Shape identification and particles size distribution from basic shape parameters using ImageJ

Quick and accurate particle size distribution analysis is desirable in various technical fields that handle granular or particulate materials including size reduction. We developed an ImageJ plugin that extracts the dimensions from a digital image of disjoint particles after identifying their shapes and determines their particles size distribution. We established that the major and minor axes of ImageJ fitted ellipse along with the developed correction factors efficiently determined dimensions of particles. This paper describes the plugin development and its application to food grains and ground biomass. Using computer generated geometrical shapes as reference objects, a shape identification strategy that addresses common geometric shapes such as square, inclined square, rectangle, inclined rectangle, circle, ellipse, and inclined ellipse was developed. The strategy used only three newly defined shape parameters to identify objects, such as reciprocal aspect ratio, rectangularity, and feret major axis ratio from the standard outputs generated by ImageJ. Evaluation of effects of the particles shape, size, and orientation on the deviation from the reference particle's length and width indicated that the mean absolute deviations of all these factors were less than 1.3%. Developed plugin was applied successfully to analyze the dimensions and size distribution of food grains and ground Miscanthus particles images. The plugin produced quick and accurate size distribution of particles from digital images and can be applied to variety of particle analysis applications.     

湿周法估算河道内最小生态需水量的理论分析

研究了不同河道几何断面的湿周法理论,分析了各种几何断面的湿周-流量关系。结果表明,当河道断面呈三角形、U型和抛物线型时,湿周-流量关系曲线可近似用幂函数拟合;当河道断面呈矩形和梯形时,湿周-流量关系曲线可近似用对数函数拟合。通过采用斜率为1法和曲率最大法确定曲线变化点,估算最小生态需水量发现,不论郡种断面,用斜率为1法和曲率最大法估算的结果差异很大,斜率为1法的估算结果均大于曲率最大法。分析同一流量下、不同断面形态对湿周法的适宜情况结果表明,在同一流量下,几何尺寸接近的不同断面,矩形和梯形断面有较大的湿周值,从湿周法初衷来讲,则更有利于生物生境的保护。     

双峰驼外周血细胞的形态结构及酸性α－醋酸萘酯酶反应

应用光镜、电镜和酸性α－醋酸萘酯酶（ＡＮＡＥ）反应，对双峰驼外周血细胞的形态结构和淋巴细胞分类进行了观测研究，并与其他动物进行比较。结果表明，双峰驼红细胞为无核的椭圆形，大小７～８×３～４．５μｍ；嗜中粒细胞的特殊颗粒细小，光镜下不易辨认，电镜下为体积小的椭圆或亚铃状而与嗜天育颗粒区别，母驼有明显的Ｂａｒｒ小体；嗜酸粒细胞内充满亮桔红色的大颗粒，颗粒具有长杆状结晶体；嗜碱粒细胞数量极少，大小不等的嗜碱性颗粒常遮蔽细胞核，淋巴细胞中主要是小淋巴细胞，核缺刻侧有时可见数个粗大的圆形嗜天青颗粒，７５％～８０％的淋巴细胞为ＡＮＡＥ阳性。     

圆和椭圆特征参数检测算法研究

从图像处理的角度出发,介绍了求取圆和椭圆特征参数的算法——最小二乘拟合法。对圆形零件特征的计算,还提出了面积法和周长法。通过对计算结果的比较,得到拟合圆和面积法是比较有效的计算方法。     

北京明长城森林景观空间结构的分形特征及稳定性

为了从整体上了解北京明长城沿线森林景观空间结构的分形特征及稳定性状况,基于分形理论,以北京市长 城普查数据和近期森林资源调查数据为主要数据源,以北京境内明长城两侧3 000 m 范围内的森林景观为研究对 象,在对研究区各景观类型的周长和面积统计的基础上,又对各景观要素类型斑块形状指数及周长-面积的标度和 频度关系进行了定量分析,并结合分维数以及稳定性指数对各景观要素类型的分形特征和稳定性进行研究分析。 结果表明,研究区内各景观要素类型斑块形状指数以及周长-面积的标度和频度关系是客观存在的。周长和面积 统计表明,研究区以有林地和灌木林地为主,二者面积比重之和达83.38%,而疏林地和无立木林地景观面积比重 较少,分别为0.76%和0.36%。平均斑块形状指数、分维数以及稳定性指数分析表明,农地和其他用地景观的斑块 形状最为不规则,复杂程度最高,空间占据程度最大,稳定性最低,而疏林地斑块形状最规则,稳定性最高。其中, 农地景观稳定性指数为-0.086 7,表现为在其复杂形态下的一种稳定性。从整体上看,研究区自然景观斑块形状 较人文景观更为规则,稳定性更高。地形地貌和人为干扰是影响景观斑块形状和稳定性的主要因子。      

利用Voronoi图评价油松人工林空间结构

为量化分析北京市八达岭油松Pinus tabulaeformis人工林森林空间布局特征,优化其生态系统结构,利用Delaunay三角网、Voronoi图的地埋信息系统（GIS）方法确立各中心木的邻近木株数,并以此为基础划分森林空间结构单元,计算各单元的聚集指数、混交度、大小比数和开敞度,实现森林空间结构信息化调查和研究。结果表明:由Voronoi图创建空间结构单元的方法,是一种区别于传统固定邻近木株数为4的合理的方法;研究区中邻近木株数范围为3~11株,在9种边长个数不同的空间结构单元中,最常见的邻近木株数为6;经统计分析可得,研究区的空间结构参数均不符合正态分布;聚集指数为1,表明整体为一般聚集状态;全林分平均开敞度为0.52,林木生存空间充足;树种的平均大小比数为0.53,整体呈中庸态势,竞争程度一般,但林分间处于优势的油松个体占比较大,竞争能力较强。由于研究区所在林分并非人工纯林,树种混交度水平参差不齐,油松的平均混交度最弱为0.25,其余树种混交程度较强。总体上树种间隔离度较差,全林稳定性较弱。     

基于加权Voronoi图的乡镇行政边界调整研究——以山东省商河县为例

以GIS为技术手段,通过综合应用基于GIS的Voronoi图分析方法和多层面复合等空间分析方法,得出了合理的商河县乡镇行政区划调整理论方案。     

福建省水牛巴贝斯焦虫病调查研究 Ⅱ.病原鉴定

1981～1986年调查福建省崇安县水牛巴贝斯焦虫病,该病病原初步鉴定为牛巴贝斯焦虫Babesia boris(Babes,1988)。病原各类虫体形态所占比例分别为:单梨形虫体占37.21％,双梨形虫体占35.03%,椭圆形虫体占16.73%,环形虫体占7.67％,圆形虫体占1.34%和变形虫形虫体占2.01％。红细胞染虫数1～4个,多数1～2个。带虫红细胞平均直径5.25μm。梨形虫体平均长度1.98μm。虫体指数为1:1.04～2.76。红细胞染虫率x4.33%,S1.97％。虫体位于红细胞中部占78.55％,位子红细胞边缘占21.45％。双梨形虫体尖端排列形成钝角、锐角和直线分别为80.19％、14.15％和5.66％。     

大兴安岭天然次生林林木补植空间优化

目的为优化林分空间结构，提高现有林分质量，加速森林生态系统恢复，加速大兴安岭地区森林群落向顶级群落演替，确定天然次生林林下补植树种和补植位置，为大兴安岭地区的森林经营提供理论支持和方法。方法本文以大兴安岭地区白桦纯林、落叶松白桦混交及针叶混交3种典型的林分类型为例，在次生林原有天然更新的基础上，利用Voronoi图进行空间单元确定和Voronoi结点边缘校正，并使用反距离插值使林木空间结构参数可视化，预测林分中未含林木区域的空间结构信息，将其作为补植依据，使用熵权法确定各空间结构参数权重，将各空间结构参数插值后图像进行加权叠加，以林分非空间结构为约束条件，优化林分空间结构为目标，探讨次生林林下补植树种和位置。结果（1）选取兴安落叶松为补植树种，各林型幼树补植数量分别为660、1 970、315。（2）补植后白桦纯林样地中白桦幼树幼苗混交度增加为0.52，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.51；落叶松白桦混交林中白桦幼树幼苗混交度增加为0.84，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.70；针叶混交林中白桦幼树幼苗增加为0.78，其他树种幼树幼苗混交度增加为0.50。（3）补植后各林型样地林下幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.31、1.41、1.36，均处于随机分布状态。白桦纯林、落叶松白桦混交林及针叶混交林中落叶松幼树幼苗Voronoi图多边形边数标准差分别为1.27、1.40、1.37，均呈随机分布。结论采伐和补植是两种相反的空间优化方式，将林木空间结构参数进行反距离插值，可以预测林分中无林木区域的空间结构参数值，插值后的图像像元大小可以设定为补植幼树所需要的林地面积大小，依据林分空间结构的优化目标和补植数量的调控目标，提取样地未含林木区域空间参数值，进而确定补植的树种和位置。      

混合法用于旅游客车平面框架的接头分析

本文应用有限元和其他分析混合的方法，对旅游客车平面框架接头的几何形状对应力计算的影响进行了分析．结果表明，忽略接头的几何形状可产生约４０％的误差     

基于三角形折叠的植物叶片曲面网格简化方法研究

为在保留植物器官形态重要特征的前提下,适度精简原始三角网格数据,以满足计算机三维建模及应用的需要。通过改进Isler等"基于三角形折叠的网格简化方法",提出了能够有效解决简化过程中出现网格交叉、大钝角三角形和狭长三角形现象的算法,构建精简叶曲面网格的新方法,并使用三维激光扫描仪采集得到的烟草叶片结构数据对该方法进行评价。结果显示当冠层简化比例为90.3%时,渲染效率提高86.1%,并且简化后叶片仍然逼近原始结构。结果表明:使用该算法不但能显著减少叶曲面三角形网格的数目,而且能很好地保留叶曲面形态特征。该算法可应用于不同形态类型叶片的简化,包括褶皱度很大的叶片。该研究可为植物冠层可视化与植物冠层光环境模拟等方面提供有力的支持。     

空间数据聚类的TIN三角构网算法

利用Voronoi多边形、Delaunay三角网和距离比较近的事物具有一定相似性的特性,提出了一种利用构建TIN三角网原理对空间数据进行空间数据聚类的分类算法.利用该算法对某油田的布井情况进行了分类,分类结果与实际情况基本一致.     

Neuronal geometry: determination with a technique of intracellular dye injection

In a study of the specificity of neuronal connections in lobster abdominal ganglia, the dye Procion Yellow M4RS was electrophoretically injected into identified cell bodies. This dye spreads into fine branches of cells, survives fixation and routine histological procedures, and permits the reconstruction of cell shapes through examination of serial sections of ganglia. Certain cells were found to have an internal bilateral symmetry. Repeated injection of the same cells in ganglia from different animals showed that cells have characteristic shapes and that the neuropil is highly structured. This method of dye injection should have general applicability in studies where a knowledge of the geometry of specific cells is important.     

轴线相交的直线回转体相贯线的解析分析

对轴线相交的柱—柱、柱—锥、锥—锥相贯线的性状进行了解析分析,得出在轴线正交情况下相贯线特殊点的图解方法,轴线斜交情况下相贯线的特殊点也可根据本文中的分析方法应用仿射原理得出。     

桃树叶片气孔形状与大、小气孔分布的研究

为探讨桃叶片气孔形状与桃属植物进化的关系,以桃亚属6个种139份材料为试材,观察了桃树叶片气孔形状和大、小气孔的分布。结果表明:桃气孔形状有3种,即近圆形、细长形和近椭圆形。野生种都为细长形,栽培种中近椭圆形的最多,占65.07%,近圆形和细长形分别占到12.95%和17.99%。野生种无大、小气孔的分布,栽培种有大、小气孔的分布,其分布情况可以分为4类,第Ⅰ类:无大、小气孔的分布,气孔大小一致;第Ⅱ类:有大气孔分布,但无小气孔的分布,大气孔主要分布于梢脉顶端;第Ⅲ类:仅有小气孔,无大气孔;第Ⅳ类:既有大气孔,又有小气孔,大气孔分布于梢脉顶端,而小气孔则分布于普通气孔之间。气孔变圆及大、小气孔的分化是进化的标志。光核桃气孔细长,无大小气孔分化,是较原始的类型。没有发现光核桃与栽培种有直接的关系。     

跟踪虫算法在烤烟烟叶边界检测中的研究

烟叶的形状包括烟叶的长度、宽度、面积、周长和圆度等叶形参数,只有准确获得烟叶的边界轮廓信息,才能计算众多的叶形参数。文章介绍了经典的边缘检测算子,并利用跟踪虫算法准确提取烟叶的边界轮廓特征。结果表明,该算法具有很好的边界提取能力。     

Functional human corneal equivalents constructed from cell lines

Human corneal equivalents comprising the three main layers of the cornea (epithelium, stroma, and endothelium) were constructed. Each cellular layer was fabricated from immortalized human corneal cells that were screened for use on the basis of morphological, biochemical, and electrophysiological similarity to their natural counterparts. The resulting corneal equivalents mimicked human corneas in key physical and physiological functions, including morphology, biochemical marker expression, transparency, ion and fluid transport, and gene expression. Morphological and functional equivalents to human corneas that can be produced in vitro have immediate applications in toxicity and drug efficacy testing, and form the basis for future development of implantable tissues.     

数量化赣南低山丘陵区农村居民点空间布局研究

为通过数量化分析掌握赣南低山丘陵区龙南县农村居民点的空间分布规律,以龙南县2013年农村居民点和DEM矢量数据为研究对象,运用GIS空间分析法、Voronoi图Cv值与核密度函数相结合的分析方法,探究了龙南县居民点的空间分布特征及其影响因素。结果显示:龙南县整体Cv值达到了147.81%,各乡、镇、垦殖场除了安基山垦殖场之外,其余14个乡级单位的Cv值都大于64%,居民点空间集聚分布特征明显,呈现出大集聚,小分散特征;基于核密度分析发现龙南县居民点空间布局呈现"北密南疏"的格局,平均密度为1.66个/km2;同时龙南县居民点空间布局受海拔、坡度、坡向、公路与河流水源因素影响较强,表现出明显的地形和交通指向。     

跟踪虫算法在烤烟烟叶边界检测中的研究

烟叶的形状包括烟叶的长度、宽度、面积、周长和圆度等叶形参数,只有准确获得烟叶的边界轮廓信息,才能计算众多的叶形参数。文章介绍了经典的边缘检测算子,并利用跟踪虫算法准确提取烟叶的边界轮廓特征。结果表明,该算法具有很好的边界提取能力。     

基于Voronoi图的北京公园常见林分空间结构分析

探究北京平原人工林的林分空间结构,为合理经营森林提供依据。采用混交度、大小比数和聚集指数3个指数,基于Voronoi图空间结构单元分析北京平原常见林分的空间结构特征。林分中存在8种空间结构单元,以1株对象木和5株最近邻木的空间结构为主;除了阔叶纯林外,其余各林分平均混交度处于0.352~0.838,树种间隔离程度有弱度混交、中度混交和强度混交;各林分平均胸径大小比数处于0.441~0.675,表明林分水平异质性不高,林分处于中等竞争状态;林分聚集指数处于0.894~2.037,除了9号和12号样地呈聚集分布,其余各林分均呈均匀分布。林分空间结构基本合理。建议在采取经营措施前,对林分空间结构做出诊断。