管窥分形在林业科学中的应用

针对土壤多孔介质结构的复杂性，从其结构形成的物理机制和Katz定律出发，利用分形几何理论，将土壤作为在统计意义上具有分形特征的多孔介质来研究，建立了分形维数定量化的函数式；试验应用扫描电镜法研究了土壤多孔介质断面微结构并算出分形维数。理论计算和试验测量结果都表明：不同经营模式人工林、天然林及混交林的土壤团粒结构分形维数对林地土壤性质变化均有影响，土壤大于0．25mm的团聚体与水稳性团聚含量越大，团粒结构的分形维数越小，土壤肥力越高，土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体、水稳性团聚体之间存在显著回归关系。分形理论为林地土壤科学管理提供了理论依据。     

木材断裂裂纹及应力场的分形研究

木材材料的各向异性夺致木材断裂裂纹具有强烈的非均质性，其在二维空间内的分布县有非线性特征。运用数盒子法对裂纹发育带在二维平面内的分布进行了分形特征研究，发现木材裂纹县有明显的分形规律，分形维数为1．2-1．5；通过比较不同时问段的裂纹发育情况，发现裂纹的分形维数随斡裂纹的扩展星增加的趋势。对木材断裂过程的应力场进行分形研霓的结果表明，裂纹应力场伞表现出分形的特征，并且分形维数在裂纹尖端处最小，在远离裂纹尖端处较大。     

木材密度曲线的分形分析

本文对银杏（Ｇｉｎｋｇｏ ｂｉｌｏｂａ Ｌ．）ｘ射线木材密度曲线分形分析,结果表明,银杏木材密度的分形维数约在１．４４３０。分形维数直观地反映了木材密度年轮内和年轮间的变化规律,与年轮宽度有一定的联系,与木材密度本身关系不大。木材密度的分形维数一般由遗传因素控制,不同树种木材分形维数是相对固定的。木质材料的分形研究,是揭示其内在规律的有效方法。     

基于分形维木材表面粗糙度的研究

应用分形维对木材表面粗糙度特征进行研究。首先，对Sarkar和Chaudhuri提出的分形维计算方法做了改进：其次，以60个树种为研究对象，提取和分析木材表面的分形维数。得出结论：分形维数能够反映木材表面的粗糙程度，可作为木材表面粗糙度的一种度量？     

基于分形理论的汽车发动机故障诊断技术

从工程应用出发论述了分形几何的基本概念和性质,给出了定量描述分形特征的重要参数－分形维数的定义。介绍了求分形维数的方法和技巧,分析了汽车发动机诊断的特点,提出了将分形几何用于汽车发动机故障诊断的技术路线。     

分形理论在削片机故障诊断中的应用

将分形的有关理论与削片机机械故障诊断联系起来,论述了分形维数的基本概念,并给出了相关算法.研究结果表明:基于分形的机械故障诊断对削片机机械系统的故障极为敏感.     

分形理论在马尾松松材线虫病发病早期高光谱探测中的应用

采用便携式ASD野外光谱仪,对3个样地未知病害马尾松进行反射光谱连续测量,在对随机抽取的样木反射光谱数据红边位置、绿峰反射高度和红谷吸收深度分析的基础上,进一步利用分形理论,计算450～780 nm之间的反射光谱曲线的分形维数,并分析曲线构形变化机理与分形维数之间的关系.结合后期补充调查,结果表明:(1)分形维数在调查期间特别是后期,呈下降趋势,这基本与3个光谱参数的变化吻合,但相对红边位置、绿峰反射高度和红谷吸收深度,分形维数变化趋势较稳定,说明分形维数作为马尾松健康状况预测的指标具有一定潜力;(2)分形维数与绿峰反射高度和红谷吸收深度存在正相关关系,且与绿峰反射高度的相关关系高于红谷吸收深度;(3)补充调查死亡样木分形维数与绿峰反射高度的关系模型,进一步说明分形维数对马尾松健康状况的分析是可行的.     

削片机主轴振动信号分形维数计算

从理论上分析了削片机主轴振动过程的分形特性,运用分形理论对实际测得的削片机振动信号进行分析,计算出信号的关联维数.结果表明,削片机主轴振动是一种混沌运动.通过选择合适的嵌入维数计算出的关联维数能够反映系统的真实特性,所以关联维数可以作为削片机检测的一个特征参量.     

基于分形理论的木材纹理特征研究

介绍了一种利用自相关函数来估算图像分形维数的方法，并将其应用到木材的纹理分类检测中。实验表明，分形维数值直接反映了木材纹理的粗糙程度，可定性地作为描述木材纹理粗糙度的一种度量。     

杉木马褂木不同混交比例土壤团粒结构的分形特征研究

应用分形理论、弹性分析及边际分析法,建立了土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体含量、土壤结构体破坏率之间的回归模型,研究不同杉木、马褂木造林模式的土壤团粒结构分形维数对林地土壤结构性质变化影响的效应。结果表明:土壤>0.25 mm的团聚体及水稳性团聚体含量越大,团粒结构的分形维数越小,土壤结构越好,在不同杉木、马褂木造林模式中,以杉木和马褂木混交比例(3∶1)的土壤结构性最好;土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体、水稳性团聚体之间存在显著回归关系。土壤团粒结构分形维数对土体性质的变化产生较大的效应,为林地土壤科学管理提供了理论依据。     

基于分形理论的路域生态系统恢复研究初探

我国道路路域的生态系统恢复研究严重滞后于道路工程建设的发展,人工绿化的景观常陷于物种单一、生态异质性低的困境。通过综述分形理论在土木工程、规划、地理信息系统、景观生态学等方面的研究进展,借鉴分形理论在相关学科的应用方法,结合目前道路绿化的现状,提出引用分形维度来定量考察道路路域生态系统恢复情况的构想。     

家具的分形研究进展与应用

分形理论经过几十年的发展,现已成为当今世界十分重要的新兴理论.在阐述分形理论的基础上,把分形几何、分形艺术与家具的设计研究联系在一起,进一步探讨他们之间的发展、应用前景及研究的意义.     

豫西石质丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒分形特征

运用分形理论,以豫西石质丘陵区土壤为供试材料,分析了天然次生林、荒草地、混交林、杨树林、耕地等5种土地利用方式的土壤颗粒分形特征及其与土壤各粒级含量、理化性质之间的关系。结果表明:1)研究区土壤细粒化较明显,具有一定的水土保持效应;2)5种用地方式分形维数平均值介于2.510～2.629之间,分维值大小依次为天然次生林>耕地>杨树林>混交林>荒草地,可以在一定程度上反映石质丘陵区水土流失的程度;3)土壤颗粒分形维数与土壤颗粒含量存在较强相关性,即土壤中黏粒含量越高,尤其是0.002～0.001 mm粒级含量越高,分形维数越大;4)研究区土壤颗粒分形维数与速效钾含量呈显著正相关,与其它理化性质的相关性均不明显。     

南酸枣人工幼林根系与其树高、胸径的分形特征

南酸枣为我国南方的多用途优良阔叶树种。依据3年和5年生的5种南酸枣林分类型林木的根系及树高、胸径的观测数据,应用分形理论,探讨了南酸枣人工幼林林木的根系与其树高、胸径的分形关系特征,揭示了林木根系的生长过程及其生物量的积累与空间分布规律。结果表明:根系与树高、胸径之间存在极显著的分形关系,说明南酸枣人工幼林根系生物量的累积及其空间分布是一个分形生长过程,它服从分形维数D值规律增长;根据分形模型可以估算林木根系的生产力。     

分形理论在土壤科学研究中的应用

土壤系统具有高度的非线性和动态性特征,是已知的最为复杂的系统之一。分形理论作为一门新兴的非线性科学,应用于土壤学科已有十几年的历史。文章介绍了分形理论在土壤学的应用,包括分形理论在土壤颗粒重量、土壤颗粒表面积、土壤颗粒体积以及在土壤水分特征曲线、土壤水动力输运中的应用。     

基于分形维数特征的原木漏节图像的研究

采用X射线法透射木材,根据检测透射物体后射线的强度差异,建立木材X射线的分形模型。采用计算盒子维数的方法对原木漏节X射线图像进行有效的边缘检测,用分形维数D的大小来定量描述原木漏节图像的不规则程度,以确定缺陷所在。研究表明背景部分与边缘部分的分形维数存在一定程度的差别,正常部分分维数值大约在2.007 3左右,漏节边缘分维数值大约在1.400 0~1.900 0之间。