几种果实表面积的三维激光扫描测定

利用三维激光扫描测量臂测量果实表面积的新方法,以标准块和乒乓球为对照,精确测定了梨（Pyrus）、苹果（Malus×domestica）、橙（Citrus）、枣（Ziziphus jujuba）、番茄（Solanum lycopersicum）、香蕉（Musa nana）和葫芦（Lagenaria siceraria）7种果实的表面积。与传统公式法相比较,该方法速度快、效率高、稳定性强,适宜应用于园艺作物果实表面积的精确测量。     

黄土丘陵沟壑区浅沟发育动态监测与形态定量研究

基于测尺法对野外浅沟发育过程进行长历时动态监测,并结合三维激光扫描和立体摄影测量技术,定量刻画了坡面浅沟集水区3条具有不同上方汇水面积的浅沟形态,揭示了浅沟发育动态变化过程,建立了浅沟沟槽跌坎间距与坡度的关系。结果表明:在2003—2015年观测期间,上方汇水面积分别增加34. 8%和159. 6%时,浅沟长度分别增加39. 6%和138. 8%,沟槽平均宽度分别增加19. 7%和75. 3%,沟槽平均深度分别增加32. 4%和71. 4%,说明上方汇水面积对浅沟发育具有重要影响。浅沟形态监测表明,与2003年相比,2015年3条浅沟长度分别增加26. 4%、12. 1%、29. 4%,增加速率分别为0. 82、0. 55、0. 52 m/a;浅沟沟槽断面面积分别增加22. 5%、65. 1%、45. 9%,增加速率分别为5. 0、15. 8、4. 1 cm~2/a。浅沟集水区春季的横向犁耕将沟槽两侧的表层土壤带入沟槽,使得沟槽两侧坡面高度每年平均下降2 cm;浅沟沟槽宽度和深度随坡长呈先增大后减小的趋势,且在距坡底约20 m处达到最大值。70%的浅沟沟槽跌坎间距均分布在10～25 cm之间。浅沟沟槽坡度主要分布在15°～40°之间,跌坎间距和坡度呈负指数关系。研究结果可为浅沟侵蚀防治提供科学依据。     

显微镜在农业科研中的应用

显微镜在生物、医学领域被广泛应用。20世纪90年代末,生命科学蓬勃兴起,显微镜为纳米新材料的发现立下汗马功劳,并逐渐应用到农业领域,成为科研工作必不可少的工具。该文概述了超高分辨率显微技术的最新研究进展,介绍了扫描电镜与透射电镜在物理农业、昆虫学、饲料、植物生长发育和细胞组织中的应用,提出我国显微镜制造业面临的严峻形势,未来显微镜的作用将会更加凸显。      

三维激光扫描技术测算淤地坝泥沙淤积量研究——以甘肃省渭源县邵家岔骨干坝为例

淤地坝泥沙淤积量赋存着坝控区域内的多年土壤侵蚀信息,通过泥沙淤积量可以反推坝控区域多年土壤侵蚀模数,难点在于准确测算泥沙淤积量。通过对建坝前的1∶10 000地形图与徕卡三维激光扫描仪Scan Station P50转化后的现状地形图(1∶500)进行拟合修正,能在大比例尺(1∶10 000)的尺度下对矢量化的地形图进一步拟合修正,减小因矢量化引起的地形图误差,以较好地反映建坝前坝区地形,相对于直接利用建坝前的地形图或同时借助其他技术手段(全站仪、GPS等)复原的坝区地形图来说,精度更高,有利于重建淤地面积-高程、库容-高程曲线,并计算淤地坝泥沙淤积量。采用该方法对甘肃省渭源县邵家岔骨干坝进行研究,结果显示:截至2017年底,邵家岔骨干坝淤积量为3.36万m³,建坝后13 a来坝控流域内平均土壤侵蚀模数为1 435.9 t/(km²·a),属于轻度侵蚀;达到设计淤积高程时还能容纳泥沙7.58万m³,按13 a来的平均土壤侵蚀模数计算,达到设计淤积高程还需29.3 a。     

基于激光扫描共聚焦显微技术的烤烟叶面组织粗糙度参比样研究和应用

为量化表征初烤烟叶面组织粗糙度,选用玉溪烟区K326品种为试验材料,采用感官分析技术与激光扫描共聚焦显微技术相结合的方法,对符合粗糙度参比样原则的样品进行筛选分档和感官分析,观测初烤烟叶面的微观形貌和粗糙度参数(S_a),并应用心理物理学定律验证参比样的合理性,最后探讨不同烤烟品种中部烟的叶面组织粗糙度差异。结果表明:烟叶表面存在大量的嵴状隆起区域,根据隆起程度可将粗糙度分为细腻、较细腻、稍细腻、中等、稍粗糙、较粗糙和粗糙7个档次,其粗糙度参数(X)分别为2.95、3.60、4.54、5.56、6.67、8.26、10.34μm。粗糙度感官标度值的自然对数(Y)与仪器测量值S_a的自然对数之间存在线性关系:Y=1.85X-1.37(r~2=0.89),符合心理物理学定律。中烟100叶面组织粗糙度最大,翠碧1号叶面组织粗糙度最小且叶表面隆起有直径41.26μm、高16.83μm的中空圆柱体结构。     

基于移动激光扫描的行道树树干提取

基于移动激光扫描技术的行道树资源调查是当前的研究热点及未来的发展趋势,树干提取是行道树定位与分割的核心步骤,已有方法由知识驱动,人工设计树干检测规则,难以跨越低层点云数据到高层地物目标的语义鸿沟。针对上述问题,基于移动2D Li DAR系统采集的城市街道点云数据,将行道树树干提取分为树干点云识别与树干点云分割2个步骤。首先,构建城市街道点云标注数据集,提取深度、高程、维度、密度、强度等14个局部点云特征,采用Boosting监督学习算法从标注数据集中自动学习树干点云与非树干点云的差异性,通过特征融合获取高精度树干点云检测器;然后,基于树干点云识别结果,采用帧投影方法分割标识出每一根树干。试验结果表明:基于监督学习的树干点云检测器有较好的分类性能,为树干分割提取提供了精准数据,对于0.10～0.40 m的球域半径,测试集查准率均高于93%,查全率均高于94%。此外,以Bayes错误率为评价指标衡量单个特征的鉴别力,得出鉴别力最强的3个特征为高程方差、强度范围及强度方差。     

秋水仙碱诱导银杏花粉染色体加倍的研究

该试验以北京地区银杏雄花芽为材料,探索利用不同浓度的秋水仙碱人工诱导花粉染色体加倍的方法和可能性.用浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的秋水仙碱溶液,分别对水培和自然非离体条件下诱导雄配子染色体加倍的方法进行了探索,比较了两种情况下不同处理浓度和处理方法诱导效果的差异.结果表明:自然非离体状态下棉浸法处理得到了大花粉,但得率较低,最高为7%,若进一步加大药液处理浓度或适当延长处理时间,将有可能较大幅度提高大花粉得率;水培条件下的棉浸法和注射法处理均未得到大花粉,其原因和适宜的诱导方法还有待进一步探索.以正常花粉作对照,用激光扫描共聚焦显微镜(简称LSCM)对经秋水仙碱处理诱导出的大花粉进行了DNA含量的定量测定,初步确认该试验诱导的大花粉是一种二倍体花粉.      

三维激光扫描课程的教学实践探索

针对三维激光扫描技术在课堂教学中的重点和难点问题,根据该课程的特点重新设计了课程的教学内容,并通过课内实验、开放性实验项目、大学生创新项目加强了学生实践能力的培养,提升了学生的创新和解决实际测绘问题的能力。     

三维激光扫描技术在地表沉陷监测中的应用

三维激光扫描测量技术已成为空间数据获取的一种重要技术手段,同传统的测量手段相比,三维激光扫描测量技术不需要合作目标,可以自动、连续、快速地采集数据。文章在论述三维激光扫描系统工作原理的基础上,对永定庄煤业公司开采沉陷区进行三维激光扫描监测,建立了塌陷区三维重建模型、并进一步提取了三维观测站主断面方向上三维坐标,取得了预期的效果。