n维Fourier变换及应用

本文给出了n维Fourier变换及其性质,借助于欧拉积分给出了一类高维偏微分方程的古典解。     

松材线虫入侵对马尾松林主要种群生态位的影响

采用定量分析方法,对松材线虫不同受害阶段的马尾松群落中13个主要种群进行了生态位研究.以群落组成类型: ①马尾松＋NFDA4木＋白栎,②黑松＋马尾松＋冬青＋柃木,③马尾松＋冬青＋栀子+短柄NFDA5,④马尾松＋篌竹+NFDA4木,⑤木荷＋马尾松＋苦槠＋短柄NFDA5,⑥栓皮栎＋冬青＋杜虹花,及所建立的综合资源梯度指数（10～70）综合为一维资源位,调查6个资源位,定量测定不同受害阶段马尾松群落主要种群生态位宽度、生态位相似比例、生态位重叠,并阐述了各种群生态位的生态学意义.结果表明:由于松材线虫的入侵,加之随后的人为伐除马尾松受害木,马尾松林正朝着阔叶林和针阔混交林两个方向演替.      

基于多尺度分解的图像递进检索

提出了一种基于小波多尺度分解的图像递进检索匹配方法.首先用小波变换对图像进行多尺度分解,提取其各子带的前三阶矩(标准差、偏斜度)和最低频段(LL子带)的小波变换值作为特征值.然后在检索匹配时,用各尺度的标准差和偏斜度进行递进筛选,再用LL子带的HSV颜色直方图计算图像之间的相似性距离,进一步对检索结果求精.与传统的直接直方图方法比较,结果表明,运用该方法,不仅计算量大大降低,明显加快检索速度,而且检索精度也明显提高.同时,由于小波变换已经成为新一代图像压缩标准的核心,该方法可以直接在压缩域进行特征提取和检索.     

基于数学形态学的树木图像分割方法

该文针对智能整枝机视觉系统的需要提出一种以数学形态学为主的图像分割方法,解决了智能整枝机视觉系统中背景复杂下树木图像分割困难的问题.该方法分成5个步骤:①利用小波变换将图像进行压缩;②亮度矫正;③用分水岭算法对图像进行分割;④用区域合并法解决分水岭算法中的过度分割问题;⑤用中值滤波器滤除分割过程产生的孤立点.结果表明:该方法比Roberts算子、Sobel算子及Prewitt算子对树木图像的分割效果好,为立木整枝机视觉系统的深入研究打下了基础.     

养殖大菱鲆迟缓爱德华氏菌的分离鉴定与系统发育分析

从患病的大菱鲆成鱼体内分离到一株致病菌(编号1101),经人工感染试验证实该菌具有较强的毒力(LD50=3.34×106CFU/mL),并能从病鱼中重新分离出此菌.应用API20E自动鉴定卡及16S rRNA序列分析等方法对该菌进行了综合鉴定.结果显示菌株1101为革兰氏染色阴性、氧化酶阴性、触酶阳性,API20E鉴定系统鉴定为迟缓爱德华氏菌,相似率达99%.测定了其16S rRNA序列,长度为1419 bp,在GenBank上经同源性比对与迟缓爱德华氏菌聚为一类,同源性达99%,据此鉴定为迟缓爱德华氏菌(Ewardsiela tarda).药敏试验结果表明菌株1101对多粘菌素较敏感,而对其它药物中度或不敏感.     

基于分形维数和HHT的蚜虫刺吸电位波形机器识别

昆虫刺吸电位(electricalpenetrationgraph,EPG)技术在研究刺吸式昆虫取食行为、昆虫与植物的关系、昆虫传毒机制、作物抗虫机制等方面得到了广泛的应用,然而EPG信号的识别和分析一直是靠人工进行,亟需波形自动识别系统以提高分析效率。刺吸式昆虫取食植物时,产生的EPG波形跟昆虫和植物的种类有关,不同类别的刺吸式昆虫EPG波形差别很大,即使是同种类型的EPG波形其幅值和频率间也会有差异,这给EPG波形的机器识别带来了困难。该文以蚜虫的EPG信号为研究对象,对np波、pd波、E1波、E2波、G波、C波和F波的特征提取和分类识别进行了研究,提出了一种基于分形维数、希尔伯特-黄变换(hilbert-huang transform,HHT)和决策树的EPG波形识别方法。首先对EPG仪器采集得到的信号进行去噪预处理,分别提取分形维数和HHT共10维特征,组成不同维数的特征向量进入决策树分类器进行对比试验。试验结果表明,可采用分形盒维数、Hurst指数、前2层的谱质心和加权频率融合的6维特征向量获得较高的识别率。在EPG波形的机器识别中采用6维特征向量输入的决策树进行分类,通过对4组不同样本进行测试,得到了92.14%、89.29%、95%和89.29%的识别率,平均识别率为91.43%。研究结果表明该文提出的基于分形维数和HHT的特征提取方法以及构建的决策树分类器具有一定的可行性,可为研发EPG信号自动识别分析系统提供理论参考。     

不同分子量风化煤腐殖酸对玉米植株主要代谢物的影响

【目的】腐殖酸的分子量决定了其功能特性,研究不同分子量腐殖酸对玉米生长发育的影响,可为腐殖酸资源的高效利用提供理论依据。【方法】选用‘郑单958’为供试玉米品种,以霍格兰营养液为基础溶液进行水培试验。选择分子量为> 50 kDa (HA_H)、10 kDa～50 kDa (HA_M)和<10 kDa (HA_L)三种腐殖酸,添加量均为碳10 mg/L,以不添加腐殖酸为对照(CK),共四个处理。幼苗生长20 d后收获,分为根、茎和叶样品,烘干称重,采用傅里叶变换红外光谱仪(型号VERTEX 70,德国Bruker公司)检测玉米植株根、茎和叶的光谱特征。【结果】腐殖酸处理玉米根、茎和叶的干物质重较对照分别显著提高了91.07%、89.27%和88.53%。三种腐殖酸处理,以小于10 kDa分子量腐殖酸(HAL)对玉米植株生长的促进作用最大,根、茎和叶的干物质重分别提高了143.14%、123.41%和150.54%,其次为10～50 kDa分子量腐殖酸(HA_M),大于50 kDa分子量腐殖酸(HAH)效果又次之。腐殖酸处理的玉米根系FTIR光谱在3420 cm^–1和1655 cm^–1波数附近的透射率均低于对照,茎FTIR光谱在3420 cm^–1和1655 cm^–1波数附近的透射率均高于对照,表明腐殖酸处理能增加玉米根系碳水化合物、蛋白质、多肽和氨基酸类物质的含量,减少其在茎中的积累,腐殖酸各处理玉米叶片在3420、2920、1735、1655、1518、1380、1250和1050 cm^–1波数附近的透射率均低于对照,小于10 kDa分子量腐殖酸表现尤为明显。这表明不同分子量(尤其是小于10 kDa分子量)腐殖酸能够增加玉米叶片碳水化合物、脂类物质、蛋白质、多肽、氨基酸类物质和核酸等的含量。【结论】外源添加腐殖酸能够增加玉米干物质重,引起玉米植株不同器官中碳水化合物、脂类物质、蛋白质、多肽、氨基酸类物质及核酸发生变化,小分子量(<10 kDa)的腐殖酸对玉米植株生长的促进作用大于大分子量的,在生产中应尽量选择小分子腐殖酸产品,以充分发挥其促生作用。     

温室绿熟番茄机器视觉检测方法

针对基于可见光图像对绿色番茄进行识别过程中,光线不均造成的阴影等会影响果实的识别、枝干和叶片对果实的遮挡以及果实之间的遮挡对果实识别的影响等难题,该文对基于机器视觉的绿色番茄检测方法进行研究。首先通过快速归一化互相关函数(FNCC,fast normalized cross correlation)方法对果实的潜在区域进行检测,再通过基于直方图信息的区域分类器对果实潜在区域进行分类,判别该区域是否属于绿色果实,并对非果实区域进行滤除,估计果实区域的个数。与此同时,基于颜色分析对输入图像进行分割,并通过霍夫变换圆检测绿色果实的位置。最终对基于FNCC和霍夫变换圆检测方法的检测结果进行融合,实现对绿色番茄果实的检测。当绿色果实和红色果实同时存在时,将绿色果实检测结果与基于局部极大值法和随机圆环变换检测圆算法的红色番茄果实检测结果进行合并。算法通过有机结合纹理信息、颜色信息及番茄的形状信息,对绿色番茄果实进行了检测,解决了绿色番茄与叶子、茎秆等背景颜色接近等难题。文中共使用了70幅番茄图像,其中35幅图像作为训练集图像,35幅作为验证集图像。所提出算法对训练集图像中的83个果实的检测正确率为89.2%,对验证集图像中105个果实的检测正确率为86.7%,为番茄采摘机器人采摘红色和绿色成熟番茄奠定了基础。     

长施马粪对暗棕壤团聚体腐殖质数量和质量的影响

运用元素和红外光谱分析研究了暗棕壤长期施用马粪(每3年施肥1次)、施低量化肥和马粪配施高量化肥对水稳性大团聚体(2 mm和2~0.25 mm)、微团聚体(0.25~0.053 mm)和粉/黏粒粒级(0.053 mm)中腐殖物质-胡敏酸(HA)的分布及其结构特征的影响,探讨施肥对农田土壤肥力的贡献及其团聚体的固碳机制。施用马粪和马粪配施高量化肥分别提高(49.06%)和降低(31.04%)了2~0.25 mm大团聚体比例,3种施肥措施均提高了土壤有机碳(SOC)数量,但对土壤HA数量影响不显著。不同施肥措施对不同粒级团聚体中HA的分子结构特征影响不同,3种施肥措施均降低了2~0.25 mm大团聚体HA的缩合度,芳香性增加;微团聚体HA缩合度降低,脂族性增强;施用马粪提高了粉/黏粒HA的缩合度和脂族性,马粪配施高量化肥提高了粉/黏粒HA的缩合度和芳香性,施用低量化肥,粉/黏粒HA缩合度下降,芳香性提高。因此,长施马粪提高了土壤SOC数量,促进2~0.25 mm大团聚体的形成,大团聚体中HA的稳定性提高,利于土壤固碳,而0.25~0.053 mm微团聚体和0.053 mm粉/黏粒HA的活性增强,利于土壤肥力供给,这些团聚体是评估长施马粪对腐殖质质量产生影响的重要粒级。     

基于Hilbert-Huang变换的生物触电电流检测模型

为了检测触电时刻剩余电流中生物体触电支路电流信号的难题,应用Hilbert-Huang变换方法,确定了生物触电时剩余电流的固有模态函数中相关系数最大的IMF分量的局部幅值达34.02 m A,且与原信号相关性系数达到0.99,同时剩余电流与触电电流暂态过程频谱特性具有相似变化规律。以此为基础,应用生物电流信号高频IMF分量幅值的突变特征,作为触电故障时刻确定判据,建立生物触电故障时刻判定方法,实际数据的仿真处理正确率为94.17%;筛选剩余电流分解的相关性较高的有限个数的低频固有模态IMF分量,应用逐步多元线性回归方法,提出基于剩余电流固有模态分量的生物触电支路电流幅值检测方法,仿真试验结果的平均相对误差值5.46%,具有良好的适应性和实用性,为研发基于生物体触电电流而动作的剩余电流保护装置提供参考。