虚拟花卉植物在可变风场中的运动行为仿真

花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法。运用多层次反向动力学原理和布料模拟系统原理分别实现了单株花卉植物在风场中自身运动和群落花卉在风场中的整体运动的模拟。可以模拟在球形风场和平面风场中,随风力和风速实时变化的单株或群落花卉植物的运动行为特征,模拟效果逼真自然,具有较强的真实感。该研究可为虚拟植物运动仿真提供参考。     

基于几何特征枝干点云骨架提取最短路径算法

树木建模广泛应用于林业信息化等领域,点云各项优良特性使其也称为树木建模主要方法。基于几何特征的树木枝干点云骨架提取中以根节点距离相似归类的方法在枝条分叉处更加合理,而该方法的实际应用受制于传统使用的最短路径求解算法的Dijkstra算法因而较少。主要针对树木枝干点云,将现有若干最短路径算法进行相应的改进以应用于基于几何特征的树木枝干点云骨架提取中。通过实际数据验证可知,利用邻接表能够大幅度降低内存需求,相较于以往采用的Dijkstra算法,SPFA的执行速度是理想的,更加快速,能够对精细化点云树木建模提供帮助。     

基于二叉树结构的面状目标主骨架生成算法

按照面状目标的数学定义将其分为简单目标和复连通目标2大类,应用基于Delaunay三角网自动提取骨架技术各类面状目标的主骨架进行提取。结果表明,该算法对目标主骨架的提取效果较好,且内插结果基本符合内插要求。     

矛尾虾虎鱼仔稚鱼脊柱及附肢骨骼系统的发育观察

采用软骨-硬骨双染色技术,研究矛尾虾虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)仔稚鱼(体长范围为4.7~45.1 mm)脊柱及附肢骨骼系统的形态发育特征。结果显示:4.7 mm个体脊索为无分节的长圆柱形;5.3 mm个体随着髓弓、脉弓和尾下骨的出现,脊柱开始发育;7.1 mm个体髓弓与脉弓延伸形成髓棘与脉棘,脊柱出现分节的硬骨环,并从前往后硬骨化;22.9 mm个体脊柱形成40~43枚椎骨(躯椎15枚,尾椎25~28枚)。矛尾虾虎鱼附肢骨骼系统的发育顺序依次为胸鳍、尾鳍、第二背鳍与臀鳍、第一背鳍与腹鳍。4.8 mm个体可见软骨质的胸鳍支鳍骨和乌喙骨-肩胛软骨,以及部分骨化的匙骨;16.8 mm个体肩带开始骨化。腹鳍支鳍骨最早在8.9 mm个体出现,在17.0 mm个体开始骨化。6.6 mm个体脊索上方中部与肛门后端分别出现13和11枚软骨质的支鳍骨;第二背鳍先于第一背鳍出现,背鳍支鳍骨与臀鳍支鳍骨分别在13.0 mm和12.1 mm个体中开始由前向后骨化,第二背鳍与臀鳍第1枚鳍条分别在22.7 mm和20.6 mm个体中锐化成背棘与臀棘。5.8 mm个体最早出现2枚尾下骨,随着脊索末端向上弯曲,10.9 mm个体尾鳍基本成型,共有2枚尾上骨、1枚尾杆骨、1枚尾椎髓体、1枚侧尾下骨和3枚尾下骨,且第2枚与第3枚尾下骨已愈合完全,24.3 mm个体尾鳍骨化基本完成。矛尾虾虎鱼仔稚鱼骨骼发育研究结果对其分类鉴定和早期发育功能趋向有重要作用。     

基于部分亲和场的行走奶牛骨架提取模型

在奶牛关键点预测的基础上,通过点、线重构奶牛骨架结构,可为奶牛跛行检测、发情行为分析、运动量估测等提供重要参考。本研究基于部分亲和场,以养殖场监控摄像头拍摄的视频为原始数据,使用1 600幅图像训练了奶牛骨架提取模型,实现了奶牛站立、行走状态下关键点信息和部分亲和场信息的预测,并通过最优匹配连接对奶牛骨架结构进行准确提取。为了验证该模型的性能,采用包含干扰因素的100幅单目标奶牛和100幅双目标奶牛图像进行了测试。结果表明,该模型对单目标行走奶牛骨架提取的置信度为78.90%,双目标行走奶牛骨架提取的置信度较单目标下降了10.96个百分点。计算了不同关键点相似性(Object keypoint similarity,OKS)下的模型准确率,当OKS为0.75时,骨架提取准确率为93.40%,召回率为94.20%,说明该模型具有较高的准确率。该方法可以提取视频中奶牛骨架,在无遮挡时具有高置信度和低漏检率,当遮挡严重时置信度有所下降。该模型的单目标和双目标图像帧处理速度分别为3.30、3.20 f/s,基本相同。本研究可为多目标奶牛骨架提取提供参考。     

鸡骨、肝和肠硷性磷酸酶的提纯和性质

用正丁醇抽提、DEAE纤维素(DE—52)和Con·A—Sepharase 4B柱层析等方法从鸡的骨、肝和肠组织中提取碱性磷酸酶(ALP)。提纯倍数分别为41倍(骨)、391倍(肝)和130倍(肠)。将粗提的ALP进行聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳,骨、肝ALP均出现两条带,其分于量为154 000和353 000(骨),187 000和353 000(肝);肠ALP有3个组分,分子量为123 000、235 000和327 000。骨、肝、肠的ATP经DE—52柱层析均得到两个酶峰,其中总活性较大的峰(主峰)进行Con·A—Sepharose 4B柱层析后,其ALP对磷酸苯二钠的km值分别为0.532mM(骨)、0.452mM(肝)和0.472mM(肠)。骨、肝ALP对热敏感,而肠ALP则比较耐热,56℃作用9min,酶活性降低98.8％(骨)、95％(肝)和59.3％(肠)。尿素可抑制骨和肝ALP,肠ALP对尿素不大敏感。4 mol/L尿素对骨ALP活性抑制100％,对肝ALP 95％,对肠ALP仅为47％。2 mmol/L左旋咪唑能抑制骨ALP活性的57.1％、肝ALP的57.7％、肠ALP的15.7％。20 mmol/L L—苯丙氨酸能抑制肝ALP活性的12％、骨ALP的18.5％、肠ALP的57％。低浓度L—苯丙氨酸(1～15mmol/L)对骨ALP几乎没有抑制作用,而对肝ALP有一定抑制作用。上述结果表明,鸡的骨、肝和肠ALP可分为两型:一型为肠ALP,另一型为骨和肝ALP。     

3种鹭骨骼比较形态学研究

采集夜鹭、白鹭和池鹭3种成鸟制成骨骼标本，比较3属3种鹭骨骼形态结构。结果表明头部骨块愈合较好，腭罩不完整。腭骨成一对细的前后平伸的骨片，颌骨及左右颌骨在中部不合并，犁骨亦在中央开口分裂成索腭型。胸骨内面中线后部有大小不一的卵圆形凹穴，不同个体凹穴大小有差别，其原因可能与个体发育程度不同有关。图3表1参19     

3D skeleton reconstructions of natural earthworm burrow systems using CAT scan images of soil cores

 Four soil cores (length, 20 cm; diameter, 16 cm) were sampled in a Swiss pre-Alpine meadow with high earthworm abundance (>400 individuals/m²); two cores were taken in October 1993 and the other two cores in April 1994. The cores were described using computer assisted tomography which gives a series of section images every 3 mm. A method for reconstructing the three-dimensional (3D) skeleton of the earthworm burrow system is presented and discussed. This method provides an image of the structural organisation of the burrow system and was found to be adequately sensitive for use in ecological and functional studies. The seasonal variation of these 3D skeletons was investigated using two approaches, i.e. the analysis of: (1) global burrow system characteristics, and (2) individual burrow characteristics. At the scale of the global burrow system no difference was found between seasons (same number of burrows and same total burrow length) except for the vertical segment distribution, which was homogeneous in spring and decreased with depth in the fall. The study of individual burrow characteristics revealed that burrows tended to be more vertical in spring and that their branching intensity was higher in this season. Received: 10 June 1997     

日光温室骨架合理曲线的一种数值化表达方法

日光温室骨架曲线形式直接影响前屋面采光和力学承载性能,为研究设计出合理骨架曲线形式,基于现有骨架的设计特点、应用情况等,对日光温室骨架合理曲线的数值化构建和表达方法进行研究。当屋脊点位置、最低作业高度、前屋面屋脊处的坡度以及底脚部位的坡度确定时,该方法可直接给出骨架曲线的数值化表达式,通过规范要求可筛选出合格的骨架曲线形式。提出了双抛物线骨架曲线,选取北京、沈阳、银川3个城市,对抛物线、椭圆面、双抛物线、幂函数、双圆5种骨架曲线形式的日光温室进行采光性能模拟。结果表明：1）5种骨架曲线形式下冬至日日累计太阳辐射量之间的最大差值为6.31%,双抛物线作为骨架曲线形式在采光性能上是可靠的;2）当前屋面水平投影为6~14 m、最低作业高度为1~1.8 m时,均可构造出既符合规范要求又符合工程实际的双抛物线曲线。     

日光温室前屋面支撑位置对实腹式骨架安全性的影响

为掌握日光温室前屋面支撑点设置位置对骨架结构安全性的影响规律,获得最佳支撑点位置设置区域,该研究以北京地区为例,选取8、9、10 m三种常见跨度的日光温室为研究对象,依据相关设计规范提出了3种跨度日光温室的建筑剖面并确定了荷载作用形式。假定在日光温室前屋面骨架设置一个支撑点,并且支撑点位置可以沿着前屋面骨架以每隔一段相对固定的距离（约为50 cm）进行变化,运用MIDAS-Gen软件分别计算对应的49种支撑工况、255种荷载组合下温室前屋面骨架的宽厚比、挠度和应力比系数等强度及稳定性指标。计算发现,在不同支撑工况和荷载组合下,分别选取70mm′50mm′2.0 mm、80 mm ′60 mm ′2.0 mm、90 mm ′60 mm ′2.0 mm作为8、9、10 m跨日光温室的实腹式主拱架截面,对应的拱杆宽厚比为33、38、43,挠度值最大为15.13、14.69、18.5mm,均满足规范要求。温室前屋面支撑点位置变化对骨架安全性产生显著的影响,挠度变形、应力比系数随支撑点位置的变化规律均呈现出\