四种粒径分级制度对土壤体积分形维数测定的影响

为揭示粒径分级对土壤体积分形维数测定的影响,采用激光衍射技术测定毛乌素沙地风沙土粒径组成,基于中国制、前苏联制、美国制和国际制4种不同粒径分级方法计算土壤体积分形维数.研究结果显示,(1)研究区土壤质地较粗,土壤颗粒组成以砂粒为主,占总体积的90%以上,而黏粒、粉粒含量相对较少;土壤体积分形维数大小排序为前苏联制(DSU)中国制(DCHN)国际制(DINT)美国制(DUS);(2)DCHN、DUS和DINT与土壤粘粒、粉粒和砂粒含量线性回归拟合效果良好,且相关性极显著(P0.01);DSU与土壤粉粒和砂粒含量相关性显著(P0.05),但线性回归拟合效果较差;(3)DCHN、DUS和DINT之间呈极显著正相关关系(P0.01),DSU与DCHN、DUS和DINT相关性较差,线性回归方程可实现DCHN、DUS和DINT之间的转化.综合考虑土壤颗粒组成信息、数值差异和相关性,美国制土壤粒径分级方法是计算土壤体积分形维数的较优选择.     

三峡库区典型消落带土壤粒径分布及分形特征

为揭示三峡库区典型消落带土壤的独特性,通过野外调查和实验室定量分析,研究了消落带典型区阶地土壤粒径分布和分形特征。结果表明：该典型消落带土壤分形维数在2.80左右;共有3种质地的土壤,分别是壤质黏土、粉砂质黏土、黏壤土,两种黏土的分形维数不存在显著差异,黏土和壤土的分形维数差异显著且分形维数以黏土的较大。土壤粒径随高程增加表现为由尖峰胖尾分布向尖峰分布变化,在降水和江水的双重作用下,较高高程处小颗粒土粒含量较低,而较低高程处小颗粒土粒含量较高。淹水年限为3 a和1 a的不同植被类型下消落带土壤分形维数不存在显著差异。     

沙粒粗糙度和粒径分布的分形特性

提出了一种度量沙粒粗糙度和沙粒粒径分布的分形维数的计算方法,用分规法和周长面积法度量沙粒平面剖面线的不规则性,用Ｗｅｉｂｕｌｌ分布模型分析研究沙粒粒径分布的规律。结果表明：沙粒的表面粗糙度越大,其分形维数越大;沙粒组成中的细沙越多,其分形维数越大。同时表明分形几何可用于不规则图形和破碎模型的定量研究。     

陕西省退耕还林对土壤粒径分布体积分形特征的影响

退耕还林可引起土壤粒径分布的变化,通过测定陕西省吴起县和礼泉县两个样区不同土地利用类型下表层土壤各粒级百分含量,分析退耕还林对土壤粒径分布体积分形特征的影响。应用马尔文2000激光粒度分析仪测量各粒级体积百分含量,用双对数模型计算体积分形维数(D)。结果表明,吴起县和礼泉县两个样区土壤PSD的D值分别在2.490~2.526和2.638~2.699之间,顺序均为荒地人工林地农地。D值与黏粒和粉粒含量极显著正相关,相关系数分别为0.991和0.968,与极细砂和细砂含量极显著负相关,相关系数分别为-0.986和-0.851,与有机质含量显著正相关,相关系数为0.608。多元统计分析表明对土壤黏粒、粉粒和砂粒及D值影响较大的环境因子为区域,海拔,土地利用类型和退耕年限,其中土地利用类型和区域各自独立、互不相关地影响土壤粒径分布。     

分形及其维数

本文扼要介绍了分形的概念以及分形的两种维数之间的区别与联系。     

王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形特征

以王朗自然保护区7种土壤为对象,运用分形模型研究了该区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数,分析了分形维数与土壤理化性质如有机质含量、全氮、全磷、pH及容重的关系.结果表明,王朗自然保护区表层土壤颗粒的分形维数Dp为2.679 6～2.741 4;各土壤颗粒粒径与累积重量的对数相关系数R2＞0.85(p＜0.05);通过逐步多元回归分析,土壤颗粒的分形维数仅与粒径为0.001～0.005 mm和小于0.001 mm土壤颗粒含量呈显著正相关(p＜0.05);此外,土壤颗粒的分形维数与土壤有机质、全氮、全磷和容重的关系不显著,然而土壤有机质含量与土壤全氮含量呈显著正相关(p＜0.05).通过对王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数的探究发现,该区土壤颗粒的分形维数偏低,土壤结构相对松散,易发生水土流失,需要加强该区生态建设.     

对分形集及相关维数的讨论

本文对几种分形维数的定义进行了比较，并分别引用这些定义估算了几个分形集的分形维，其中有的定义和估算方法是本文给出的。     

岷江上游河谷土壤粒径分形维数及其影响因素

运用土壤体积粒径分维模型计算了岷江上游河谷土壤粒径分形维数,分析了分形维数的空间变化特点及其与粒度组成、粒度参数和铁游离度等之间的关系.土壤粒径分形维数空间分布与气候、植被环境有关.分形维数可以反映粒径大小.分形维数与粒度标准偏差和峰度不存在相关性,样品粒度特征主要受原位母质风化影响.铁游离度（Fed/Fet）与分形维数呈明显正相关关系.结果表明粒径分形维数可以用来比较土壤成壤强度及发育环境.     

多孔介质粘土颗粒群的粒径分布分形维

多孔介质粘土颗粒的粒径分布分形维数值能较好地反映粘土颗粒的尺度分布和空间填充性能,可用于表征土壤的保水、填充等性能．文中以华南地区部分粘土作为多孔介质研究对象,通过建立适于采用数字显微系统的多孔介质颗粒群粒径分布分形维数值的测定模型,提出了一种计算多孔介质颗粒群粒径分布分形维数的新方法．结果表明,采用该法测定的粘土颗粒群粒径分布分形维介于2．2708～2．9483之间,与采用其他方法测定的结果吻合,说明模型和方法具有较好的准确性和实用性,为土壤质地评价,颗粒填充、流变性能研究等提供了一种新的方法和评价指标．     

分形维数的能动作用

从应用实际出发,运用分形几何的关联,Hausdorff、计盒维数的理论和方法,找出一种求分形维数的切实可行的简捷实用的方法,从而研究实施发动机故障诊断中运用分形理论的问题,并且对几个振动故障信号进行了较为具体的分析。     

基于RS与GIS的天目山地区土地利用类型分形研究

分形理论是研究地学不规则现象的一种崭新方法.本文在RS、GIS技术的支持下,借助分形理论对天目山地区土地利用类型进行了分形分析与研究.结果表明:农田及居民地的斑块结构比较简单,处于较稳定状态;其它类型斑块结构比较复杂,处于较不稳定状态.     

基于分形理论的福州市土地利用空间格局变化研究

以福州市为例,在遥感和GIS技术的支持下,运用分形理论对土地利用空间格局的变化进行了研究．首先对福州市1988年的TM和2004年的ASTER影像进行解译,然后利用分形模型,计算出1988年和2004年各个地类的分维数和稳定性指数,对土地利用空间格局变化进行了定量分析．结果表明：福州市各土地利用类型的分布具有分形结构,其中耕地、林地形态复杂程度上升,建设用地形状趋向简单化;水域一直比较稳定,耕地和林地稳定性都有不同程度的下降,建设用地稳定性从1988年的最不稳定变化到2004年的最稳定．     

Fractal Characteristics of Soil under Different Land-Use Patterns in the Arid and Semi-Arid Region of the Western Tibet Plateau, China

0Introduction Changesinsoilstructureoftenaccompanychangesinmanagementpracticesandmayaffecttheeffectivenessofthesepractices.Parametersareneededto quantifythesechanges.Sizedistributionsofsoilparticleandmicroaggregatehavebeenfoundtobeagood indicatorofchanges…     

基于GIS的青岛市城市扩展与空间形态研究

利用四幅不同时段的TM影像,获得青岛市城区的土地利用变化信息,并依此提取青岛市城市实体.在此基础上研究青岛市土地利用变化情况与青岛市城市实体的紧凑度与圆形率,并重点应用分型理论对青岛市城市实体进行研究,从计算结果看,2005年青岛市城市形态最为科学,而近年来青岛市城市扩展是盲目的、不科学的.     

基于分形方法的煤炭研磨颗粒粒度分布模型

为了预测并控制煤炭在研磨过程中任意时刻的颗粒粒度分布,利用分形方法建立了表征煤炭研磨颗粒粒度分布动态变化的颗粒数分布模型、颗粒表面积分布模型和颗粒质量分布模型.颗粒数分布模型直观地描述了颗粒粒径主要存在的范围;颗粒表面积分布模型可以用来研究研磨过程中能耗的变化;颗粒质量分布模型可以用来计算研磨颗粒的堆密度和成浆浓度.通过分形粒度分布与实际粒度分布的比较,验证了模型的正确性.     

城市土地利用形态的分维刻画方法探讨

首先总结并论证了描述城市土地利用形态及其空间结构特征的两种分维：边界维数和半径维数。前者可用面积－周长关系和周长－尺度关系定义,测算方法有结构步长法等;后者则用面积－半径关系定义,借助数目－尺度关系进行测算。其次简述了两种分维的地理几何意义,并以实例说明其应用方法。最后建议采用网格维数包括信息维数对城市土地利用的空间形态做进一步的定量描述。     

福州市土地利用类型分形特征分析

利用福州市2009年的TM影像,以RS和GIS为技术手段,获取研究区土地利用类型图。运用分形理论求取不同土地利用类型的分维数,并对不同土地利用类型的分形特征进行分析。结果表明,福州市土地利用类型分维数大小的顺序为:水体>建筑用地>耕地>林地>未利用地。说明了水体和建筑用地的边界特征复杂,斑块破碎化程度大;相反林地和未利用地的边界特征比较规则,斑块破碎化程度小。     

矸石破碎块度的分形性质及计算方法

用分形几何方法对破碎矸石块度进行了统计分析，结果表明，分形维数D是反映矸石破碎程度恰当的统计特征量，同时，分析了两种破碎块度分布函数，并基于幂率关系建立了一种新的块度表达式。     

城市土地利用形态及其空间结构的分维描述方法

首先总结并论证了描述城市土地利用形态及其空间结构特征的两种分维;边界维数和半径维数。前者可用面积--周长关系和周长--尺度关系定义,测算方法有结构步长法、网格计数法等;后者则用面积--半径关系定义。借助数目-尺度关系测算。文章简述了这两种维数的地理几何意义并以实例说明了其应用方法。最后作者建议采用网络维数包括信息维数对城市土地利用的空间形态作进一步描述。     

单一颗粒流分形模型及有效热导率计算

首次提出了颗粒流中粒子的分形模型，得到粒子在不同分维下的分形分布，并和麦克斯韦分布进行比较，分析了两种分布产生差异的物理机制．在此基础上研究了单一颗粒流的有效热导率，得到其解析表达式，并分析了有效热导率随粒子温度、粒子分维的变化规律．