地基激光雷达提取单木冠层结构因子研究

在传统森林计测中,由于树木冠层的形态各异、结构复杂,往往难以精确获取结构因子。本文以地基激光雷达为工具,通过对单木扫描获取点云数据,基于球极平面投影和Lambert方位角等面积投影法计算冠层孔隙度,运用不规则面投影法和体元法提取树冠的体积和表面积,并对结果进行了对比分析。选取北京林业大学校园内6株立木为研究对象,结果表明,对于冠层孔隙度,球极平面投影的结果均小于Lambert方位角等面积投影,平均误差为0.03;对于体积和表面积,运用不规则面投影法和体元法得到树冠体积相对误差为5.32%~12.43%,平均相对误差为9.29%,提取的树冠表面积的相对误差为1.40%~5.21%,平均相对误差为3.33%。2种方法得到的结果差别不是很显著。因此利用地基激光雷达获取点云数据,通过对单木一次扫描提取冠层孔隙度、树冠体积和表面积,为计算树木的三维绿量、生物量、光合作用能力等提供了更可靠的数据支持。     

湘西桤木人工林蓄积量模型及适宜经营密度研究

密度是表达林分结构的重要指标,立地条件、树种及林龄不同时,其林分最佳密度也不相同。笔者以湘西桤木人工林为研究对象,采用数量化方法I和非线性回归分析方法,对2009年和2010年调查的78块标准地数据进行数据分析处理与建模。结果表明：（1）平均高、公顷株数、土层厚度、龄组、坡向、坡位、自然灾害、海拔、树种组成8种因子中,平均高、公顷株数、土层厚度和龄组对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均有显著性影响,而海拔和树种组成对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均无显著性影响。这对建立桤木人工林蓄积量与密度、平均高收集数据时提供理论指导,同时既能节省外业调查费用,又能保证建模数据的科学性。（2）建立了湘西8~10年桤木人工林蓄积量与密度、平均高相关关系模型： ,建模精度为96.8458%,平均相对误差为1.1334%。模型适应性检验表明,残差值呈对称均匀分布,其平均相对误差为-1.2156%。（3）该地区8~10年桤木人林的最佳经营密度为800~1000株/hm2。这对于合理地经营和管理湘西桤木人工林具有重要的理论和实际指导意义。     

The genetic relationship between popping expansion volume and two yield components in popcorn using unconditional and conditional QTL analysis

Popping expansion volume (PEV) is the most important quality trait in popcorn, while its germplasm is inferior to normal dent/flint corn in yield. In this study, 259 F_2:3 families, developed from the cross between a dent corn inbred Dan232 and a popcorn inbred N04, were evaluated for their PEV, grain weight per plant (GWP) and 100-grain weight (100 GW) in two environments. The genetic relationship between PEV and GWP, and 100 GW on individual gene loci were evaluated using unconditional and conditional QTL mapping methods. In total, five, one and three unconditional QTL were identified for PEV, GWP, and 100 GW, respectively. The positive alleles of all QTL for PEV were from N04, while positive alleles of all QTL for GWP and 100 GW were from Dan232. In conditional mapping, one and two QTL failed to be detected, and all four additional QTL were detected. Nevertheless, three QTL were identified, which controlled PEV independently from GWP/100 GW. They seemed to be potential candidates in popcorn breeding to increase PEV without decreasing GWP/100 GW. The results suggested that for significantly correlated traits, the conditional QTL mapping method could be used to dissect the genetic interrelationship between traits at the level of individual QTL, as well as reveal additional QTL that were undetectable by unconditional mapping.     

农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性

盐渍土膜下滴灌过程中的土壤理化性质存在空间变异性,对灌溉管理有一定影响。该文根据3个不同尺度下土壤采样及颗粒尺寸分布（PSD）测定结果,探讨了土壤PSD分维和颗粒体积分数之间的定量关系,分析了各尺度和综合尺度下土壤PSD分维和颗粒体积分数的经典统计特征和地质统计特征,根据颗粒体积分数的半方差函数计算了不同尺度颗粒体积分数的分形维,并做出了等值线图。研究表明,土壤PSD分维与黏粒的体积分数呈正相关关系,黏粒体积分数增大引起PSD分维增加的原因在于细颗粒的比表面积比粗颗粒的大;各尺度土壤PSD分维及颗粒体积分数均无强变异特征;不同尺度下土壤PSD分形维的半方差函数中块金和基台值均非常低;50 m尺度土壤PSD分维和黏粒体积分数的等值线图具有类似的集中度和走势,而砂粒体积分数和粉粒体积分数则具有相反的集中度和走势。该研究说明土壤PSD分维和颗粒体积分数都有一定的尺度依赖性。     

泵用压电振子与泵腔体积变化的测试研究

为了准确获得压电泵泵腔体积的变化量,针对影响泵腔体积变化的关键因素——压电振子的变形特性进行分析,并采取非接触的测量方式对基板直径为65 mm,陶瓷直径为60 mm的圆形压电振子进行变形测试.在测试中对该压电振子的中心点在不同电压信号驱动下振幅随频率、驱动电压的变化规律以及压电振子径向各点在正弦电压信号驱动下振幅随半径的变化规律进行了研究.根据压电振子径向各点振幅的变化规律利用Matlab软件进行二次函数曲线拟合计算,得到压电振子的径向切面变形拟合曲线,根据拟合曲线,建立了压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法.结果表明：压电振子中心点振幅随频率的增大而逐渐减小,随驱动电压的增大而增大;径向各点振幅随各点半径的增大而减小;拟合计算结果与实测数据基本吻合,最大相对误差仅为6.96%;利用压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法,计算得到利用该圆形压电单晶片振子制作的压电泵在100 V,30 Hz正弦电压信号的作用下,泵腔每次振动产生的体积变化量约为34.009 mm3,理论上最大输出流量为61.216 mL/min.     

定容燃烧模拟装置内氢气绝热理论燃烧温度的计算

进行了定容燃烧模拟装置内氢气绝热理论燃烧温度的热力学分析和计算,在定容燃烧弹内,实际的燃烧过程是定容过程而不是定压过程,应在定容绝热条件下进行氢气绝热理论燃烧温度的计算,氢气的定容绝热理论火焰温度和定压绝热理论火焰温度是不同的,在化学反应平衡方程式所需的化学计量浓度附近,其燃烧温度和压力都达到最大值。     

基于辅助信息的森林蓄积量空间模拟

以北京市密云县一类清查的样地蓄积量为研究对象,结合与蓄积量相关的辅助因子,采用普通克里格法、协同克里格法对森林蓄积量进行空间插值估测,并与文献[25]同一研究区的基于偏最小二乘法回归法估测结果进行比较分析。结果表明,普通克里格法、基于辅助信息的协同克里格法、偏最小二乘回归法的蓄积量估测值与实测值间的相关系数分别为0.389、0.845、0.766;基于辅助信息的协同克里格法要优于普通克里格法和偏最小二乘回归法,能够明显提高预测精度;与普通克里格法相比,所产生的均方根误差减小了71%,预测值和实测值的相关系数提高了54%。最后生成了密云县森林蓄积量空间分布图。研究表明应用地统计学方法进行蓄积量估测具有很好的应用前景,可以为森林蓄积量的估测提供一种可行的方法。     

SCR系统尿素水溶液喷雾分解影响因素数值模拟

为研究柴油机SCR系统的尿素水溶液喷雾分解规律,建立了SCR尿素水溶液喷射雾化模型,进行了尿素喷射及雾化过程的数值模拟,分析了排气温度、排气流量、喷射速率和喷嘴布置位置对尿素水溶液分解的影响。结果表明,随着排气温度的升高,排气管内壁尿素水溶液粒子密度逐渐降低,且排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置逐渐后移,NH3体积分数随排气温度的升高呈先升高后降低的变化趋势,400℃时的NH3体积分数较高;随着排气流量的增大,排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置明显后移,NH3体积分数降低;随着尿素水溶液喷射速率的增大,排气管内壁尿素水溶液粒子密度逐渐增大,NH3体积分数呈近似线性增加,排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置基本不变;随着距离喷嘴布置位置的增大,尿素水溶液粒子的热解和水解反应进行更为充分,NH3体积分数逐渐增大。     

基于AABB-OBB盒的玉米叶片碰撞检测

在数字植物虚拟仿真场景中,植物三维模型之间容易出现交叉穿透现象,有必要进行快速有效的碰撞检测。选择以玉米叶片为研究对象,针对叶片形态提出了一种基于AABB-OBB混合包围盒的碰撞检测方法。首先通过AABB盒相交测试剔除部分未相交对象;然后根据叶片形态特点,对可能相交对象构造OBB盒二叉树。依据玉米叶片交叉常态,改进了分离轴测试顺序,提出了基于优先权值的节点搜索方式,并优化了特殊情况的图元测试过程。实验结果表明,该方法能够准确快速地检测到玉米叶片的交叉状况。     

泥石流入汇主河淤积规律的水槽试验研究

以试验为基础,研究了泥石流入汇主河后淤积规律,主要探讨了淤积量及淤积分布问题。通过试验分析认为,泥石流入汇主河后的淤积量基本随流量比的增大而增大,就其淤积速率而言,有先增大后减小的变化规律。淤积量在流量比大约为0.5时出现峰值,在流量比为0.65时出现谷值,淤积量与流量比关系变化曲线以倾斜向上的直线为对称轴,呈倾斜向上的正弦波形。各工况下淤积范围基本不变,但试验中反映出,淤积范围有随交汇角增大而增大的趋势。