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。研究亮点:地标点法是国外最新发展出并被广泛使用的形态测量方法,该方法以地标点的坐标来表示生物的形状信息,再通过旋转与重叠,用网格图形和相对扭曲分析样本间的形状差异。本文在国内首次使用该方法有效地区分了短吻鲾的不同地方种群。     

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。     

水稻叶片几何参数无损测量方法研究

【目的】提出实现自然生长状态下的水稻叶片几何形态参数视觉无损测量,为实时监控水稻的生长状况提供准确的数据,也为农学研究者提供新的技术手段。【方法】类似曲线长度细线测量方法,在叶脉上通过手势交互绘制确定一组控制点,插值生成过控制点的3次B样条曲线,调整控制点使得B样条曲线逼近叶脉方式实现水稻叶片长度测量。在叶片最大叶宽处绘制1次B样条曲线实现水稻叶片最大叶宽测量。采用基于4个方向模板运算的距离变换算法对茎叶夹角图像进行骨架信息提取,并利用Hough变换对提取的骨架信息进行直线检测实现茎叶夹角计算。应用BP神经网络、支持向量机回归和随机森林回归算法对样本数据进行训练,以水稻叶片长度、叶片最大宽度作为输入变量对水稻叶面积进行估测。【结果】B样条曲线逼近方式计算的水稻叶长的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.523 3 cm和2.33%,叶宽的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.055 2 cm和6.66%。Hough变换计算的茎叶夹角平均绝对误差和平均相对误差分别为1.27°和2.46%;通过对金优458和中早35两个不同品种结果对比,相较于其他模型,发现BP神经网络模型对叶面积估测结果的均方根误差、平均绝对误差和平均相对误差分均为最低,其中JY458品种的均方根误差、平均绝对误差及平均相对误差分别为1.189 2 cm2、1.061 cm2和4.95%,ZZ35品种的均方根误差、平均绝对误差及平均相对误差分别为1.143 1 cm2、0.959 5 cm2和4.85%。【结论】从图像采集到测量操作过程都不与被测叶片器官进行接触,真正意义上实现了对水稻叶片几何形态参数的无损测量,且操作便捷,测量精度高,误差小,完全能够满足农学研究的需求,为其他植物器官的几何形态参数无损测量提供了一种新的普适方法。     

中国鱚(Sillago sinica)群体形态学初步研究

对东营、青岛和温州近海的中国(Sillago sinica)3个地理群体共69尾样品进行了常规形态特征测定,以框架测量法测定了18个框架数据,并基于多变量分析法对测量数据进行了统计分析。研究结果表明,中国不同地理群体可数性状上均无显著差异;单因子方差分析结果显示,在27个形态特征值中,东营群体与青岛和温州群体间分别有17个和14个变量存在显著差异,温州和青岛群体间仅有6个变量存在显著差异;聚类分析结果显示,群体间存在交叉现象,无法检测到与地理相对应的分支类群;根据第一和第二主成分构建的散布图显示,东营群体个体相对集中。以上实验结果均表明,中国3个群体间存在一定程度的形态差异,东营群体与其它两群体间形态差异较大。该研究为中国种群研究提供了形态学依据,为其研究的深入开展奠定了基础。     

基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建方法研究

在前人研究的基础上提出一种基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建的研究方法,为构建鱼类本体提供一种新的方法,以应用到鱼的识别研究领域.     

四个地方种群绒螯蟹形态差异的比较研究

选取合浦水系和绥芬河水系的日本绒螯蟹与长江水系和辽河水系的中华绒螯蟹4个绒螯蟹种群,以辽河水系绒螯蟹(♂)与绥芬河水系绒螯蟹(♀)杂交后代为辅助研究对象,对它们的17个外部形态特征分别进行聚类和判别分析。聚类分析结果显示,绥芬蟹、合浦蟹、辽河蟹和杂交蟹聚为一组,长江蟹为单独的一组。判别分析亦可将长江蟹与合浦蟹、辽河蟹、绥芬蟹和杂交蟹分开,雌蟹整体判别率为74.2%;雄蟹整体判别率为75.4%。中国大陆绒螯蟹在长期的进化过程中,受环境影响较大,对原产地环境的依赖性极强,从而形成了不同的地方种群,这些地方种群在生长性能方面具有极强的地域性。日本绒螯蟹和中华绒螯蟹能自然杂交、可育,两者间不存在生殖隔离。     

基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建方法研究

在前人研究的基础上提出一种基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建的研究方法,为构建鱼类本体提供一种新的方法,以应用到鱼的识别研究领域.     

基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建方法研究

在前人研究的基础上提出一种基于图像的黑鱼几何特征本体获取和构建的研究方法,为构建鱼类本体提供一种新的方法,以应用到鱼的识别研究领域。     

应用薄层等电聚焦电泳法区分松毛虫赤眼蜂地理种群的研究

本文应用薄层等电聚焦电泳法分析了松毛虫赤眼蜂4个地理种群的酯酶同工酶、苹果酸同工酶及蛋白质。结果表明:松毛虫赤眼蜂地理种群的酯酶同工酶间有一定差异,苹果酸同工酶及蛋白质间差异极小。与垂直板凝胶电泳比较,薄层等电聚焦电泳法用以分析松毛虫赤眼蜂的酯酶同工酶,分辨率较高,可用于地理种群的鉴定。     

谷子生物量与器官几何特征间的异速驱动关系研究

以谷子（Setaria italica）品种张杂10号为试验材料,通过大田谷子生长栽培试验,动态测定了张杂谷子不同叶位的叶片长度（最大长度）、叶片宽度（最大宽度）、叶片生物量、茎节长度（最大长度）、茎节生物量以及谷穗长度和谷穗生物量,分析了不同器官生物量与其几何形态结构特征参数的异速变化关系,构建了基于生物量的谷子器官几何形态结构生长模型。结果表明,叶片生物量与叶片长度、茎节生物量与茎节长度、谷穗生物量与谷穗长度的异速变化关系采用幂指数方程表示,方程的决定系数分别为0.83、0.77和0.98,叶片生物量与叶片宽度呈二次曲线变化,决定系数为0.80,各方程显著性检验结果均显示达极显著水平（P<0.01）;叶片长度、叶片宽度的实测值与模型模拟值的均方根误差分别为5.28 cm和0.35 cm,茎节长度的实测值与模型模拟值的均方根误差为1.17 cm,谷穗长度的实测值与模型模拟值的均方根误差为2.40 cm。谷子不同器官的几何形态结构参数与其对应的累积生物量之间存在显著的统计相关性,采用构建的生物量预测谷子器官几何结构模型具有较高的精度。     

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．     

池塘养殖条件下黑尾近红鲌（0~＋～2龄）的可量性状研究

[目的]探索人工养殖条件下黑尾近红鲌的可量性状。[方法]首次采用传统形态（TM）度量和框架结构形态（TBM）测量相结合的方法对池塘养殖条件下的黑尾近红鲌（0＋～2龄）的可量性状进行了研究。[结果]黑尾近红鲌的体长与全长、体高、吻长的相关系数分别为0.988、0.960和0.739,具有较好的相关性。尾柄高与尾柄长、体长与头长、头长与眼径的相关系数分别为0.604、0.482和0.355。黑尾近红鲌体长与体重呈幂指数关系,其回归方程为W=0.015L2.971（r2=0.978,P〈0.01）;全长与体长的回归方程为BL=0.786＋0.390TL（r=0.988,P〈0.01）;体高与体长的回归方程为BL=3.363＋1.471BD（r=0.960,P〈0.01）;吻长与体长的回归方程为BL=7.361＋5.879 SnL（r=0.739,P〈0.01）。[结论]池塘养殖条件下黑尾近红鲌（0＋～2龄）呈匀速生长规律,其肥满度较自然生长条件下更高。