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农业土壤表面不平度分形维数计算方法的对比与分析  
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【英文篇名】 Comparison of calculation methods of fractal dimension on agricultural soil surface roughness
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【作者】 姜春霞; 鲁植雄; 徐浩; 周晶; Willen B.Hoogmoed;
【英文作者】 JIANG Chunxia; LU Zhixiong; XU Hao; ZHOU Jing; Willen B.Hoogmoed; College of Engineering; Nanjing Agricultural University; Farm Technology Group; Wageningen University and Research Centre;
【作者单位】 南京农业大学工学院; Farm Technology Group; Wageningen University and Research Centre;
【文献出处】 南京农业大学学报 , Journal of Nanjing Agricultural University, 编辑部邮箱 2015年 01期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 农业土壤表面; 不平度; 分形; 无标度区间;
【英文关键词】 agricultural soil surface; soil roughness; fractal; non-scale range;
【摘要】 [目的]分形理论作为描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何形体的有效工具,如何运用到农业土壤表面的研究中,是目前研究的热点问题。[方法]采用非接触式激光不平度测量仪测量了播种后地表(垂直于播种方向)、播种后地表(平行于播种方向)、犁地后地表(垂直于犁地方向)和整地后地表(平行于整地方向)4种农业地表的不平度,分别采用变差法、结构函数法和轮廓均方根法分析了4种农业地表不平度的分形维数、无标度区间及相关系数。[结果]犁地后地表起伏大,但分维小,细微结构少,复杂程度小;播种后地表(垂直于播种方向)起伏大,但复杂程度小,播种后地表(平行于播种方向)起伏小,但复杂程度高;同在平行于耕作方向,整地后地表的起伏大于播种后地表的起伏,但其复杂程度低于后者。[结论]均方根法计算农业土壤表面不平度的分形维数更精确,线性回归的相关性更好,无标度区间变化很小。
【英文摘要】 [Objectives]How the fractal theory as an efficient tool to describe rough and irregular geometrical feature in nonlinear system and nature is applied into agricultural soil research is hot issue at present. [Methods]The roughness data of agricultural soil surface after sowed( perpendicular to the sowed direction),sowed surface( along with the sowed direction),ploughed surface( perpendicular to the ploughed direction),and rolled surface( along with the rolled direction) were obtained by laser roughness measu...
【基金】 国家自然科学基金项目(51175269); 高等学校博士学科点基金项目(20100097110027)
【更新日期】 2015-01-20
【分类号】 S152
【正文快照】 20世纪70年代,法国数学家Mandelbrot提出了分形理论(fractal theory)[1-5],用于研究不可求微分、形状不规则、具有粗糙表面的几何形体,而且一般用于研究非线性系统。分形理论被广泛应用于土壤科学研究中[6-7],表征土壤中不规则、不稳定和具有高度复杂结构的特性,起到很好的效果

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