不同稳定性群落下飞机草种群格局的分形特征

为揭示桂西南喀斯特区域不同群落的稳定性对飞机草种群入侵、定居、生存和发展能力的影响,笔者运用分形理论中的计盒维数和信息维数研究了不同稳定性群落下飞机草种群的格局分形特征。结果表明,不同稳定性群落的飞机草种群格局分形特征不同。稳定性强的群落飞机草分布格局计盒维数和信息维数均较小,种群占据空间的能力较弱;稳定性中等的群落飞机草的格局分形特征存在计盒维数较大和较小2种情况,反映了飞机草在剧烈的种间竞争中所处的地位强弱状况,信息维数较小则说明飞机草种群聚集强度较弱,个体分布均匀;稳定性差的群落飞机草格局计盒维数较大,飞机草种群空间占据能力较强,信息维数存在较大和较小2种情况则隐含飞机草种群聚集强度随着群落的演替发展而变小。     

贵州雷公山秃杉种群空间分布格局和分形特征研究

[目的]研究贵州雷公山秃杉种群空间分布格局和分形特征。[方法]采用相邻格子法的取样数据,以贵州雷公山秃杉种群为研究对象,运用传统的格局研究方法和分形理论中的计盒维数法,对雷公山秃杉种群的分布格局进行了对比研究。[结果]结果表明:雷公山秃杉种群的分布格局具有很好的线性关系,种群具有分形特征,不同的种群计盒维数的大小不一致,表明该地区秃杉种群的空间占据能力不同。雷公山秃山所处的环境条件不同,种群的分布格局不一样,秃杉种群的分布格局总的趋势是聚集分布趋向随机分布,并且每个种群聚集程度不同,这主要与种群的数量和大小有明显的关系。雷公山秃杉种群同样遵循计盒维数随聚集度的下降而下降的现象,但在秃杉数量少,幼树幼苗多,并且以斑块状出现的情况下,随机分布类型的计盒维数大于聚集分布类型的计盒维数。[结论]反映了贵州雷公山秃杉种群的空间分布特征和空间的占据能力,为进一步研究奠定了基础。     

闽台耕地数量变化过程线的分形对比

以闽台为研究区域,以统计数据为原始数据,绘制闽台耕地数量变化过程线,运用ArcGIS计算得到两者的计盒维数。结果表明:(1)闽台耕地数量变化过程线的栅格单元边长与栅格数目在双对数坐标下呈显著线性分布,体现出明显分形特征;(2)福建耕地数量变化过程线的计盒维数为1.027,台湾为1.004,表明福建耕地数量变化过程更复杂,福建耕地数量变化过程线的峰谷变化幅度大于台湾,而峰谷变化频度小于台湾;(3)采用计盒维数结合传统指标,对耕地数量变化过程的评价会更全面、科学,但分形维数的应用还存在诸多难题。     

基于CT处理技术的岩石细观破裂过程的分形分析

在单轴压缩条件下,利用CT技术实时观测岩石试样内部微裂纹的萌生、扩展直至贯通的细观破坏过程,通过数字处理技术对得到的CT图像进行阈值分割并利用计盒维数法得到图像裂纹的分形维数,分析外部荷载、裂纹扩展和分形维数之间的关系。结果表明:在单轴压缩条件下,分形维数可以作为岩石材料细观破损程度的定量参数。     

香料植物桂花野生种群分布格局的分形分析

采用分形理论中的计盒维数、信息维数和关联维数对长汀县石峰寨桂花野生种群分布格局的多尺度分布规律进行比较分析.结果表明,桂花野生种群的分布格局具有分形特征,其计盒维数为0.8622～1.0058,信息维数为0.8670～0.9849,关联维数为1.0037～1.0757.桂花种群的计盒维数、信息维数、关联维数相差不大,表明该种群的分布格局强度相对复杂,局域空间占据较强,具有集聚分布的趋势.     

无瓣海桑人工林树冠结构的分形分析

采用计盒维数对广东省雷州市附城镇不同年龄的无瓣海桑人工林的分形特征及侧枝分布格局进行分析.结果表明,无瓣海桑树冠有较强的占据与利用生态空间的能力,分形维数为1.470 6;不同年龄无瓣海桑的树冠及分枝结构利用生态空间的能力均存在差异,不同树龄树冠的分形维数介于1.20 - 1.80之间,单个侧枝层面的分形维数介于1.3...     

浑善达克沙地南缘小叶锦鸡儿种群格局的分形特征分析

应用分形理论中的计盒维数、信息维数和关联维数分形维数探讨了浑善达克沙地南缘小叶锦鸡儿种群分布格局的多尺度分布规律,研究表明：小叶锦鸡儿种群格局计盒维数、信息维数、关联维数分别为0.960、0.927、1.357。这表明该种群个体占据空间的能力不高,非均匀程度不强,格局强度尺度变化不强烈,具有较低的结构复杂性,种群有趋向于集群分布的形式。     

基于木材构造分形的木材径向导热系数研究

基于分形理论通过试样木材的显微构造照片,采用盒维数法计算了其分形维数,由木材横纹的多孔结构特征和不同树种木材之间相对固定的分形维数(平均值约为1.495),建立了1个计算木材径向导热系数的分形模型。根据木材导热与导电规律的相似性,采用热阻模拟方法推导了径向导热系数的表达式,由木材孔隙率与分形维数的关系得到径向导热系数随分形维数变化的表达式。利用此关系式对试样木材径向导热系数进行计算,并与文献中的数据进行了比较;结果表明此分形模型可以对各种木材的径向导热系数进行方便而有效的计算.     

砂砧薹草和假牛鞭草种群空间分布格局的分形特征

 利用分形理论中的计盒维数、信息维数探讨了浙江省舟山市桃花岛砂砧薹草Carex kobomugi与假牛鞭草Parapholis incurva种群的分形特征。结果表明：砂砧薹草和假牛鞭草种群分布格局存在分形特征;假牛鞭草种群分布格局计盒维数为1.454 2～1.745 6;砂砧薹草样地种群空间格局的计盒维数为1.318 1～1.614 1;两者均值均大于1.500 0,具有较强的占据空间的能力,而且前者比后者具有更强的占据空间的能力。砂砧薹草样地种群空间格局的信息维数为1.027 0～1.263 4,假牛鞭草种群分布格局信息维数为1.022 7～1.381 2,假牛鞭草种群信息维数均值大于砂砧薹草,表明假牛鞭草种群空间格局更复杂,群聚指数更高。研究结果对进一步探讨分形理论在草本植物种群空间结构中应用具有重要意义。图3表2参14     

基于多小波域变换和分形维数的图像融合算法

为了充分利用图像的纹理特征,本文将多小波变换方法和分形理论相结合,提出了一种新的基于多小波变换域方向对比度和分形维数的图像融合算法。该图像融合算法首先通过多小波变换进行原始图像分解,然后采用差分和维数法计算分形维数相应的低频分解系数,建立基于分形维数的低频融合规则,高频部分则根据方向对比度的值通过选择法或加权平均法进行融合计算。该算法对IR图像和可见光图像进行融合实验,采用图像熵、标准偏差以及质量度量这些客观指标评估图像融合的质量。实验结果表明,把分形维数与多小波变换方法相结合进行图像融合处理,图像融合质量和效率都明显提高。     

路面不平度的特性分析

利用激光武不平度测试仪沿着行驶方向测定混凝土、砖、土路面的不平度,对每一种路面不平度的轮廓均方根偏差、轮廓微观不平度的平均间距、功率谱函数和分形维数进行了分析,结果表明:传统的粗糙度评定参数在描述各种路面不平度时具有明显的局限性,而利用分形维数可以较好的表征随机路面的不规则程度.     

公路网规划整体性评价的分维数法初探

基于分形几何学理论，构建了公路网的分维数概念，并将其应用于公路网规划整体性评价．利用公路网的几何特征揭示了公路网进步的情况．这种描述既可以反映出路网密度指标的特征以及路网分布的均匀程度，又能直接反映路网技术等级的层次性．与借助于加权、模糊折算等方法作间接的人为处理等通常的方法相比较，本方法描述能力更强．对广西壮族自治区近年来公路网建设的整体性评价显示了该方法的有效性．     

表层风蚀土壤粒径分布的分形特征研究

本文通过对内蒙古四子王旗耕地、普通草地和围封草地地表土壤颗粒的机械组成进行分析,利用分形模型,计算了土壤粒径分布的分形维数,并探讨了风蚀土壤的分形维数与土壤粒度组成和土壤有机质含量的关系,分析了土壤在风力侵蚀过程中的分形特征,同时讨论了利用分形维数来代替土壤粒度组成表征土壤风蚀程度的可能性。表明分形维数可为风蚀土壤结构及其质地状况的评价提供1个新的定量化指标。     

A Fractal Method of Estimating Soil Structure Changes Under Different Vegetations on Ziwuling Mountains of the Loess Plateau, China

Fractal method is a new method to estimate soil structure. It has been shown to be a useful tool in studies related to physical properties of soil as well as erosion and other hydrological processes. Fractal dimension was used to study the soil structure in soil at different stages of vegetative succession on the Ziwuling Mountains. The land use and vegetation types included cultivated land, abandoned land, grassland, two types of shrub land, and three types of forests. The grassland, shrub land, and forested areas represented a continuum in vegetative succession that had occurred naturally, as the land was abandoned in 1862. Disturbed and undisturbed soil samples were collected from ten vegetation types from depths of 0-10, 10-20, and 20-30 cm on the Ziwuling Mountains, at a site with an elevation of about 1 500 m. Particle size distribution was determined by the pipette method and aggregate size distribution was determined by wet sieving. The results were used to calculate the particle and aggregate fractal dimension. The results showed that particle and aggregate fractal dimensions varied between vegetation types. There was a positive correlation between the particle fractal dimension and the weight of particles with diameter 〈 0.001 mm, but no relationship between particle fractal dimension and the other particle size classes. Particle fractal dimension was lower in vegetated soils compared to cropland and there was no consistent relationship between fractal dimension and vegetation type. Aggregate fractal dimension was positively correlated with the weight of 〉 0.25 mm aggregates. Aggregate fractal dimension was lower in vegetated soils compared with cropland. In contrast to particle fractal dimension, aggregate fractal dimension described changes in soil structure associated with vegetative succession. The results of this study indicate that aggregate fractal dimension is more effective in describing soil structure and function compared with particle fractal dimension.     

安宁市土地资源景观格局现状分析与评价

以安宁市为研究对象,以Landsat ETM遥感影像和基础地理信息数据为信息源,采用斑块平均面积、形状指数、分维数、香农多样性指数、均匀度指数和优势度指数等指标,对安宁市土地资源景观格局进行研究.结果表明:安宁市景观的主要斑块类型为农田、云南松和地盘松;分维度表明水域和荒地在人类的改造过程中形状呈现规则化,公路景观的形状呈现复杂化,反映出人类活动对原有自然景观的干扰特征;香农多样性指数表明景观类型丰富,异质性高;均匀度指数表明景观中有一定的优势类型,以农田、云南松和地盘松等景观类型占优势.     

豫东平原盐碱地土壤颗粒分形特征

运用土壤颗粒分形维数模型,以河南大学明伦校区土壤为供试材料,分析了豫东平原盐碱地土壤颗粒的分形维数及其与土壤盐度、肥力指标的关系。结果表明:土壤颗粒分形维数介于2.556 2~2.796 3,平均值为2.714 4,土壤细颗粒物质越多,土壤颗粒分形维数越高;土壤盐度与土壤颗粒分形维数呈显著正相关;土壤颗粒分形维数与土壤阳离子交换量(CEC)呈显著正相关,与土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾则均呈负相关。结合盐碱土的土壤性状,土壤颗粒分形维数可用作分析、评价盐碱土壤退化的定量指标之一。     

大麦发芽过程中外观形态分形维数的变化特性

大麦的发芽过程是高度复杂的生理过程,其内部和外观变化具有很强的自相似性,可以用分形维数描述大麦发芽过程的结构和生理变化.分别用自来水、1%和2% NaCl溶液浸泡培养大麦,每24 h取样检测大麦内部成分含量,对大麦进行拍照,图片处理后用分形软件测定其分形维数.结果显示大麦发芽期间大麦胚部的分形维数变化不大,而大麦胚乳部分和大麦边缘的分形维数有趋于集中的趋势,并呈现均匀化.在自来水培养条件下,这种变化最明显,随着盐浓度的增加,大麦边缘分形维数变化趋于不明显.在2% NaCl溶液培养条件下,大麦分形维数基本不会呈现均匀化的变化.麦芽中还原糖和α-氨基酸含量变化趋势与大麦图像的分形维数呈现正相关性,而β-葡聚糖含量变化与大麦图像的分形维数呈负相关性.     

区域经济系统的分形特征及规模分布

将分形方法引入区域经济系统中,从Zipf定则的理论出发,推导出Zipf公式是Hausdorff(豪斯道夫)维数的特例。以黑龙江省粮食生产经济系统为例,定量地分析了近四年黑龙江省粮食生产经济系统中各要素的规模分布现状和发展趋势:由分维整体结果看,规模分布是分散的;由分维值的变化趋势来看,差异在减小,规模分布趋于集中。表明Hausdorff(豪斯道夫)维数能更深刻地反映粮食生产经济要素规模分布的复杂变化,并为了解和指导区域经济发展提供了新的方法和依据。     

根系分形维数及其研究进展

系统介绍了分形理论的形成和实际内容,并综述了根系分形维数的计算方法以及分形维数在植物根系研究方面的重要作用。分形维数作为一种简便地描述植物根系形态、生理特性的方法,给根系的研究带来了很大的方便。     

粘土颗粒群粒度分布分形维与土壤透气性关系

采用数字显微系统测定了部分华南地区土壤中粘土颗粒群粒径分布分形维数值,提出了土壤中粘土颗粒群粒度分布分形维数的几何法计算模型,并就这种分形维数与土壤比表面积和土壤透气性等性质的关系作了初步探讨。