雷达影像提取垄行结构土壤含水率方法研究

目前通过主动微波法建立的土壤含水率反演模型都是针对非周期的随机粗糙地表,而不适用于周期性垄行结构的地表。通过对全极化雷达影像和野外采样数据的分析,证明了同极化（hh和vv）后向散射强度受垄行观测方位角的影响可达4 dB,而交叉极化（vh）对方位角不敏感,据此建立了同极化后向散射强度随方位角变化的响应函数。在hh和vv极化模式下,构造的采样点到响应函数曲线的距离参数与土壤体积含水率的相关系数分别为0.7095和0.8723,分离出了方位角的影响。同时通过3种极化组合方案消除了粗糙度参数的实测误差对反演精度的影响。18个检验点的反演值与实测值之间的相关系数为0.9461,标准差为0.0366 cm3/cm3。证明了该模型对垄行结构土壤含水率的反演是有效并可靠的。     

不同配置参数下立式葵花秆沙障防护效果研究

[目的]揭示障高(H)、孔隙度(P)与行距(R)3个沙障参数对立式葵花秆沙障防护效果的影响,为优化立式葵花秆沙障的参数配置及立式沙障防风治沙工程的开展提供理论依据。[方法]基于风速与输沙的野外观测数据,开展不同梯度参数配置下沙障的粗糙度、防风效果、阻沙效果变动特征研究。[结果](1)0—50 cm高度内是沙障的主要防风区,相比裸沙丘沙障样地内的粗糙度提高了7.70～214.45倍,各规格沙障的防风效果在11.74%～59.45%范围内,阻沙效果在33.06%～92.23%范围内。(2)沙障的防风阻沙效果随障高增加而增加,随孔隙度和行距增加而降低,其障高对防风效果的影响大于孔隙度,孔隙度对阻沙效果的影响大于障高。(3)H(30 cm)-P(40%)-R(2 m),H(30 cm)-P(50%)-R(1 m),H(40 cm)-P(40%)-R(2 m),H(40 cm)-P(50%)-R(2 m)这4种规格沙障的防风效果与阻沙效果达到了35%与75%以上。[结论]立式葵花秆沙障能有效降低风速和输沙量,沙障参数是影响其防护效果的关键,其中影响沙障防风效果和阻沙效果的最主要参数分别是障高和孔...     

直立植被抗风蚀性能的测试与评价

借助移动式风蚀风洞,对直立植被的抗风蚀性能进行了原位测试.试验结果表明:在一定风速下,地表的空气动力学粗糙度随植被高度的增加呈指数增加,且随着植被高度的增加,作用于植被上的剪切力增加,而作用于地表的剪切力减少;一定高度的植被可有效地截留风沙流,农田地表的风蚀量随风速的增加呈指数增加.     

高立式沙柳沙障防风阻沙效益的研究

本文以库布齐沙漠穿沙公路和神东公司巴图塔沙柳基地为试验区,对高立式沙柳沙障风速和输沙量进行了野外观测,根据调查和观测资料,利用surfer(8.8)软件作出高立式沙柳沙障体系内外的风速流场图,并运用粗糙度(Z0)为物理参数对沙柳沙障的防风效益和阻沙作用进行了系统的研究分析。结果表明:复式带状高立式沙柳沙障体系内外风速变化较明显,2m高风速呈现出在防沙体系的带前增强,带内平缓,带后减弱的趋势,而0.5m高度的风速在防沙体系内更趋向于平缓而稳定的变化;障前4H~10H范围内下垫面粗糙度变化不大,障间粗糙度明显增大,障后3H~4H处的粗糙度比障间粗糙度降低了72%;当旷野风速大于起沙风速时,复式带状沙柳沙障防护体系内外,风速比(V2m/V0.5m)与输沙量的关系呈对数函数;无高立式沙柳沙障存在时,风沙流甚至直接威胁路面,沙丘移动具有前进、后退、又前进,随风向的变化往复式移动的特点。     

自然降雨条件下坡面侵蚀地表粗糙度的空间异质性

地表粗糙度是影响地表侵蚀的重要参数之一,也是土壤侵蚀研究的热点问题之一,研究自然降雨过程中砒砂岩区地表粗糙度的空间异质性,对其探索土壤侵蚀响应规律具有重要意义.以裸露砒砂岩为研究对象,采用地统计学和ArcGIS空间分析相结合的方法研究了坡面尺度次降雨过程下的地表粗糙度空间异质性特征.结果表明:地表粗糙度在次降雨过程中表...     

由葵花秸秆和玉米秸秆制作的不同沙障防风效能比较

以葵花秸秆和玉米秸秆沙障为研究对象,用测定沙障及裸沙丘近地表不同高度处风速的方法,比较分析了葵花秸秆和玉米秸秆制作的横向式、纵向式两种沙障的防风效能。结果表明:两种沙障横向式的防风效能大于纵向式;铺设两种作物秸秆沙障之后,空气动力学地表粗糙度均大幅度增加、下垫面类型改变,纵向布置葵花秸秆沙障、纵向布置玉米秸秆沙障的粗糙度分别是裸沙丘(对照)的76.43倍和24.45倍;葵花秸秆沙障的风速廓线均呈"S"型,玉米秸秆沙障与裸沙丘的风速廓线服从对数函数分布,同时,两种作物沙障的风速削减率随着高度增加逐渐减小,变化幅度先增加后减小。     

排气管壁面温度对尿素水溶液雾化效果的影响

为解决发动机排气管在排气温度较低时出现的尿素结晶问题,该研究从改进尿素水溶液（Urea Water Solution,UWS）雾化效果角度进行分析,搭建UWS喷射雾化试验台架,利用智能温控仪提供恒温壁面,利用高速摄像机记录UWS碰撞不同温度壁面的过程,采用激光粒度仪探究UWS以30°入射角分别碰撞常温（20 ℃）、100、150和200 ℃温度壁面后,近壁面处液滴粒径随时间的变化趋势。结果表明：不同壁面温度条件下,液滴的索特平均直径（Sauter Mean Diameter,SMD）大小呈'M'形分布,测试空间内的SMD整体变化趋势一致,随着壁面温度的升高,SMD逐渐减小。UWS与不同温度壁面碰撞的初期,常温（20 ℃）壁面的主射区液滴粒径在120～180 μm,反射区液滴粒径在100～120 μm;壁面温度为100 ℃时,主射区液滴粒径在120～140 μm,反射区液滴粒径在90～110 μm;壁面温度为150 ℃时,主射区液滴粒径在100～120 μm,反射区液滴粒径在80～100 μm,壁面温度为200 ℃时,主射区液滴粒径集中在50～70 μm,反射区液滴粒径在30～50 μm,随着时间的延长,液滴粒径逐渐减小,最后保持稳定。随着壁面温度的升高,测试空间内液滴粒径随时间延长而减小的速度增加,雾化效果更好,壁面残留物经历了由尿素水溶液到尿素晶体、再到熔融态尿素晶体、最后为少量白色粉尘（氰酸聚合物）4个阶段。UWS形成的壁面液膜随着壁面温度的升高逐渐减小,当壁面温度较高时则不会有液膜形成。研究结果可为解决排气管内尿素结晶问题提供理论依据。     

基于GIS的中国陆地表面粗糙度长度的空间分布

粗糙度长度是边界层气象学中常用的一个重要参数,是反映下垫面形态的一个重要指标。本文利用美国地质调查局(USGS)提供的数字高程模型数据和土地利用数据,结合GIS技术分析了中国地形粗糙度长度和地表粗糙度长度的空间分布特征。计算结果表明:中国的地形粗糙长度与中国的地形形态吻合良好;而地表粗糙度长度也很好地反映了土地利用现状,计算结果具有可靠性。     

多边界条件下空化气泡演变特性的试验研究

为了揭示空泡在复杂边界条件作用下的动态演变机制,以电容器在水中放电产生的气泡为研究对象,通过对气泡的溃灭时间、迁移距离和水柱高度等动态特性参数进行定量分析,得到了边界效应对气泡发展的影响规律.结果表明,气泡在射流阶段、射流击穿气泡和回弹3个阶段气泡形态变化剧烈;多边界条件下,竖直刚性边界影响气泡内部射流的偏转角度;水平刚性边界影响气泡膨胀和溃灭过程的发展形态,气泡与水平刚性边界的距离大于、小于气泡半径时,产生2种不同的回弹形态;距自由液面越远,气泡内部射流越宽,自由液面对液面上方水柱高度的影响大于刚性边界.通过气泡和多边界相互作用的研究有利于揭示在复杂环境下空泡动态演化机制,可为复杂环境下气泡动态特性的预测分析提供相应支撑.     

基于图像特征识别的马铃薯薯皮粗糙度分级研究

【目的】马铃薯薯皮粗糙度分级研究可以提供块茎外观品质性状无损检测方法，为客观评价品质质量和高通量筛选品种提供理论和实践基础。【方法】以79份马铃薯品种（系）为供试材料，利用相机采集有/无芽眼的薯皮图像。基于MATLAB R2016a软件对薯皮图像预处理，随机选择8份材料用相关函数指标比较图像灰度化、增强及去噪效果。利用灰度共生矩阵（gray level co-occurrence matrix,GLCM）提取图像特征参数角二阶矩（angular second moment,ASM）、熵（entropy,ENT）、对比度（contrast,CON）和相关度（correlation,COR），并确定矩阵最适像素距离（d）。比较两类薯皮图像特征参数间的差异，选择差异较小的薯皮图像特征集进行统计分析和分类识别。构建支持向量机（support vector machines,SVM）和BP神经网络（backpropagation neural network,BPNN）模型对薯皮粗糙度分级分类，模型分级精度评价指标为准确率、精准率、召回率及调和平均数。【结果】加权平均值法进行灰度处理后的薯皮图像...