Effect of forest structure and health on the relative surface temperature captured by airborne thermal imagery – Case study in Norway Spruce-dominated stands in Southern Finland

The effect of forest structure and health on the relative surface temperature captured by airborne thermal imagery was investigated in Norway Spruce-dominated stands in Southern Finland. Airborne thermal imagery, airborne scanning light detection and ranging (LiDAR) data and 92 field-measured sample plots were acquired at the area of interest. The surface temperature correlated most negatively with the logarithm of stem volume, Lorey’s height and the logarithm of basal area at a resolution of 254?m² (9?m radius). LiDAR-derived metrics: the standard deviations of the canopy heights, canopy height (upper percentiles and maximum height) and canopy cover percentage were most strongly negatively correlated with the surface temperature. Although forest structure has an effect on the detected surface temperature, higher temperatures were detected in severely defoliated canopies and the difference was statistically significant. We also found that the surface temperature differences between the segmented canopy and the entire plot were greater in the defoliated plots, indicating that thermal images may also provide some additional information for classifying forests health status. Based on our results, the effects of forest structure on the surface temperature captured by airborne thermal imagery should be taken into account when developing forest health mapping applications using thermal imagery.     

热处理对圆盘豆地板材颜色的影响

采用过热蒸汽作为传热介质和保护气体,于160、180、200、220℃分别对圆盘豆木材进行热处理试验。结果表明,热处理后圆盘豆木材颜色发生明显变化。随着热处理温度升高,木材明度L*下降,红绿色品指数a*变化不明显,黄蓝色品指数b*下降,色差△E*增大,木材表面颜色加深,并且木材径面色差值大于弦面及横截面色差值,表面色差值大于其内部色差值。     

应用热扩散技术对柠条锦鸡儿主根液流速率的研究

运用热扩散技术对柠条锦鸡儿根部液流速率(Fs)进行连续测定,同步进行环境要素的实时监测。选择2008年4—10月30天典型晴天日观测数据。结果表明:1)Fs在晴天日表现出典型的宽峰型正态分布,可划分为4个特征差异明显的阶段,反映了大气环境因子对液流的直接驱动效应,以及柠条锦鸡儿叶片气孔行为对液流变化的调控作用。2)液流的变化受多个环境因子共同驱动,其中潜在蒸发散(ET0)综合性强、与Fs相关紧密,是分析液流特征更为可靠的复合型环境变量。Fs与主要环境因子间的耦合关系因时段而异,在早晨启动的液流上升阶段,Fs与太阳辐射、ET0间均呈线性关系,反映了太阳辐射等因子对液流的驱动与对光合作用的激活效应,而在峰值后的下降阶段基本呈Sigmoidal-Hill函数关系;Fs随大气水分亏缺(VPD)的变化与随太阳辐射、ET0的变化趋势相反,表明VPD在达到一定值后启动气孔调节行为以及抑制过度蒸腾耗水的效应。3)柠条锦鸡儿根部Fs与主要环境要素间的变化近似同步,试验期间没有出现典型的时滞现象。4)在整个生长季的大部分时间内观测到柠条锦鸡儿根部夜间持续存在着液流现象,夜间液流量平均占全天液流量的3.83%。试验结果可例证热扩散技术在根部测定液流并用来计算灌木树种单株耗水方法的科学性与优越性。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温,设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃,研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明,当使用椰糠作基质时,22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃; 与不加温对照相比,22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量,株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高;22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh,明显低于28 ℃处理的14.86 kWh,节能效果最优。     

弹齿滚筒式捡拾装置的参数化设计与仿真

随着我国畜牧业的飞速发展,人们对牧草收获机械提出了更高的要求,特别是在内蒙古地区,牧草收获的数量多少、品质优劣直接决定了广大农民的经济收入,因此对牧草收获机械的研究变得尤为重要。为此,以9 YG-1.8型圆捆机的弹齿滚筒式捡拾装置为例,研究了盘形凸轮的基圆半径、滚筒转速和曲柄长度3个参数对弹齿速度变化的影响,进而分析其对捡拾效果的影响。本研究运用Solid Works进行三维建模,使用VB6.0软件进行编程,实现盘形凸轮的参数化设计;使用Solid Works自带插件COSMOSMotion对弹齿滚筒式捡拾装置进行运动学仿真,对其中主要参数进行分析,最终得出单一参数变化对捡拾效果的影响。在Solid Works下运用VB进行二次开发可为其它机械运动分析提供了一种新的研究思路方法。     

弹齿滚筒式捡拾装置弹齿的静力学分析

针对弹齿滚筒式捡拾装置在工作过程中弹齿变形现象,对弹齿滚筒式捡拾装置弹齿进行静力学分析,以寻求解决的途径。通过对捡拾装置弹齿在3个工作阶段上的载荷进行分析后,获得各工作阶段弹齿的受力简图,通过比较判断出在捡拾升运阶段弹齿受力比较复杂。以9KJ-1.4A型压捆机捡拾装置为实例,经过计算在有随机载荷和无随机载荷时弹齿齿臂末端的应力情况,得出结论:在没有随机载荷的情况下,齿根处应力远小于其许用应力,弹齿产生弹性变形,有足够的强度;当有随机载荷时,对弹齿产生冲击,若随机载荷过大,垂直于弹齿轴向的分力大于24N,则弹齿会产生塑性变形。对捡拾装置进行静力分析,可为捡拾装置整体结构优化设计供理论依据。     

立秆式搂膜机搂膜齿的设计与有限元分析

为了解决新疆棉花秋收作业后的残膜回收难题,设计了适用于新疆棉花种植模式的立秆式搂膜机。介绍了整机的基本结构和工作原理,运用相关理论对关键部件搂膜齿进行受力分析,并利用ANSYS对3种不同形式的搂膜齿在作业过程中的总变形和等效应力进行有限元分析。结果表明:单个搂膜齿在搂膜作业时承受水平方向的土壤阻力约为28.8~43.2N,竖直方向的土壤支持力约为47.4N;弯齿形式的搂膜齿作业过程中的最大总变形和等效应力最小,分别为34.61mm和340.29MPa;直齿与斜齿形式的搂膜齿作业过程中的最大总变形和等效应力值相接近,分别为65.67、68.28mm和462.06、472.28MPa。研究结果可为搂膜式残膜回收机的设计与改进提供参考。     

南方建筑非透明围护结构热工与节能设计

如何兼顾冬夏两季建筑供暖空调负荷和能耗,保证室内热环境质量,确定最适宜的热工特性,是长期困扰中国南方建筑围护结构热工与节能设计的难点。通过对夏热冬冷和夏热冬暖地区建筑在采暖、空调与自然通风条件下动态热过程的分析,研究了这一地区围护结构热特性与能耗的制约关系,以及对室内热环境与建筑热稳定性的作用机理。在兼顾冬季保温与夏季隔热的情况下,将建筑全年能耗作为控制目标,从室内热环境质量、节能效果、围护结构的安全性、可靠性、经济性和实用性等角度评价目前所采用的围护结构节能技术存在的问题,提出一种适宜南方气候的建筑围护结构热特性指标及构造形式。     

生物质导热系数测量系统设计

随着不可再生能源的日渐枯竭,生物质能源的研究工作受到越来越多的关注。想要充分了解和利用生物质能源,生物质材料的热物性分析必不可少。其中,导热系数表征就是研究的重点内容之一,设计出可靠便捷的测量系统至关重要。笔者以LabVIEW平台为基础,依靠其强大的测控功能,结合3ω法测量原理及具体的实验步骤,设计出一种固液相样品都适用的导热系数测量系统。实验中测量端的铂丝将产生电信号,经前置放大电路被锁相放大器SR830采集,然后通过GPIB接口卡与PC机通讯。其中,上位机LabVIEW的程控交互界面包括了前期准备、信息记录、数据采集和曲线显示4个部分,为研究人员提供了直观、便捷、高效的实验进程帮助。还从测量对象的性质和实验台搭建过程两个方面,分析了可能存在的误差来源。为了验证该导热系数测量系统的可靠性,对常见的生物质液体,包括存在固液相变化的样品,进行了测量实验。测量值与文献参考值比较显示,系统误差小于5%,说明该测量系统具有较高的可靠性和稳定性。     

土壤水分对日光温室西葫芦耗水量及产量的影响

在日光温室中研究了不同土壤水分条件对西葫芦耗水量、产量及水分利用效率的影响.结果表明,在整个生育期,西葫芦总耗水量随土壤含水量的增大而增大.土壤相对含水量保持在90%～100%时,耗水量最大,为8 668.25 m3/hm^2.然而水分利用效率却最低,仅为39.7 kg/m^3.相反,土壤含水量下限为70%（T3）时,耗水量虽不高,产量却最高,达到352.4 t/hm^2,叶片净光合速率和结瓜数也最大,水分利用效率也相应最大,达到了66.1 kg/m3.综合考虑产量构成诸因子和水分利用效率,认为过量灌溉对提高西葫芦产量并不利,合理利用水资源,土壤水分控制在田间持水量的70%～80%较适宜.