永定河典型护岸植被土壤水分入渗特征及影响因素

为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响,为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考,选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象,通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.0等图像处理技术,基于分形维数和多指标评价法定量评价了优先流发育程度,并探讨了不同植被根系对优先流的影响。结果表明:①研究区3种植被类型覆盖地土壤均存在水分优先入渗现象,土壤染色面积比随土层深度增加而逐渐减小,柳树林地平均染色面积比(38.32%)最大,为荆条林地和狗尾草地的1.11倍和1.37倍。狗尾草地的长度指数、优先流分数均显著低于柳树林地(P<0.05),3种植被覆盖地基质流深度无显著差异。②以优先流评价指数和分形维数评价优先流发育程度的结果呈一致,为柳树林地>荆条林地>狗尾草地,柳树林地的湿润锋迹线破碎化程度最高,优先流发育最显著。③有机质、非毛管孔隙度和根长密度对水分入渗均具有显著影响,总根长密度、非毛管孔隙度与染色面积比呈显著正相关,≥1 mm根系根长密度、有机质含量与分形维数呈显著正相关。3种植被覆盖地染色面积比和根长密度关系曲线拟合较好。总之,在外界条件相同的情况下,柳树林地水分优先入渗现象最明显;植物根系的径级、密度对优先流的发育具有显著影响,≥1 mm根系越丰富优先流现象越明显,而径级<1 mm的根系主要促进表层土壤水分均匀入渗。

基于多指标评价和分形维数的坡耕地优先流定量分析

以重庆紫色砂岩区坡耕地田间染色示踪试验为基础,采用形态学和统计学方法,对3种坡耕地土壤剖面染色图像进行指标提取,运用多指标评价法确定了优先流指数PFI,并结合几何学中的分形理论,定量评价了土壤优先流的发育程度。结果表明:6个优先流特征指标(优先流区染色面积比、基质入渗深度、优先流分数、长度指数、峰值指数和变异系数)均表现出南瓜地和柑橘地的优先流程度高于玉米地;优先流指数PFI由大到小为南瓜地(0.88)、柑橘地(0.77)、玉米地(0);通过Fractal Fox 2.0软件计算得到的优先流湿润峰迹线分形维数由大到小为南瓜地、柑橘地、玉米地。与土壤优先流指数PFI进行比较,所得结果基本一致,说明利用分形维数来评价土壤优先流发育程度是准确可行的。

再生细骨料品质的分形学特征研究

研究目的是对不同品质的再生砂的综合性能进行量化评价,以方便其大规模应用。方法:利用分形维数的盒维数对再生砂及利用其制备的再生砂浆的综合性能进行量化评价。结果:表明再生砂单颗粒和砂粒群轮廓都具备较强的分形学特征,较大的堆积密度和较小的压碎指标、吸水率对应了较小的分形维数值;利用再生砂制备的砌筑砂浆的稠度损失率和抗压强度等性能指标体现出的优劣顺序也与砂粒群轮廓的分形维数值相一致;机制砂与II类再生细骨料粒群的分形维数值非常接近,说明机制砂的颗粒形态与II类再生细骨料实际类似。结论:利用研究有助于建立以分形维数为评估指标的再生骨料的质量评价方法。

分形在布局中线长估计的研究

布局问题的目标都是与连线长度有关,且考虑时延优化也与线长有关。由于布局阶段并没有完成最终布线,若希望在无几何走线的情况下判断一个布局的好坏,就要有简单且又有一定精度的线网长度估计方法来估算线长。文中介绍了几种常规的线长估计方法,然后提出了一种将分形引入线长估计的新方法。

迭代产生的计算机艺术图形

为了在同一种迭代下,得到不同的计算机图形,给出了一种能够产生计算机对称图形的绘制标准;构造了效果良好的迭代函数,用相同的迭代函数、相同的参数生成了不同特色的图形;利用计盒维数讨论了图形的分形特征.实验证明,新的绘制标准不仅可以产生经典的Julia集图案,而且还可在实数域上设计出了精美的计算机艺术图形.

分形维数在林芝市排水管网规划中的应用研究

采用盒维数和长度-半径维数对林芝市中心城区的污水收集系统与雨水收集系统开展研究,对排水管网的盒维数分析发现:污水系统为1.397 7,相关系数为0.998 4;雨水系统为1.337 5,相关系数为0.998 3。而对排水管网的长度-半径维数分析可知:污水系统为1.132 7,相关系数为0.970 2;雨水系统为1.134,相关系数为0.968 8。结果表明:林芝市中心城区的排水管网已呈现出明显的分形特征,但排水管网布置及功能需进一步完善,密度及复杂度还需加强,采用盒维数对该区域的排水管网开展研究更合适。

ArcGIS和分形理论在制图综合评价中的应用

以地形图中的居民地和交通路网为研究对象,以分形理论为基础,借助Arc GIS技术,运用居民地的聚集维数模型和交通路网的长度-半径维数模型,分别测算了天山北坡伊-霍经济区1∶25万、1∶50万和1∶100万地形图中居民地和交通路网的加权分形维数,对两大要素的空间分布特征进行定量分析,结果表明:第一,该经济区内居民地和交通路网的空间结构具有明显的分形特征;第二,在中小比例尺地形图中,同一制图区域内随比例尺变化居民地和交通路网的分形维数基本保持不变,分形维数能为制图综合评价、地图质量评价提供一个量化的评价指标。