一种基于面积紧凑度的二维空间形状指数及其应用

空间形状指数是重要的空间形态分析指标,目前应用较为广泛的基于边界紧凑度的一维空间形状指数在参照形状选择及一维测度应用等方面都存在局限性。针对一维空间形状指数的缺陷,定义一种基于面积紧凑度的二维空间形状指数,并以矩形为参照形状,讨论其计算方法。结合浙江省桐庐县标准农田立地条件评价的实例,比较分析两种维度空间形状指数的应用效果。结果表明,二维空间形状指数能够更精确地描述地物图斑相对于非紧凑参照形状的偏离程度,且在标准农田规划、建设等应用中更具实用价值。

基于形状指数的文物表面局部几何特征提取与匹配算法

对具有整体形状相似而细节差异明显的文物模型进行基于全局的形状检索,由于精度限制很难得到满意的检索结果。为此,提出一种提取局部几何特征的检索算法,计算模型顶点的主曲率值,通过主曲率求出点所在局部曲面的形状指数,根据形状指数使用区域生长和扩张搜索方法获得模型的局部几何特征,再将获得的局部特征结合先验知识创建模板库,比较模板和待检测模型局部几何特征的相似度。以兵马俑甲胄碎片作为实验数据,应用该算法对甲胄碎片进行识别和分类,结果表明该算法是有效和可行的。

颗粒表面分维与其形状指数关系研究

构建了颗粒物表面分维测算模型,研究了颗粒投影轮廓大小与形状指数F的关系。研究表明:颗粒投影轮廓大小与形状指数F具有良好的线性相关性。文中还利用所构建的颗粒物表面分维模型测量了6种碳黑颗粒的表面分维,初步研究了颗粒物表面分维与形状指数F之间的关系,分析结果发现:随着颗粒表面分维的增加,其形状指数F也相应增加,二者具有良好的相关关系。因此,表面分维与形状指数F均可作为颗粒物形状的定量表征,且二者具有良好的相关性。

用两个形状指数表征粉煤灰颗粒形貌的研究

引用两个形状指数表征颗粒形状的概念,即先将颗粒形状近似为椭圆,再将椭圆图像分离:以圆为基准的颗粒宏观形状指数δ;以光滑椭圆为基准的颗粒轮廓凹凸度,即微观形状指数ζ。分析和发展了近似椭圆模型。并运用图像分析仪对粉煤灰、水泥样品进行实验。结果表明,粉煤灰颗粒的两个形状指数δ和ζ都大于水泥颗粒。证明粉煤灰颗粒的球形度、表面光滑度优于水泥,而且,随着粒径增大,δ和ζ呈下降趋势,表明磨制颗粒越粗。(?)粒形状越不规则。文中还运用近似椭圆模型再现了颗粒的模拟图像。

用分子形状指数和苯环因子预测有机物在鱼体中的生物富集因子

通过分子形状指数（^mK）及苯环因子（G）建立有机物生物富集因子（BCF）的良好OSAR模型，计算了165种非离子性有机物的分子形状指数（^1K、^2K）．基于分子母体及取代基的结构特征——苯环因子（G）．将^1K、G与122种非离子性有机物在鱼体中的生物富集因子（lgBCF）拟合．建立数学模型，相关系数（R）取0．955．该模型通过Jackknife法检验具有总体稳健性，对其他有机物的生物富集因子具有良好的估算与预测能力．结果表明，分子形状指数与苯环因子不仅对于非离子性有机物在鱼体中的生物富集因子的表征具有合理性与有效性，而且与其疏水性参数具有良好的相关性．

用分子形状指数、电拓扑态指数研究酚类化合物的生物降解性

计算32种取代酚的分子形状指数mK以及电性拓扑状态指数En。采用多元线性逐步回归方法,建立了这些拓扑指数与酚类化合物的CO2生成量的定量结构-生物降解相关性模型。该模型的相关系数(R)、标准偏差(S)分别为0.951及1.999,它的计算值与相应实验值基本符合,并优于已有文献的研究结果。采用该模型探讨了取代酚的好氧生物降解机理。

形状指数的变动及树干几何体变化规律的研究

用Kunze M.曲线模型的形态指数公式,对桦树、山杨和落叶松树干形态指数的变动及树干几何变化规律进行研究,为森林资源管理、培育优良木材提供理论参考。研究结果表明:桦树、山杨和落叶松树干中抛物线体部分占绝大部分,其中桦树为65.7%、山杨为59.7%、落叶松为65.7%。

景观要素的形状指数与形状特征的关系

利用正方形格子网法 ,研究了规则图形、不规则图形的形状指数 ( SD)与其长宽比 ( L/W)和面积周长比 ( A/P)之间的关系。结果表明 ,当平均宽度不变时 ,景观要素的 SD随着 L /W的增加而增加 ;当 L /W不变时 ,SD不随着 A/P的增加而变化 ;是一个常数。这说明景观动态可以分为受不同因素控制的两种类型 :一种为 L/W不变时的动态 ,表现为整体上 A/P的变化 ;另一种为平均宽度不变时的动态 ,表现为 L /W的变化 ,即空间图形狭长程度的变化。

前桥摆转转向式四驱底盘结构形状指数的优化

前桥摆转转向式四驱底盘可直接转入下一畦作业,提高了小地块工作行程率,在地头宽度小于等于1个作业宽度时,更有利于机耕过程中的转向操作。为此,通过ADAMS软件仿真,以最小地头宽度为目标对底盘结构参数进行了优化。仿真结果表明,底盘在作业过程中从一畦进入地头直接转入相邻的下一畦时,后内侧轮基本上不吃入上一畦,最小地头宽度与长宽比成反比。在底盘转向时行走轮不干涉后悬挂农具的前提下,底盘最小的理论长宽比应为0.5:1。但由于底盘长宽比受行走轮直径、轮宽及重心的影响,底盘的合理长宽比值范围需趋近于理论长宽比。当机具作业宽幅大于等于机具轮宽时,可直接做倒U形转向;否则采用"4"和歪梨形组合掉头转向,实现地头宽度等于1个作业幅宽的转向。

盐化草地景观中的斑块形状指数及其生态学意义

利用 GIS技术研究了盐化草地景观中的斑块形状指数及其生态学意义。研究结果表明 ,斑块形状指数在描述斑块和斑块的空间格局方面 ,与斑块的分维数一样具有明确的生态学意义 ,可以作为反映一定尺度上斑块和景观复杂程度的定量指标。斑块形状指数越小 ,斑块的形状越规则、简单 ;斑块形状指数越大 ,斑块的形状越复杂 ;斑块形状指数的变化范围比分维数要大 ,可以大于分维数的上限

柳杉单木直径生长及形状指数模型

以ＶｏｎＢｅｒｔａｌａｎｆｆｙ生长理论为基础，用简单竞争指数建立柳杉人工林单木生长模型．从密度对于形影响的一般规律出发，分析简单竞争指数与形状指数的关系，建立形状指数模型，为立木材积的测算提供一条新的途径．

用分子形状指数估算氯代羟基苯甲醛的气相色谱保留指数

基于化学拓扑理论,计算了25种氯代羟基苯甲醛衍生物的分子形状指数(mK)。用多元回归方法研究了这些化合物的气相色谱保留指数(RI)与mK及取代基距离参数(L)的定量关系。经逐步回归分析,建立了最佳的定量结构-色谱保留指数的二元相关(QSRR)模型,其相关系数(R)为0.991。用Jackknife法检验该模型具有良好的稳健性与预测能力,其计算值与实验值基本吻合。

基于形状指数的时序地表覆盖数据伪变化图斑过滤方法

伪变化图斑过滤是提高时序地表覆盖数据统计结果可靠性的重要环节。不同时相地表覆盖数据间的空间配准误差,是产生伪变化图斑的主要原因。从时序地表覆盖数据间空间匹配误差造成的伪变化图斑自动过滤的角度,提出一种基于形状指数的时序地表覆盖数据伪变化图斑过滤方法。基于形状指数和自适应推导机制,构建伪变化系数、复杂度指数、扁度指数、面积紧凑度指数和规模指数5项变化图斑形状指数分层过滤阈值规则集,对满足形状指数特征值要求的伪变化图斑进行过滤剔除,并随机选取某省两期地表覆盖数据对该方法进行试验分析,结果表明,准确性达到98.2%。基于形状指数的时序地表覆盖数据伪变化图斑过滤方法丰富了以往单一指数分析伪变化图斑的手段,能够实现数据尺度和精度的自动匹配,适用于时序地表覆盖数据伪变化图斑检测过滤,解决不同数据尺度和精度的自动匹配等技术问题。

密度指数：形状指数在描述三维图像时的推广

针对将形状指数(SI)应用于三维图像时缺乏对应的推广形式,常通过计算三维图像的3个截面的SI来组合表达,导致在肠道肿瘤检测等应用中造成了大量的误检的问题,研究了三维情形SI的推广.首先选取球坐标系表达的单位球面以消除灰度变化尺度的影响;然后分析了球面的6个等价区域,并选取其一作为灰度变化的表征区域;由于SI原有的表达式不利于推广到三维空间,因此推导了一种等价的表达式,并通过分析此表达式在三维情形的推广,得到了描述三维图像局部灰度变化的指标——密度指数(DI).通过研究DI所表征区域的几何特性,得到了一条具有重要性质的曲线——逆Z线,并分析了其上典型特征点所对应的灰度变化模式.仿真实验结果表明,对于肠道肿瘤检测的典型情况,使用DI检测的误检率明显低于SI.

基于三维形状指数的肺结节自动检测方法

针对在肺结节计算机辅助检测中存在误诊率、假阳性率较高,检测准确率较低等问题,提出一种基于三维形状指数和Hessian矩阵特征值构建类球形滤波器的结节检测方法。首先,提取肺实质区域,并计算各体素点Hessian矩阵的特征值和特征向量;其次,通过二维形状指数推导出三维形状指数公式,构建改进的三维类球形滤波器;最后,在三维肺实质区域内检测疑似结节区域,去除较多的假阳性区域,针对三维体数据上检测出结节所在位置,将检测到的坐标作为置信连接的多种子点输入,进行三维体数据分割,最终分割出三维结节。实验结果表明,所提算法能够有效地检测出不同类型的肺结节,对较难检测的磨玻璃结节也有较好的检测效果,结节检测的假阳性低,最终能达到92.36%的准确率和96.52%的敏感度。

粗骨料颗粒形状指数、级配对自密实混凝土工作性能的影响

自密实混凝土的"自密实"性能的优劣,可以以砂浆基材的流变体系和粗骨料品质、级配的综合作用来评价。在砂浆基材性能良好的情况下,粗骨料的粒形和级配等成为了影响自密实混凝土工作性能的重要因素。本研究以性能良好的砂浆基材为前提,研究了粗骨料的形状指数和级配对自密实混凝土拌合物流变性能和工作性能的影响。

景观基质内斑块数及面积变化对形状指数和分维数的影响分析

景观的形状指数和分维数不仅与单个斑块的面积和形状有关,而且与斑块内所包含的异质嵌块个数及大小有重要的关系.景观中常常出现斑块之间包裹和互相镶嵌的情况,这种镶嵌对于斑块的分维数、斑块形状指数都会产生影响,也将对整个斑块的功能产生影响.本研究模拟了基质内包含其他斑块时形状指数与形状分维数的变化特征,结果表明:随着基质内其他斑块的增多,分维数和形状指数值都将变大,分维数将向2趋近,而形状指数将发散.分维数可以更好地作为生态的变量使用,而形状指数由于其发散性则必须加以处理后才有可能应用于生态模型中.本研究为景观形状指数的选择与应用提供了参考.

用形状指数研究苯酚类化合物对大型蚤的急性毒性

基于分子拓扑理论,计算了18种取代苯酚的Kier分子形状拓扑指数(mK).利用最小二乘法建立了不同pH值下11种取代苯酚对大型蚤急性毒性(pIC50)的QSAR模型,其相关系数(R2)依次为:0.963(pH=6.0),0.966(pH=7.8),0.846(pH=9.0).这些模型的计算值与其实验值基本吻合.通过留一法检验及对其余7种取代苯酚类化合物的pIC50值进行预测,结果表明该模型具有良好的稳健性和预测能力.

结合小波能量和汉森形状指数的肺结节分割

部分实性肺结节(PSPN)中实性成分的精确分割在肺结节的临床诊断中具有重要意义。针对PSPN中实性成分边界模糊、亮度不均匀且易发生血管黏连的问题,提出结合小波能量和汉森矩阵指数的PSPN实性成分分割算法。首先通过小波变换将图像的亮度转变成小波系数,结合低频小波系数和高频小波系数获取小波能量,构建基于小波能量的活动轮廓模型区域项,以便加强PSPN中实性成分与周围磨玻璃影的区分;其次,结合灰度信息和汉森矩阵指数,提出基于局部形态特征的模糊速度函数,将其引入到活动轮廓模型中作为边界停止函数,在PSPN实性成分边界处,该速度函数为0,活动轮廓曲线停止演变,完成实性成分分割。实验结果表明,所提出的方法有助于血管黏连情况下PSPN中实性成分的确定。

再生骨料比表面积和形状指数测定方法计算与分析

再生骨料颗粒形状和大小决定了再生混凝土拌合物是否能够紧密结合、能否达到良好的成型效果,一般以比表面积、形状指数来反映其拌和性能。通过选用废弃路面混凝土制备出4.75~9.50 mm和9.50~19.00 mm粒径的再生骨料,用比表面积理论计算和净浆试验法进行再生骨料比表面积测定,以粗骨料颗粒形状评定方法对再生骨料形状指数进行测定,最终对再生骨料拌和性能作出评判。研究发现:再生骨料表面粗糙,颗粒棱角较多,4.75~9.50 mm和9.50~19.00 mm粒径的再生骨料比表面积分别为5.98 cm^2/g和4.19 cm^2/g,均高于碎石、卵石骨料的比表面积;其形状指数分别为0.172 7和0.246 6,颗粒形状不好。因此,再生骨料要选用颗粒形状接近球体、形状指数高的骨料。研究结果为实际工程中再生骨料的推广和利用提供了参考。