分形理论及其在环境科学中的应用

为使环境系统科学理论及其相关实用工具在环境科学领域得到更好的应用,本文在简要介绍分形、分形维数基本概念的基础上,通过对分形理论在环境科学中应用情况的回顾、分析与总结,进一步对分形理论在环境科学领域中的应用前景进行了展望。     

旱涝灾害的分形研究方法及其应用与前瞻

本文在概述分形理论基本概念的基础上,首先探讨了分形理论对深化灾害学相关研究的方法论意义;其次,对旱涝灾害的几种分形研究方法进行了必要的概括,在此基础上,结合旱涝灾害中已有的分形应用研究,对其中存在的问题以及未来发展方向等进行了评述、讨论与展望。     

旱涝灾害的分形研究方法及其应用与前瞻

本在概述分形理论基本概念的基础上，首先探讨了分形理论对深化灾害学相关研究的方法论意义；其次，对旱涝灾害的几种分形研究方法进行了必要的概括，在此基础上，结合旱涝灾害中已有的分形应用研究，对其中存在的问题以及未来发展方向等进行了评述、讨论与展望。     

基于分形的图像压缩算法研究

介绍了分形图像压缩理论,传统DCT变换算法和四叉树分形图像压缩算法,改进的分形图像压缩方法,分形与小波相结合的图像压缩算法,彩色图像压缩算法以及对分形图像压缩未来发展的展望.     

中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构研究

根据分形理论与系统自组织理论,本文分析了中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构特征。研究发现,中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构特征是客观存在的,在此基础上,建立了中国洪涝灾害灾情的标度一频度关系式,并构建了中国洪涝灾害死亡人数的自组织模型。     

分形及其在地震研究中的应用

本文简要介绍了分形的基本理论,对分形在地震研究中的应用进行了阐述.着重介绍了近年来地震分形在地震预报中应用的一些成果.在此基础上,提出了作者对于开展进一步工作的意见,认为应该对区域和全球的地震分形进行全局性、系统性的研究,逐渐探索地震分形的物理机制和动力学机制,从而在地震研究上取得新进展.     

絮体分形结构形成机制探讨

基于统计力学和无标度网络框架分析了絮凝过程,并从物理角度导出了絮体的分形结构,探讨了分形维数与外界控制条件的关系.在此基础之上,根据能量守恒对模型进行了理论计算,发现在湍流条件或外界能量交换强烈的情况下,分形维数较高;反之,若在层流条件或能量交换较弱的条件下,则分形维数较低.将理论计算结果与实验结果进行比较,二者较为一致.     

脱硫剂分形孔结构特性及其硫化活性的研究

钙基脱硫剂的分形特性反映了孔结构的物理信息和化学反应性能，在分形理论和气体在分形孔通道中的非线性扩散理论的基础上，结合实验，讨论了CaO孔结构的分形特性、SO2气体在分形孔通道中的扩散特性，并分析了SO2浓度分布对CaO的孔堵塞和不可进入孔形成的影响。结果表明：在一定的硫化条件下，脱硫剂分形特性影响着SO2在CaO孔隙中的浓度分布，SO2的浓度梯度越大，硫化过程中孔隙内部生成不可进入的孔隙越多，脱硫剂的孔隙利用率越低，越易失去硫化活性。     

中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构研究

根据分形理论与系统自组织理论，本分析了中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构特征。研究发现，中国洪涝灾害及其灾情的分形与自组织结构特征是客现存在的，在此基础上，建立了中国洪涝灾害灾情的标度一频度关系式，并构建了中国洪涝灾害死亡人数的自组织模型。     

基于变维分形理论的滑坡空间分布特征研究

为了对滑坡的空间分布特征进行定量的研究,以香溪河流域高阳—官庄坪段为例,基于变维分形理论对滑坡空间分布的分形模型进行了优化,定量地得到了各影响因子与滑坡空间分布之间的敏感性关系,同时对滑坡空间分布的成因进行了定性分析,结果与利用分形理论得到的定量敏感性关系相一致,表明优化的分形模型具有可靠性。     

旅游景区(点)系统空间分布的分形发育及演化特征——以四川省为例

论文以四川省为例,借用分形理论中的网格维测算方法分析旅游景区(点)系统的空间分形特征,用位序-规模双对数拟合方法研究旅游流的规模分布规律,得到以下结论:①旅游景区(点)系统分形是演化的分形,分形结构是逐步进化而来的。1980年以前,四川省旅游景区(点)的空间分布尚未发育分形结构,直至1990年,分形结构才逐渐形成;②旅游景区(点)空间分布的分形发育与旅游流流量规模分布的分形演化在总体趋势上是一致的,但具体过程有不同步性;③旅游景区(点)空间分布的分形发育为旅游业发展提供了良好的载体平台,但并不意味着旅游流的规模分布就一定会发育成理想的分形结构,还需要对相关要素进行调控,才能使旅游流的规模分布也具有分形特征。     

分形理论在混凝研究中的应用

针对絮凝体的形成具有自相似性和标度不变性分形特征,将分形理论应用于混凝领域,从絮凝体结构模型、分形结构模式以及分维的研究方法三个方面对混凝研究进行了论述,从而为混凝的研究提供了新的工具.     

基于高压电脉冲破碎废弃电路板粒度分形特性

高压电脉冲技术在废弃电路板破碎方面的应用实际上是借鉴了其在矿物破碎方面的研究。材料的微观缺陷如微裂纹、微孔隙等分布及受载荷后的演化在一定标度范围内具有较好的统计自相似性,自相似性行为导致材料宏观破碎后所形成碎块的粒度分布具有分形特征。结合分形理论对废弃电路板高压电脉冲破碎后的产物粒度进行分形分布的分析,通过建立分布模型,对破碎产物实际筛下累积含量和用分布模型计算的分布含量进行线性拟合,分析结果表明线性拟合度较好,表明破碎产物具有粒度分形特性。建立分形维数与破碎条件函数间的关系,通过正交实验得出分形维数与破碎条件之间的关系。用破碎后块体的分形构造来考察材料破碎的形成过程,为研究废弃电路板的破碎特性提供了新思路。     

基于分形理论的土地利用空间格局分析——以金溪镇为例

在GIS和RS技术的支持下,运用分形理论,对蓬安县金溪镇2009年土地利用类型进行了分析,获得了各土地利用类型的分形维数,不稳定性指数和分散程度,为今后金溪镇经济健康持续发展和土地资源的宏观调控提供科学的决策依据。     

典型工业半焦的孔隙分形结构分析

工业半焦是一种具有复杂的微观孔隙拓扑结构的多孔物质.基于分形理论,引入分形维数对工业半焦不规则孔隙结构的粗糙、复杂程度进行了定量表征和描述.选取具有典型煤种和工艺代表性的工业半焦样品,用孔隙度分析仪对其孔隙结构特征进行了测量,并利用其测量数据进行了分形维数的分析计算.计算结果表明,工业半焦的孔隙结构符合分形特征,在样品颗粒尺寸为2.36～3.35mm的测量条件下,样品的分形维数在2.7982～2.9154之间,其可决系数在0.9157～0.9614之间;样品的分形维数与煤种和半焦热解工艺过程均有一定的关系.通过对工业半焦分形维数的计算分析,可以更加全面准确地了解其孔隙结构特征,以期为分析评价其吸附和活化潜力、制定恰当的活化工艺提供更加可靠的依据.     

高分子絮凝剂形态学研究进展

综述了絮凝形态学的研究内容及进展,井着重介绍了分形理论的概念、理论以及絮凝形态学研究中的应用.     

基于多重分形理论的近海污染物空间分布特性研究

针对我国近海污染物空间分布特征难于辩析的问题,通过对多重分形理论的研究,提出了一种新的近海污染物空间分布特征的分析方法。以天津市近岸海域20个水环境监测点为例,随机选择两个不同水期的COD监测数据进行分析,采用多重分形矩方法计算COD空间分布的多重分形维数谱函数f(α)。计算结果显示其α(q)-f(α)曲线均为连续不对称的上凸曲线,表明近海污染物在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布,而是连续多重分形分布,近海污染物高浓度部分的奇异性较低浓度部分大,平水期的奇异性较丰水期大。应用表明,该分析结果与天津市近岸海域实际情况相一致,这些成果的取得为辩析近海污染物的空间分布特征,并进一步采用基于多重分形理论的算法模型计算近海水环境容量提供了理论依据。     

基于DEM的黄土高原典型流域水系分形特征研究

基于地理信息系统方法和Horton水系定律,对黄土高原地区葫芦河流域的水系分形特征进行了探讨。研究表明,葫芦河流域正处于流域发展的幼年期。这一时期水系尚未充分发育,下切侵蚀强烈。对流域系统地貌信息熵的判读验证了这一结论。这一结论说明利用分形理论来研究黄土高原典型流域地貌是可能的,深入发展分形方法对于流域地貌研究有重要意义。     

基于分形理论的生态环境影响评价范围定量研究

以神农架林区滑雪场建设为例,在阐述分形理论用于生态环境影响评价可行性的基础上,提出了基于分形理论的生态环境影响评价范围定量研究方法。以滑雪场项目为中心向外扩展选取8km、30km的圆形范围作为两个研究区,以500m为测度分别将研究区一、二划分为18和62个环带,运用GIS分析计算了不同环带内不同生态类型斑块的边长、面积及分维数,进行回归分析,分别得到两个无标度区,从而确定滑雪场生态评价范围为78.5km2,并运用分形理论对定量确定评价范围进行了一次有益探索,给环评工作者提出了一套解决定量评价建设项目对生态环境影响范围的方法和思路,以供借鉴和参考。     

核素在非均匀介质中的迁移预测

针对非均匀性明显的某放射性废物处置场候选场址,应用分形理论方法,在介质水力性质参数与介质结构分维之间建立函数关系式来描述场址介质的非均匀性,并选择放射性废物中的代表性核素3H和90Sr,应用不同方法对核素迁移进行预测比较.结果表明,采用分形理论方法预测的核素迁移浓度比参数直接回归法更接近实际情况;在应用不同参数确定方法预测核素迁移浓度时,分配系数的取值对预测结果影响较大.