的增加而逐渐减小。薄板样条变形网格结果表明,体长越小的日本鲭个体,其腹部,尾部越小,日本鲭的外部形态随着体长的改变而发生变化。结论认为,西北太平洋日本鲭生长形态随着体长的增加而逐渐发生改变。     

几何形态测量学及其在鱼类生态学研究中的应用进展

几何形态测量学为基于笛卡尔地标点的形状统计分析方法。该方法能够较完整地保留原始样本的形态信息,并配合使用数学与统计学方法对形态数据进行分析,目前已广泛应用至包括鱼类生态学在内的诸多领域中。本文简要概述了几何形态测量学的发展、重要概念、研究方法及其在鱼类生态学中的研究进展。几何形态测量学在鱼类生态学领域中的应用可概括为环境对个体发育的影响、适应辐射、功能形态与生态等3个方面。分析结果认为,几何形态测量学能够在生态学研究中较为细致地反映形态差异并配合后续数据分析,但仍需加强理论研究和技术手段开发。该方法在反映功能形态、结合系统发育、多角度或三维形态分析等方面均大有可为。     

基于近邻几何特征的TLS林分点云分类研究

目的在地面激光雷达点云分类任务中多存在特征维度较高的问题,然而当点云数量较多,分类任务中构造较高维度的特征往往需要较多的计算成本和运行内存。为了解决这一问题,本研究提出用近邻点构造5个几何特征训练成熟分类器,以期在将林分点云分为地面、树干与枝叶3个类别的同时达到降低特征维度的目的。方法在构造特征的过程中采用近邻值为140的快速KDtree搜索近邻点,获得近邻点后利用其计算协方差矩阵特征值、法向量、曲率、方差和最大高程差构造5个几何特征训练分类器。为了检验本研究构造的特征在林分点云分类中的稳定性,分类器分别采用随机森林和xgboost做比较研究。本研究的实验数据均来自地面激光雷达扫描获得的单站蒙古栎人工林点云数据。结果使用随机森林和xgboost分类器训练的模型在测试集中正确估计样本数量和样本总量的比值分别为0.932 1和0.936 3。这两个分类器在地面、树干和枝叶这3个类别中的查准率达到0.97、0.93、和0.91以上,且在这3个类别中的分类结果中xgboost较随机森林均有千分级的优势。结论结果表明本研究构造的特征能够完成林分点云分类任务,在保证点云分类准确率的基础上,既减少了特征维度,又有助于提高特征计算效率,具有较高的稳定性。本研究的分类结果可为林分参数反演和生物量估计等研究奠定基础。      

田间小麦叶片无损监测方法的实现及旗叶几何表型定量

[目的]对田间小麦叶片进行无损监测,从数字图像处理的途径探讨田间小麦旗叶几何表型的测试方法,以期建立小麦旗叶几何表型与氮肥管理的关系。[方法]以宁麦13为试验材料,对其进行不同的氮肥处理,并采用数码相机及辅以数字图像处理的技术手段,探讨小麦旗叶的叶面积、长度和平均宽度与施氮量的关系。[结果]肥料处理是影响小麦旗叶几何表型的重要环境因子,不同的氮处理可令旗叶面积变化达4倍,小麦旗叶长度也可从15.87 cm增长到25.33 cm,因此小麦旗叶几何表型是鉴定前期肥料供应量的显著特征。旗叶表型与氮处理之间的高精度拟合关系表明该无损检测技术是研究小麦田间表型、氮肥及环境因子响应规律的可靠技术手段。[结论]该研究表明使用带标尺刻度的动态背景板数字图像处理技术是获取田间无柄及小叶作物几何表型的有效手段,其为田间条件下作物叶片器官生长动态的无损监测提供了一个可行的技术方案。     

几何设计中圆锥曲线法的一种表述法

对计算机辅助几何设计中的圆锥曲线法,提出一种比较简捷的表述法。从而把各种不同条件和限制下的圆锥曲线方程统一起来,得出在典型情况下圆锥曲线唯一存在的充分必要条件,并推出相应圆锥曲线的一般方程和参数方程表达式。     

不同地理居群冰清绢蝶翅脉的几何形态学分析

[目的]研究几何形态学方法在研究蝶类昆虫种内居群间分化的可行性和有效性。[方法]以冰清绢蝶为研究对象,对我国冰清绢蝶主要地理分布区的10个地理居群共200个体翅脉脉相的相关指标进行研究,利用三维数码显微镜共测量、分析前后翅共计17种脉相的几何形态学性状(包括翅脉长度、翅脉两点间线段长度、中室面积等),再利用SPSS 21.0软件对筛选出的有效性状进行了统计和聚类分析。[结果]冰清绢蝶10个地理居群的形态分化和它们的地理分布之间存在明显的相关性;安徽滁州琅琊山的居群在聚类树上的位置较为特殊,没能显示出与其地理分布间的明显关联性。[结论]几何形态学分析方法在蝶类的种内分化研究中是一种十分有效的辅助手段。     

田间小麦叶片无损监测方法的实现及旗叶几何表型定量(英文)

[目的]对田间小麦叶片进行无损监测,从数字图像处理的途径探讨田间小麦旗叶几何表型的测试方法,以期建立小麦旗叶几何表型与氮肥管理的关系。[方法]以宁麦 13 为试验材料,对其进行不同的氮肥处理,并采用数码相机及辅以数字图像处理的技术手段,探讨小麦旗叶的叶面积、长度和平均宽度与施氮量的关系。[结果]肥料处理是影响小麦旗叶几何表型的重要环境因子,不同的氮处理可令旗叶面积变化达 4 倍,小麦旗叶长度也可从 15.87 cm 增长到 25.33 cm,因此小麦旗叶几何表型是鉴定前期肥料供应量的显著特征。旗叶表型与氮处理之间的高精度拟合关系表明该无损检测技术是研究小麦田间表型、氮肥及环境因子响应规律的可靠技术手段。[结论]该研究表明使用带标尺刻度的动态背景板数字图像处理技术是获取田间无柄及小叶作物几何表型的有效手段,其为田间条件下作物叶片器官生长动态的无损监测提供了一个可行的技术方案。     

小盾片几何形态特征在10种鳃金龟分类中的应用

为探讨小盾片几何形态特征对金龟子分类鉴定的可行性和可靠性,以金龟子小盾片的几何形态测量特征为依据,对10种鳃金龟进行分类识别,利用TpsDig2软件在10种金龟子各20个样本的小盾片上,分别提取8个标记点,再利用PAST软件进行普氏叠加和薄板样条分析,消除大小、方向等非形状因素的影响后,得到小盾片8标记点形状的扭曲图像,最后利用SPSS 22.0进行判别分析。结果表明:对10种鳃金龟小盾片8个标记点坐标数据进行普氏叠加和薄板样条分析后,得到标记点位置折线图和扭曲图像,可直观看出10种鳃金龟小盾片形态差异主要发生在标记点2和6处;利用小盾片8个标记点坐标数据形成的几何形态特征进行判别分析,原始判别和交叉判别正确率均高达99.0%。因此,利用小盾片的几何形态特征可以对10种鳃金龟进行准确识别。     

高层建筑结构考虑几何刚度的梁柱效应分析

结构的几何刚度与应变中的某些特定非线性项相对应,与弹性刚度相比,其对一般结构计算结果的影响通常可忽略不计。但对于某些较特殊或高层建筑结构,则需要考虑其影响。本研究通过对几个工程实例的计算,表明在有些结构尤其是高层建筑结构中,几何刚度对计算结果的影响比较显著,进行梁柱效应分析是必要的。     

全景视频摄像机的非参数化几何校正与拼接

提出了一种新的多相机全景视频拼接几何校正拼接方法。先用全景视频摄像机组采集标准标定场的稀疏特征点阵,利用自适应网格细分技术把采集的图像和标定场坐标细分到像素级对应,则全景视频的几何校正和拼接可以通过直接映射得到。在摄像机阵列相对位置固定时,可以一次校正多次使用。本文方法避免了普通拼接方法的特征点检测、匹配优化等参数求解过程,尤其是采用具有较大畸变的广角镜头和相邻相机视场重叠较少时更能体现出其优越性,并可以很容易地迁移到类似的应用中。通过一个原型系统,验证了本文方法的有效性。     

NOAA/AVHRR数据的几何精纠正方法研究

利用NOAA／AVHRR资料进行省级水稻遥感长势监测与估产是以高精度配准为前提的,因此首先论述了在利用TBUS报进行系统纠正的基础上,还必须进行几何精纠正的必要性及其方法的选择;提出综合利用ARC/INFO和ENVI的功能建立几何精纠正的标准空间,通过各种变换进行图像增强处理,仔细选取地面控制点;利用59次浙江省范围的NOAA/AVHRR数据计算出不同方法中的误差,首次通过方差分析和多重比较进行统计检验。结果表明：RST,二元一次多项式拟合法和二元二次多项式拟合法之间的RMS差异达到极显著水平,选定二元二次多项式拟合法作为几何精纠正方法,灰度值重采样采用三次卷积插值法,可作为采用NOAA/AVHRR资料开展省级水稻面积遥感估算、长势监测与估产的基础．     

旋翼无人机遥感图像几何纠正的初步研究

基于旋翼无人机遥感平台信息采集的试探性研究,介绍了获得图像几何畸变特征及其纠正方法。研究结果表明,旋翼无人机所获得图像几何畸变明显,经几何纠正后,所获得的田块信息精度能满足精准农业的要求。     

室内几何测试条件对土壤高光谱数据离散性的影响

利用方差分析方法,研究了光源照射角度、探头距离、光源距离3个几何测试条件对室内土壤高光谱数据离散性的影响.结果表明,探头距离对室内高光谱样本曲线的离散性影响不明显,而光源照射角度、光源距离对室内高光谱样本曲线离散性影响的显著性与选取的研究波段范围有关,除B1波段(400～900nm)外,都达到了极显著水平.在该试验研究条件下,15°的光源照射角度、15cm的探头距离和30cm的光源照射距离是较理想的室内测试几何条件组合.     

长江和闽江水系野生中华绒螯蟹及其养殖子一代形态特征比较

为鉴别长江与闽江野生水系中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)及其养殖子一代,运用基于地标点法的几何形态测量学方法研究两群体野生个体及其养殖子一代头胸甲的形态特征差异。先通过地标点法提取头胸甲上特征点的坐标值,然后进行相对扭曲主成分分析和判别分析来区分4群体头胸甲,最后利用薄板样条分析和网格变形将头胸甲形态变异矢量可视化。结果表明:长江和闽江水系野生个体被完全分为两块较集中的区域,而两野生群体养殖子一代频繁交叉出现,各组不能形成较集中区域;网格变形图显示各群体头胸甲的形态差异主要为额刺和侧刺长度;逐步判别分析中两野生群体的判别准确率均为100%,而两野生群体养殖子一代判别准确率为40%~60%,存在明显的错判风险;聚类分析先将两野生群体养殖子代聚为一类,然后与长江野生个体聚为独立的一支,最终与闽江野生个体相聚。综上,长江与闽江野生中华绒螯蟹形态特征差异较大,但这些形态特征差异在人工养殖一代后基本消失,因此形态学特征不能区分长江与闽江野生中华绒螯蟹养殖子一代。