引黄水库沉沙条渠沉积物的表面理化及分形特征研究

研究了引黄水库沉沙条渠泥沙沉积物的表面微观形貌和孔表面分形特征.采集了引黄供水鹊山水库沉沙条渠6个泥沙沉积物样品,对其粒径、形貌、孔隙结构、表面元素分布及分形特征进行分析,目的是考察由不同模型计算的颗粒孔表面分形维数和标度空间存在差异的原因,探讨这些颗粒表面微观形貌对其表面元素分布的影响.结果表明,泥沙沉积物颗粒的平均...     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面微观形貌及其孔表面分形特征

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面分形特征.SEM图像表明,PFC-HA絮体具有不规则的块、片状形貌,而且在原水pH=9.0或pH=7.0时形成絮体也存在簇状结构.3种样品对N2的吸附-脱附等温线上均存在滞后圈,但样品3的形状不同.它们的吸附量、BJH累积吸附孔体积与脱附平均孔径的大小顺序均为:样品3＞样品2＞样品1,即随原水pH的降低而升高,而且孔尺度分布曲线显示样品3的表面存在大孔.BET比表面积的变化趋势与它们不一致,且样品2的比样品3稍大,样品1的最小.基于分形FHH方程,采用吸附等温线和脱附等温线数据计算出样品1和样品2的孔表面分形维Ds数均在2.94左右,而样品3的均小于2.38.这些Ds值似乎不能完全表示出因孔表面粗糙性而导致的空间填充能力的大小,主要表达了3种样品的中孔甚至大孔的尺度分布引起的不规则性.本试验中采用热力学模型计算出的3个样品Ds值大都超过3,它们已经失去了维数的实际意义;但样品3因其吸附-脱附等温线上的滞后圈接近圆桶式的A类,如果缩小分形标度区间,可以得到与分形FHH方程计算出的Ds接近的值.     

重庆市景观格局动态变化分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究中的一个重要环节,景观生态学是土地利用/覆盖变化的一个重要的研究手段。以分形理论为指导,利用景观生态学的相关指标,在遥感和地理信息技术的支持下,研究重庆市景观格局的变化。采用1995和2000年Landsat TM/ETM影像为基础数据,提取并建立土地利用空间数据库,应用景观空间格局分形模型,获取景观类型的分形维数和稳定性指数以及景观多样性指数、分离度指数、破碎度指数、均匀度指数和优势度等指标。结果表明：水田、旱地、水域等土地类型的分形维数在研究时间段内有明显上升,有林地、灌木林地和草地等景观要素类型的分形维数降低;景观多样性和破碎度指数以及均匀度略有增加,而优势度指数下降;分形维数和破碎度指数呈极显著正相关。最后为重庆市景观格局的持续发展提出了若干建议。     

分形维数在洪水分期的应用

分数阶积分是分形理论的一个重要分支,应用分数阶积分进行时间序列维数估计,其精度比box维数、量规法等方法高。在此方法的基础上,以金沙江上游石鼓站42年的流量数据为研究对象,对流量散点序列进行了分形分析,在初步证明洪峰散点序列是一种分形的前提下,将分数阶积分应用到洪水分期上,通过估算的维数确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,并将分数阶积分估算维数法与容量维数法进行比较。对比传统洪水分期方法,分形维数分期结果较为客观,受经验和人为影响较小,但是容量维数方法需要选择大量的洪峰点,分析计算的工作量很大,而分数阶积分具有运算方便、结果准确等优点,而且建立的分形函数关系方便进一步分析研究。〖     

洞庭湖区景观镶嵌结构和分形特征研究

利用1980、1990、2000年三期TM影像,应用遥感、地理信息系统技术和景观生态学相结合的方法研究了洞庭湖区景观镶嵌体的结构和形态特征。结果表明：洞庭湖区景观格局与动态特征以耕地、水域、居住建设用地变动为主;各种景观类型的分维数各不相同,分维数的大小依次是：耕地﹤未利用地﹤建设用地﹤水域﹤林地﹤草地,其中建设用地的分维数最接近于1.5,处于最不稳定状态,草地和林地分维数年际波动不大,处于最稳定的状态,耕地随着时间的推移,分维数不断降低;同一种景观类型的分维数在不同地貌条件下也存在差异,其中耕地、水域和居住建设用地的分维数随海拔增加呈增加趋势,草地和林地的变化则表现为相反,这种差异反映了地貌、地势、区位条件和人类活动对于同一景观类型的斑块形态的影响。     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体的粒度和分形维数的动态变化

通过采集PFC-HA絮体的单个样品和拍摄它们的二维图像,研究了在不同混凝条件下絮体的粒度和分形维数的变化.结果表明,原水pH的下降滞后了PFC-HA絮体的出现.原水pH≥7.0时,随着投药量的增加,PFC-HA絮体的分形维数D2(lgA-lgdL)和D3(lgV1-lgdL)随之降低,表明絮体的结构越来越疏松;而原水pH=5.0时,PFC-HA絮体的分形维数存在波动.在PFC的最佳投药量时,水力条件的优化可以提高HA的去除效果,但随着原水pH的下降,HA去除效果的提高程度也随之减小.在最佳水力条件下,PFC-HA絮体的粒度为数百微米,其分形维数值较大,表明絮体的结构较为密实.此外,PFC-HA絮体的粒度分布具有(类)分形特征,最佳水力条件下正的D.值表明絮体的粒度分布趋向平稳.在整个混凝搅拌过程中,PFC-HA絮体的分形维数的变化是与混凝的溶液化学条件、搅拌时间和分形维数类型有关,其D2具有先上升后下降的趋势,这一过程中絮体结构先趋向密实,然后趋向疏松.而且慢速搅拌过程中絮体的尺度也是先增加后下降.     

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

絮体分形结构对沉淀速度影响研究

利用基于微天平的质量-粒径法和基于改进粒子图像测速技术的自由沉淀法对高岭土、腐殖酸絮体的分形结构进行了研究.结果表明,质量-粒径法得到的铁盐絮体三维分形维数为2.14~2.28,明显大于铝盐絮体的1.75~1.83,铁盐絮体结构更为致密,而铝、铁-腐殖酸絮体比相应的高岭土絮体分形维数要小.絮体分形维数与沉淀速度具有良好的对应关系,分形维数越大,絮体沉淀速度越大.质量粒径法与自由沉淀法求出的絮体分形维数相吻合,分形絮体沉淀速度不再满足Stokes沉淀速度公式.     

人为干扰强度对村级景观结构特征的影响

以研究点与村落中心间的距离作为人为干扰强度的划分指标 ,把村落按重度人为干扰、中度人为干扰和轻度人为干扰 3个等级分为中心区、过渡区和基质区 ,分析不同人为干扰强度与村级景观特征的相互关系。结果表明 :随着人为干扰强度的增强 ,多样性指数、相对丰富度指数和均匀度指数均相应增大 ,在中度人为干扰强度区 ,上述 3种指数均最大 ,但优势度指数最小。随着干扰强度的增强 ,与人们生活密切相关的景观类型的分形维数减小 ,斑块的相似性增强     

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。