北京林业大学学报 - ��ϵ�ע��ַ

不同2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与其亲本蛋白质组差异研究

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<研究两种2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与亲本的蛋白质组表达差异，从蛋白水平探讨异源三倍体杨树在生长、抗性等方面具有优势的分子基础，为杨树多倍体选育和遗传改良提供科学依据。</sec<<sec<<b<方法</b<采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对青杨三倍体与其亲本进行定量蛋白质组学研究，所提取的杨树蛋白质样品经FASP酶解、iTRAQ试剂标记、高pH-RPLC分离、RPLC-MS分离分析，获取的串联质谱数据通过软件Proteome Discoverer 1.3搜库进行蛋白质鉴定，通过蛋白质相对定量的比较寻找差异表达蛋白，再对差异蛋白质进行GO、KEGG代谢通路分析。</sec<<sec<<b<结果</b<本研究共鉴定出1 472个蛋白质，差异蛋白202个。FDR和SDR青杨杂种三倍体与母本‘哲引3号杨’、父本‘北京杨’的差异蛋白比率在2.0%~10.1%之间。两种不同2n配子来源三倍体中FDR与亲本差异蛋白比率最高，且两种三倍体与父本的差异蛋白比率均比母本高。通路注释分析显示，差异蛋白显著富集于代谢相关、核糖体组装、光合作用和胁迫响应等通路。</sec<<sec<<b<结论</b<杂交和加倍后促进了蛋白质的合成以及光合作用的增强，并提高了多倍体的抗逆性和适应性，这些变化促进了杨树异源多倍体营养生长优势的形成。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 1-9. Published 2018-05-01

栎属近缘种指纹图谱构建及遗传结构

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<对栎属近缘种质进行指纹图谱构建，并分析其遗传结构，为栎属近缘种鉴定及分类提供了重要工具。</sec<<sec<<b<方法</b<以23份栎属近缘种质为研究对象，利用遗传背景差异大的4份种质进行SSR引物筛选，选出9对扩增条带清晰、具有多态性且重复性好的引物对其进行扩增，利用毛细管电泳技术对PCR荧光产物进行检测，采用引物-分子量组合法构建23份种质的指纹图谱，利用NTsys和STRUCTURE软件进行聚类分析和群体遗传结构分析。</sec<<sec<<b<结果</b<9对SSR引物共扩增出78个条带，每个位点的等位标记数4~14个，平均每对引物为8.67个，多态信息含量变幅为0.58~0.82，平均为0.73。聚类分析显示辽东栎、蒙古栎分别聚为两个类群，猩红栎和北美红栎聚为一个类群，群体遗传结构分析显示23份种质为3个亚群体，遗传结构分析与聚类分析结果一致。</sec<<sec<<b<结论</b<23份栎属近缘种质可以划分为辽东栎组、蒙古栎组、猩红栎-北美红栎混合组，辽东栎与蒙古栎是两个独立的分类单位，上述结果为栎属分类、品种鉴定和知识产权保护提供了理论依据。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 10-18. Published 2018-05-01

基于纤维角预测的针叶材抗压弹性模量建模方法

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<针叶材的管胞不仅具有输导养分的作用，而且具有较强的支撑能力，其管胞分布状态影响着木材力学特性。探究管胞分布状态与木材力学特征的内部关系对实现木材抗压弹性模量的预测有重要意义。</sec<<sec<<b<方法</b<本研究从针叶材管胞效应入手，设计了一套集光源发射、光斑采集与分析、木材遍历为一体的纤维角检测平台，构建了木材纤维角分布与其抗压弹性模量的数值关系模型。首先，利用最小二乘法拟合投射在木材表面激光光斑的椭圆轮廓，完成纤维角测量；然后，通过分析纤维角测量误差，选用系数为20的均值滤波方法以提高纤维角测量精度；通过对木材遍历采样，完成纤维角分布的采集；最后，以木材两个面上纤维角分布的均值、潜入系数与标准差为输入，以试样的抗压弹性模量为输出，构建了6输入1输出的4层神经网络，完成抗压弹性模量的预测。按照GB/T 15777—1995《木材顺纹抗压弹性模量测定方法》加工了落叶松试样100个，应用检测平台采集了相应试件的纤维角分布后，采用力学试验机得到对应力学真值，按照3:1的比例划分训练样本与测试样本。</sec<<sec<<b<结果</b<平均滤波次数选取20时，该设备纤维角采集测量误差达到0.65°以下；分别构建了以双面纤维角分布特征、单面纤维角分布特征以及双面纤维角分布特征均值为输入，抗压弹性模量为输出的网络预测模型。实验比较发现：以双面纤维角分布特征为变量的网络模型预测精度上优于其他两组，此时网络预测的抗压弹性模量准确率达到90.80%。</sec<<sec<<b<结论</b<应用纤维角分布特征可以实现针叶材抗压弹性模量的有效预测。最小二乘拟合与均值滤波法的结合可以有效、准确地表达纤维角的特征信息。纤维角的均值、潜入系数与标准差可以有效描述纤维角的分布特征。在构建木材抗压弹性模量时，木材双面的纤维角分布特征对其抗压弹性模量预测精度最高。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 103-109. Published 2018-05-01

饰面处理对刨花板VOCs释放的影响

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<为了研究饰面处理对刨花板挥发性有机化合物(VOCs)释放的影响，分析不同饰面刨花板VOCs释放的主控成分。</sec<<sec<<b<方法</b<以18mm厚刨花板为研究对象，采用1m<sup<3</sup<气候箱法, 利用气相色谱质谱联用仪检测不同饰面刨花板在一个周期28天内释放的总挥发性有机化合物(TVOC)及各组分VOCs质量浓度，从TVOC和VOCs单个组分质量浓度变化规律及各组分VOCs质量浓度衰减率方面分析不同饰面处理方式对刨花板挥发性有机化合物释放的影响，并根据第28天平衡状态下挥发性有机化合物的种类、质量浓度、化学性质，分析不同饰面刨花板挥发性有机化合物释放的主控成分。</sec<<sec<<b<结果</b<饰面处理不能改变刨花板TVOC的释放趋势，但能影响刨花板TVOC的释放速率，特别是在释放初期，影响最大。其中，PVC饰面方式对刨花板TVOC释放速率的降低作用最为明显，丙烯酸水性漆涂饰能加快刨花板TVOC的释放速率。不同饰面刨花板释放的挥发性有机化合物的主要物质不同，不同饰面方法对VOCs组分的封闭作用也不同。根据释放物质有害性分析，PVC饰面刨花板释放的VOCs推荐控制甲苯、芳香烃类化合物和邻苯二甲酸二丁酯；丙烯酸水性漆涂饰刨花板释放的VOCs推荐控制乙二醇、1，2-丙二醇、芳香烃类化合物、甲苯、二甲苯和环己酮；三聚氰胺浸渍胶膜纸饰面刨花板释放的VOCs推荐控制芳香烃类化合物、甲苯和菲。</sec<<sec<<b<结论</b<饰面处理不会改变刨花板TVOC的释放趋势，但对刨花板TVOC释放速率、单体VOC释放速率以及挥发性有机化合物的主要成分有显著影响。不同饰面刨花板VOCs释放的主控成分不同。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 110-116. Published 2018-05-01

半仿生法提取细叶小檗总生物碱及抑菌性研究

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<本文通过对细叶小檗果实中生物碱的研究，为细叶小檗的有效合理利用提供参考。</sec<<sec<<b<方法</b<本实验以细叶小檗总生物碱提取量和抑菌圈直径为考察指标，用10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的乙醇作为溶剂提取细叶小檗中的总生物碱，得出27%乙醇为较好的提取溶剂。以27%乙醇为提取溶剂，进行液料比、温度和超声时间的单因素试验。在单因素试验基础上，采用Plackett-Burman设计、最速上升试验以及中心复合实验响应面设计建立数学模型。</sec<<sec<<b<结果</b<实验结果表明，最佳提取条件为：乙醇含量27%(<i<V</i</<i<V</i<)、液料比32mL/g、温度52℃、超声功率800W，提取液的pH值为2.2时，对应提取时间为50min；提取液的pH值为7.6时，对应提取时间为25min；提取液的pH值为8.5时，对应提取时间为25min。在此条件下，细叶小檗中总生物碱的提取量为(16.24±0.54)mg/g，比单一超声波辅助法的提取量提高了1.31倍；抑菌圈直径为(91.21±0.37)mm。</sec<<sec<<b<结论</b<采用超声波辅助半仿生法比单一采用超声波法对细叶小檗中总生物碱的提取效果更好，提取量提高了1.31倍；抑菌效果提高了1.07倍。相比较国内目前对于小檗属植物小檗碱的平均提取量(16.6±0.6)mg/g相接近，在抑菌活性上有明显提高。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 117-123. Published 2018-05-01

胡杨<i<PePEX</i<11基因参与调节盐胁迫下拟南芥的抗氧化能力

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<长期非生物逆境胁迫下，植物会产生过量活性氧并造成氧化损伤，过氧化物酶体能够通过清除活性氧来调节氧化还原平衡。<i<PEX</i<基因参与过氧化物酶体的生物发生和增殖，<i<PEX</i<11基因的过表达可促进过氧化物酶体增殖，对植物的抗氧化能力的提升具有重要意义。胡杨是研究木本植物中抗逆机制优良材料，本文旨在探究胡杨<i<PEX</i<11基因对非生物胁迫的响应。</sec<<sec<<b<方法</b<本研究首先以胡杨叶片cDNA为模板克隆获得<i<PEX</i<11基因，命名为<i<PePEX</i<11，并对PePEX11蛋白进行生物信息学分析，其次采用实时荧光定量PCR分析<i<PePEX</i<11在胡杨中的表达模式，同时构建植物表达<i<p</i<CAMBIA1301-35S::<i<PePEX</i<11转化拟南芥，最后检测盐胁迫条件下转<i<PePEX</i<11拟南芥的抗氧化能力。</sec<<sec<<b<结果</b<<i<PePEX</i<11基因cDNA全长543 bp，编码180个氨基酸，PePEX11蛋白具有多个跨膜结构域，在膜上发挥作用。实时荧光定量PCR分析表明，该基因在胡杨体的成熟叶中表达量最高，幼叶次之，茎中最少；胡杨<i<PePEX</i<11基因受盐胁迫上调表达。功能分析显示，在含有100 mmol/L NaCl的培养基上，转<i<PePEX</i<11基因拟南芥株系的根长均显著长于野生型；对盆土中的移栽后12 d的幼苗150 mmol/L NaCl盐处理2周，转基因株系表现为营养生长良好，耐盐性较强。超表达<i<PePEX</i<11基因能显著提高(<i<P</i<＜0.05)拟南芥多种抗氧化酶的活性。DAB组织染色结果表明，转基因株系叶片中H<sub<2</sub<O<sub<2</sub<的含量明显少于野生型。</sec<<sec<<b<结论</b<本研究从胡杨中克隆<i<PePEX</i<11基因，并证明<i<PePEX</i<11能够提高拟南芥在盐胁迫下的抗氧化能力，提升耐盐能力。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 19-28. Published 2018-05-01

白桦雄花发育异常突变体的成熟花药及花粉特征

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<雄花发育异常突变体是研究花器官发育及基因功能的理想试材，树木的花发育异常突变体更为罕见。本文旨在研究一种白桦雄花发育异常突变体的成熟花药及花粉特征。</sec<<sec<<b<方法</b<以该种突变体为试材，对野生型(WT)、突变体的2种花序(NLM、MM)及其花药花粉进行了观察分析、活力检测、扫描电镜观察。</sec<<sec<<b<结果</b<突变体的2种花序散粉量极少，部分花药不开裂；WT、NLM、MM 3种花粉的I-KI染色率分别为99.1%、64.1%和68.9%；花粉萌发率分别为88.9%、1.63%和1.86%。DAPI染色发现突变体花粉粒出现皱缩、膨大、变形等现象。上述结果表明, 突变体花粉活性较低，萌发率差。扫描电镜观察发现，突变体花粉大小不一，萌发孔孔盖较小且严重内陷。</sec<<sec<<b<结论</b<白桦雄花发育异常突变体的表型特征分析为白桦的花药花粉发育机理，雄性不育分子机制的研究提供了重要的基础资料。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 29-36. Published 2018-05-01

基于eCognition植物叶片气孔密度及气孔面积快速测算方法

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<叶片气孔是植物与外界进行物质交换的重要窗口，对环境变化十分敏感。如何快速、精确地获得气孔密度和开放程度数据仍缺乏成熟的方法与技术，本研究旨在探索植物叶片气孔密度及气孔面积的快速测算方法，为今后植物气孔研究工作提供参考。</sec<<sec<<b<方法</b<以北京市常见绿化树种白蜡、臭椿和国槐叶片为研究对象，采用面向对象分类的eCognition图像处理软件，对叶片气孔显微图像进行多尺度分割和分类识别，根据对象的光谱特征、亮度特征和几何特征构建规则并进行气孔分类和提取。</sec<<sec<<b<结果</b<气孔分割的最佳参数及自动提取规则组合为：尺度参数120~125、形状参数0.7、紧凑度参数0.9、亮度值160~220、红光波段>95、形状-密度指数1.5~2.2。</sec<<sec<<b<结论</b<该方法提取气孔密度和气孔面积的精度分别达到99.2%、94.5%，结果较理想，适用于植物叶片气孔信息的快速提取。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 37-45. Published 2018-05-01

密度对米老排萌生幼龄林生长及直径分布的影响

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<伐桩萌条保留密度是萌生林培育经营的关键技术。本研究旨在探索密度对米老排萌生林生长及直径分布的影响，进而确定米老排萌生林的合理经营密度。</sec<<sec<<b<方法</b<以米老排人工林皆伐迹地伐桩萌条为试验对象，采用单因素随机区组试验设计，设计了3种留萌处理(T<sub<CA</sub<：保留1株/桩，T<sub<CB</sub<：保留2株/桩，T<sub<CC</sub<：保留3株/桩)，3次重复，共9块固定样地；基于固定样地5年的连续观测数据，对3种不同密度米老排萌生幼林的生长及直径分布进行研究。</sec<<sec<<b<结果</b<(1) 除萌后1~3.5年，密度对萌生林平均的胸径、树高和单株材积的生长影响不显著，对萌生林优势木树高生长量影响不显著，对萌生林优势木单株材积的总生长量影响显著(<i<P</i< < 0.05)，对萌生林优势木胸径总生长量与单株材积连年生长量影响极显著(<i<P</i< < 0.01)。(2)萌生林平均胸径、平均树高、优势木平均胸径和优势木平均树高的连年生长量峰值均出现在第2年；林分平均胸径的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间在3~4年之间，而林分平均树高的平均生长量曲线与连年生长量曲线的相交时间则在2~5年间。(3)第2年后，萌生林优势高和平均树高的连年生长量呈明显递减趋势。(4)萌生林直径分布遵从单峰正偏山状分布，处于竞争的自然稀疏后期，使用Weibull分布函数对萌生林的直径分布拟合效果良好。</sec<<sec<<b<结论</b<前5年为萌生林径向生长和高生长的旺盛期，合理保留密度及幼林抚育对萌生林的径向生长极为重要。每伐桩保留1~2株萌条的除萌措施，对提高萌生林优势木比例作用明显。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 46-54. Published 2018-05-01

择伐后落叶松云冷杉林直径结构及生长的动态变化

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<混交林择伐技术对实现林分可持续经营至关重要。本文对择伐后的落叶松云冷杉林林分直径结构和生长动态变化进行研究，为科学进行择伐活动和合理调整林木径级株数结构提供参考。</sec<<sec<<b<方法</b<以落叶松云冷杉近天然混交林为研究对象，设置对照样地(0%)和轻度(20%)、中度(30%)、强度(40%)择伐样地各4块，利用伐后5~11年的观测结果，比较分析了不同强度择伐对落叶松云冷杉混交林林分结构及生长的影响。</sec<<sec<<b<结果</b<研究发现中度、强度择伐后落叶松云冷杉混交林断面积和蓄积生长率明显增大，表明择伐为林分中保留木创造养分空间，加速了林分胸径和蓄积的生长进程。伐后5~11年，对照样地和中度择伐样地Weibull分布曲线呈右偏，样地内中小径材居多，且中度择伐样地径级分布宽广；轻度择伐和强度择伐样地呈左偏分布，林分内中大径材较多。对照样地Weibull分布的<i<c</i<值变化不大，择伐样地<i<c</i<值随时间增加而增大，说明择伐去除劣势木，增加林分空间，林分结构得到优化。一定强度的择伐还能降低林分中林木的枯损率，而高强度择伐会增加林木风倒的风险。</sec<<sec<<b<结论</b<从可持续经营角度看，可根据不同经营目的选择适当的择伐策略。中度择伐后落叶松云冷杉林的林木生长速率明显增大，林分中林木径级较完整，林分结构稳定，林木枯损率减少，有利于林分生长的可持续发展。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 55-62. Published 2018-05-01

科尔沁沙地杨树水分利用策略

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<在科尔沁沙区, 杨树人工林出现了不同程度的退化现象, 水分是本地区植物生存的主要限制因子, 本文为了探究科尔沁沙地杨树人工林的水分来源及水分利用机制, 揭示水分与杨树人工林退化的关系, 为科尔沁沙地杨树人工林生态系统恢复和重建提供参考依据。</sec<<sec<<b<方法</b<利用氧稳定同位素技术以科尔沁沙地杨树人工林为研究对象, 采用“DELTA plus XP”稳定同位素比例质谱仪测定植物(木质部)水及各潜在水源δ<sup<18</sup<O值, 结合自动气象站(HOBO U30-NRC)连续观测降雨量等环境和气象因子, 利用同位素质量守恒多元分析方法, 分析雨季和旱季杨树人工林水分利用策略。</sec<<sec<<b<结果</b<(1) 雨季土壤含水量均高于旱季, 雨季在0~100 cm土层的土壤含水量随土层深度显著增加(<i<P</i< < 0.05), 而100~170cm土层的土壤水分含量显著下降(<i<P</i< < 0.05);旱季林内土壤水分含量均大于林外土壤水分含量, 但差异均不显著(<i<P</i<>0.05)。(2)土壤水和植物水δ<sup<18</sup<O值都高于地下水δ<sup<18</sup<O值; 旱季土壤水δ<sup<18</sup<O值整体上比植物水δ<sup<18</sup<O值低; 雨季土壤水δ<sup<18</sup<O值反而高于植物水δ<sup<18</sup<O值。(3)杨树人工林旱季主要吸收利用130cm以下的深层土壤水, 对浅层土壤水利用较少; 雨季杨树人工林除了吸收130cm以上土壤水, 还少量的吸收深层土壤水和地下水。</sec<<sec<<b<结论</b<(1) 浅层土壤水氧同位素值受到太阳辐射和降水的干扰程度较大, 而深层土壤水受到的干扰程度较小。在旱季, 林内各层土壤水均大于林外各层土壤水, 尤其是80~170cm土壤层更加显著, 这从侧面解释了杨树在利用较深的土壤水及地下水时, 会将少量水分释放到土壤表层这一现象。(2)雨季沙地杨树人工林主要利用浅层土壤水, 旱季杨树人工林主要利用深层土壤水和地下水。杨树人工林根系在浅层和深层土壤中均有分布, 此种根系分布特征保证了杨树人工林在不同季节采用不同的水分利用策略, 从而确保自身水分的生理需要, 是植物应对干旱沙地环境适应性的表现。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 63-72. Published 2018-05-01

水蚀风蚀交错区河北杨树干液流密度特征及其对环境因子的响应

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<研究黄土高原水蚀风蚀交错区乡土树种河北杨的树干液流密度变化特征及其与环境因子的关系，为该地区水资源承载力研究和树种选择提供理论依据。</sec<<sec<<b<方法</b<利用Granier热扩散探针法和自动气象监测系统对陕北吴起县河北杨树干液流密度和周围气象条件、土壤含水量等进行连续测定分析。</sec<<sec<<b<结果</b<河北杨树干液流密度日变化呈宽幅单峰形，液流密度峰值提前于太阳辐射强度峰值约2.5h，提前于水汽压差(VPD)峰值约4h。夜间液流活动主要发生在后半夜00:00—06:00，晴天液流密度变化幅度小，雨天变化幅度大；灌水当天干基液流密度峰值出现的时间明显提前，峰值大小比灌水前提高66.66%，冠基处峰值比灌水前提高73.62%，灌水处理后实验组连续两日液流密度均值比灌水前减少2.21%，而对照组减少21.89%，晴天条件下，树干液流密度与太阳辐射、VPD、气温和风速极显著正相关(<i<P</i< < 0.01)，与土壤含水量显著正相关(<i<P</i< < 0.05)，与相对湿度极显著负相关(<i<P</i< < 0.01)。降雨天树干液流密度与太阳辐射、气温和风速极显著正相关(<i<P</i< < 0.01)，与VPD显著正相关(<i<P</i< < 0.05)；与对照组比较，灌水之后液流密度与气象因子的相关系数绝对值没有明显增加；河北杨树干储存水的日动态总体表现为上午释放和下午补充，并存在两次较明显的释放-补充周期。</sec<<sec<<b<结论</b<河北杨树干液流密度主要受太阳辐射强度、VPD、气温、相对湿度、风速和土壤含水量的影响，液流密度峰值时间与太阳辐射强度、VPD、气温等气象因子存在时滞，土壤水分的增加可缩短液流密度与气象因子峰值的时间差，上午储存水的持续释放是导致树干液流密度与气象因子时滞效应的重要原因。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 73-81. Published 2018-05-01

妙峰山林场主要针叶林冠层特征及潜在火行为

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<树冠火是一类对森林生态系统特别是针叶林造成严重损害的森林火灾。了解针叶林冠层特征, 探究树冠火发生、蔓延机制, 估测潜在冠层火行为是预防和扑救树冠火的关键。</sec<<sec<<b<方法</b<本研究以妙峰山地区主要的针叶林, 油松林和侧柏林作为研究对象, 调查灌木、草本和地表枯落物负荷量, 采用分段标准枝法对冠层可燃物负荷量进行了分层调查与测算, 研究冠层特征(冠层密度、冠层可燃物负荷量)的垂直分布规律; 并利用树冠火发生和蔓延模型以及火焰高度和强度模型, 按照树冠火类型划分标准, 研究针叶林树冠火发生的概率、类型和潜在火行为。</sec<<sec<<b<结果</b<油松林平均冠层密度为0.192kg/m<sup<3</sup<, 侧柏林为0.127kg/m<sup<3</sup<, 油松林冠层平均有效可燃物载量为1.21kg/m<sup<2</sup<, 侧柏林为0.619kg/m<sup<2</sup<; 油松林和侧柏林的下层(0~3m)垂直分布差异性较大, 油松林下层可燃物负荷量占整体负荷量10.5%, 而侧柏林则高达21.1%;在中等和高的燃烧情况下, 2种林分均表现出较高的潜在火行为指标, 油松林最高蔓延速度、火线强度和火焰高度分别为:91m/min、45281kW/m、23m, 侧柏林为85m/min、19911kW/m、16m。</sec<<sec<<b<结论</b<冠层密度和冠层可燃物负荷量随树高变化趋势相似; 林分树冠火发生概率和类型与林分冠层可燃物和冠层密度的垂直分布关系密切; 2种林分的连续型树冠火的潜在火行为估算指标具有蔓延速度快, 火焰强度大, 火焰高度高的特点, 一旦发生树冠火, 人为处置困难。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 82-89. Published 2018-05-01

低空林地航拍图像拼接的改进缝合线算法

2018-05-01

<sec<<b<目的</b<图像拼接效果的优劣主要取决于图像配准和图像融合两个步骤。图像配准误差导致的错切以及图像序列间的视差导致的鬼影、重影问题可通过图像融合算法减小或消除。目前图像融合算法中最佳缝合线算法的综合效果较好, 但没有考虑到拼接图的正射效果, 并且无人机低空飞行时树高相对飞行高度比值较大, 这在获取正射影像时是不可忽略的干扰因素。传统的数字正射影像(DOM)是基于数字高程模型(DEM)对单张影像进行数字微分纠正进而拼接成整个区域的正射影像图。但是, 地形高程数据和植物的高度数据获取困难, 而恢复出来的地形和植物高度与实际数据存在误差, 造成DOM在局部边缘出现扭曲、模糊问题。本文提出一种不需要DEM数据, 仅用图像信息使拼接结果图保留正射投影的改进缝合线算法。</sec<<sec<<b<方法</b<首先对SURF特征检测、匹配与筛选, 用RANSAC算法求得的单应性矩阵确定相邻图像重叠区域; 然后基于重叠区中像素点位置与相邻两图像中心点位置的距离差可以反映正射效果的思想, 将距离差引入能量函数, 同时设计了动态权值参数用来平衡颜色、结构和距离三者的重要程度, 利用动态规划思想搜索得到最佳缝合线; 最后在缝合线两侧进行多频带融合生成类似正射影像的无缝拼接图。</sec<<sec<<b<结果</b<实验图像来源于不同样地、不同飞行高度, 在相邻两幅图像以及同一条带航线图像上将本文的改进缝合线算法与其他3种缝合线算法以及Pix4D生成的数字正射影像进行对比。实验结果表明, 本文提出的缝合线改进算法能保留正射投影, 视觉效果优于现有的缝合线算法, 在城镇建筑图像的实验中局部效果优于Pix4D。</sec<<sec<<b<结论</b<本文针对无人机低空林地航拍图像拼接重影问题和拼接结果由于视角不同而产生非正射影像区域的问题, 实现了一种不需要DEM数据进行数字微分纠正但能生成类似正射影像效果的改进缝合线算法。实验结果显示, 本文算法优于目前的最佳缝合线算法, 能够保留正射投影, 效果类似DOM, 并且在保证物体边缘清晰方面优于目前商用软件生成的DOM。这有利于更准确地计算林地的郁闭度, 估算林地植被覆盖面积, 对跟踪识别地表动植物也具有一定的帮助。除林地图像之外, 本方法也可以推广到其他需要保留正射投影的低空航拍拼接应用领域, 如城镇航拍图像等。</sec<

北京林业大学学报. 2018 40(5): 90-102. Published 2018-05-01

北京林业大学学报 - ���ϵ�ע����ַ

不同2n雌配子来源的青杨杂种三倍体与其亲本蛋白质组差异研究

栎属近缘种指纹图谱构建及遗传结构

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