农业土壤表面不平度分形维数计算方法的对比与分析-南京农业大学学报.pdf

－ 　 南京农业大学学报　 ２０１５ꎬ３８(１):１６１ １６７ ｈｔｔｐ:/ / ｎａｕｘｂ.ｎｊａｕ.ｅｄｕ.ｃｎ － 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｄｏｉ:１０.７６８５/ ｊ.ｉｓｓｎ.１０００ ２０３０.２０１５.０１.０２４ － 姜春霞ꎬ鲁植雄ꎬ徐浩ꎬ等. 农业土壤表面不平度分形维数计算方法的对比与分析[Ｊ]. 南京农业大学学报ꎬ２０１５ꎬ３８(１):１６１ １６７ 农业土壤表面不平度分形维数计算方法的对比与分析 １ １∗ １ １ ２ 姜春霞 ꎬ鲁植雄 ꎬ徐浩 ꎬ周晶 ꎬＷｉｌｌｅｎ ＢＨｏｏｇｍｏｅｄ (１ 南京农业大学工学院ꎬ江苏 南京 ２１００３１ꎻ２Ｆａｒｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｒｏｕｐꎬＷａｇｅｎｉｎｇｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＣｅｎｔｒｅꎬＷａｇｅｎｉｎｇｅｎ ６７００ꎬＴｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ) 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ꎬ如何运用到农业土壤表面的 研究中ꎬ是目前研究的热点问题ꎮ [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ꎬ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ꎮ [结果]犁地后地 表起伏大ꎬ但分维小ꎬ细微结构少ꎬ复杂程度小ꎻ播种后地表(垂直于播种方向)起伏大ꎬ但复杂程度小ꎬ播种后地表(平行于 播种方向)起伏小ꎬ但复杂程度高ꎻ同在平行于耕作方向ꎬ整地后地表的起伏大于播种后地表的起伏ꎬ但其复杂程度低于后 者ꎮ [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ꎬ线性回归的相关性更好ꎬ无标度区间变化很小ꎮ 关键词:农业土壤表面ꎻ不平度ꎻ分形ꎻ无标度区间 － － － 中图分类号:Ｓ１５２.９　 　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 　 文章编号:１０００ ２０３０(２０１５)０１ ０１６１ ０７ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｆｒａｃｔａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ １ １∗ １ １ ２ ＪＩＡＮＧ Ｃｈｕｎｘｉａ ꎬＬＵ Ｚｈｉｘｉｏｎｇ ꎬＸＵ Ｈａｏ ꎬＺＨＯＵＪｉｎｇ ꎬＷｉｌｌｅｎ ＢＨｏｏｇｍｏｅｄ (１Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ