鱼类行为学数据是水质污染监测的主要依据,也是鱼类自身健康状况的反应,提取鱼类行为学数据对水质监测研究至关重要。为了获取鱼类行为学数据,实验提出了一种运用多视图几何原理研究鱼类轨迹跟踪重建的方法,实验中用3个摄像头分别从正面、侧面、俯视面3个方向监控水箱中鱼的游动,通过前景跟踪法在3个摄像头中分别得到一条二维轨迹,再利用多视图几何融合,计算出鱼类在水箱中游动的三维轨迹,从而可以重建鱼类的游动轨迹。实验重建了单条鱼在水箱中游动的三维轨迹,计算出了鱼类的位置信息和实时速度。研究表明,重建轨迹与鱼的真实轨迹虽然存

【目的】通过研究3种不同复杂程度植株冠层的三维重建,为更加精准获取植株冠层表型参数提供新方法。【方法】本文首先用单反相机获取3种不同复杂程度植株冠层图片序列,通过三维重建得到各植株稠密点云;随后还原植株点云原始尺度,过滤稠密点云中的噪声,再使用改进区域增长算法分割植株点云冠层;之后借助激光扫描仪,利用手动测量和激光扫描方法分别从二维和三维两个方面对多视图几何重建的叶片进行精度评价,二维精度评价为叶片长宽的实际测量值分别与激光扫描仪获取的叶片的长宽值和多视图几何重建叶片的长宽值进行统计分析,三维精度评价使用传统的网格对比方法豪斯多夫距离与更加精准的工业级网格3D精度对比检测软件Geomagic Qualify。【结果】多视图几何重建的植株叶片表型信息与手动测量值间的判定系数(R2)均高于0.96,激光扫描方法获取的植株叶片表型信息与手动测量值间的判定系数(R2)均高0.99;多视图几何重建的叶片与激光扫描得到的叶片在0—±1mm偏差范围内的比例大部分达到97%以上;以激光扫描的叶片网格为参考,多视图几何重建的叶片网格的豪斯多夫距离90%以上分布在0—2 mm。本研究的多视图几何重建方法与改进区域增长算法相结合能对不同复杂程度的植株取得比较理想的重建结果。【结论】本文提出的多视图几何方法与改进区域增长算法相结合的重建方法可以弥补区域增长算法的不足,对表面不平滑的植株冠层具有更好的分割效果,适合不同复杂程度植株三维重建,为育种研究获取植株表型提供一定的参考。

为了探求计算机视觉在森林调查中的应用,该文运用计算机视觉的三维未标定的重构技术,对树木点位图的测量进行了尝试。首先运用未标定CCD相机对样地获取3张像片,根据多视图几何计算3张图像的几何关系,求算三焦点张量,进行图像匹配,然后由仿射重构的矩阵分解算法恢复树木特征点的仿射空间坐标,最后将仿射坐标点校正到度量坐标下,完成点位图测量。

【目的】从穗粒重与果穗三维几何关系的角度探索籽粒产量的制约因素,寻找进一步提高玉米产量的途径。【方法】利用图像处理技术采集了10个品种的果穗几何特征,分析了穗粒重对果穗几何特征组合的回归,以及穗粒重与穗大小特征的相关性。矩形度定义为果穗面积占其外接矩形面积的比例,分别与穗长+穗粗、穗面积、穗体积组合建立回归方程。【结果】上述3种组合方程,分别解释了品种间籽粒产量总变异的77.7%、70%和78.7%,矩形度的贡献大于或者约等于穗大小几何特征。同样结构的回归方程在矫正品种产量后,解释了环境间籽粒产量总变异的81.3%—82.0%,矩形度的贡献小于穗大小几何特征。穗大小对籽粒产量的简单决定系数为:...

利用"中国劳动力动态调查"(CLDS)数据,探讨了不同劳动力群体外貌特征对其就业的异质性影响。研究发现:企业员工、中层、高管会在不同程度上受到身高溢价、身材溢价、长相溢价的影响,且美貌资本的人际效应同样存在,但与经济效应略有差异;考虑性别异质性,男性劳动力更易受到身高的影响,女性劳动力更易受到身材的影响,而长相对男女双方的劳动就业同等重要;从作用机制来看,劳动力的就业选择主要受身高和身材的影响,工资收入主要受男性身高和女性长相的影响。

为检测多传感器组合定位测姿系统的整体精度水平,需建立定位测姿系统室外三维动态检定场,并完善多传感器组合系统的整体精度检定方法。该文提出了定位测姿系统动态检定的基本方法,设计了室外三维动态检定场的几何模型,分析了检定场几何模型的设计指标。使用中国自主研发的某型号高精度多传感器组合定位测姿系统在检定场进行了实际检测,并与检定场静态、动态标定结果进行了对比,结果表明:该系统检测结果与检定场设计参数一致,在使用经典方差和Allan方差等方法对测距、横向、垂向等误差进行统计分析后,能较为准确地反映出该定位测姿系统整体短期精度水平。该检定技术既可作为定位测姿系统整体精度检定的一种手段,还能为行业制定相关仪器检定规范提供方案。

硬骨鱼类的骨骼肌可为其游泳运动提供动力。为认识不同游泳习性鱼类的骨骼肌肌纤维组织学特征，本研究选取3种具有不同游泳习性的鱼类：鲐(Scomber japonicus)、大黄鱼(Larimichthys crocea)和褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)，采用石蜡切片苏木精–伊红染色法和形态计量法，以形状、直径和密度作为评价指标，对其骨骼肌的快、慢肌纤维组织学特性进行表征，比较3种不同游泳习性鱼类的快、慢肌纤维组织学特征差异。组织学观察发现，3种类型鱼类的骨骼肌快、慢肌纤维横切面均呈不规则形状。营持续式游泳的鲐的快肌纤维呈多角状，慢肌纤维呈多边柱形；营延长式游泳的大黄鱼的快、慢肌纤维呈长椭圆形；营爆发式游泳的褐牙鲆的快、慢肌纤维呈扁椭圆形。形态计量结果显示，3种鱼类的快肌纤维直径均极显著大于其慢肌纤维(P<0.01)。大黄鱼的慢肌纤维直径在3种鱼类中最大，约为鲐的1.34倍、褐牙鲆的1.14倍；鲐的快肌纤维直径在3种鱼类中最大，约为大黄鱼的1.41倍、褐牙鲆的1.35倍。3种鱼类的快肌纤维密度均极显著小于其慢肌纤维(P大黄鱼[(205.43±12.63)根/mm~2]>鲐[(118.92±10.74)根/mm~2]，慢肌纤维密度大小排序为鲐[(1 442.33±28.25)根/mm~2]>褐牙鲆[(1 073.92±39.40)根/mm~2]>大黄鱼[(945.74±19.53)根/mm~2]。进一步分析发现，鱼类的肌纤维形状、直径和密度与鱼类的游泳习性密切相关。上述对不同游泳习性硬骨鱼类骨骼肌的肌纤维形状、直径和密度等组织学特征的描述与差异分析结果，可为进一步开展硬骨鱼骨骼肌的适应性进化和运动生理学研究提供基础性资料。

对鱼类游泳能力及其游泳状态下的生态行为研究,可以为水利水电工程过鱼、拦鱼和诱鱼等设施的设计提供依据,保证其水电工程储能设施能够发挥较大的功能。对鱼类的游泳类型及游泳能力的评价指标进行了总结,介绍了目前国内外鱼类游泳能力及行为的研究方法,并和自行设计的鱼类游泳能力装置进行了比较;从洄游鱼道设计的角度,综述了国外已有的鱼类游泳能力评价模型,主要包括最优游泳速度模型,最大游泳速度模型,跳跃高度模型及游泳耐力模型,可为鱼道设计提供关键参数。最后简述了鱼类游泳能力在鱼道设计的应用及主要的研究趋势,旨在为鱼类游泳能力相关研究及水利水电过鱼设施的设计与建设提供一定基础资料,从而促进我国生态系统的平衡和物种多...

游泳速度是评价鱼类游泳能力的重要指标。本文对常用的几种鱼类游泳速度概念和分类方法进行了总结。目前,以时间长度作为分类标准可将游泳速度分为巡航游泳速度(Cruising swimming speed,T>200min)、长时游泳速度(Prolonged swimming speed,200min>T>20s)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed,T<20s)3类。但由于时间长度的选择缺乏令人信服的依据,很多学者并未遵循这一时间界定标准进行各类试验,致使游泳速度的界定出现混乱,从而使以时间长度作为分类依据的方法失去意义。作者综合多数学者的研究方法,以鱼类的游泳状态作为依据,重新...

以续航时间作为鱼类游泳能力的评测指标,就适应流速、适应时间、加速时间等适应条件以及测试流速4种因素对美国红鱼及黑鲷续航游泳时间的影响进行了研究。试验采用均匀设计,其中美国红鱼采用4因素8水平试验方案,黑鲷采用4因素7水平试验方案。试验研究和理论分析表明,加速时间对大流速条件下的续航时间有较大影响,而对小流速条件下的续航时间影响可以忽略,具体影响大小与鱼类的品种和规格、流速大小、加速时间等有关;适应流速建议控制在1.5BL/s以内,以避免测试前鱼类过多的能量损失。尽管较长的适应时间更有利于鱼进行充分的调整以适应新的环境,但适应时间仍建议控制在60min以内;测试流速对鱼类的续航时间有极为显著的影...

【目的】实现西瓜形态的数字化设计和生长的可视化模拟。【方法】提出一种基于B样条曲线的西瓜器官几何造型方法,并利用位置信息和茸毛生成技术描述器官的局部细节特征;依据西瓜器官的主要形态特征,提取器官几何模型的主控参数,参数具有较明确的农学意义,结合模板技术实现西瓜主要器官和植株三维形态结构的交互式设计;同时也可以根据西瓜植株拓扑结构发展规律,通过动态驱动参数化器官几何模型的方法实现植株生长的可视化模拟。【结果】本文提出的西瓜器官三维形态建模和植株结构交互式生成方法易于与农业知识结合,所重构的形态模型具有较好的真实感效果。【结论】文章提出的方法具有较好的普适性,为瓜果类作物三维形态的交互设计和形态模...

采用被动整合雷达标志法(PIT)、切鳍标记、荧光标记、超声波标志和T型标志这5种标志方法对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)进行标记后,测定其临界游泳速度,研究5种不同标记对草鱼游泳能力的影响。将试验草鱼按不同体长分为3组:1518 cm,1821 cm,2125 cm,每个体长组均设置对照组,并分别进行以上5种鱼类标志,测量标志后草鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度。采用SPSS17.0统计软件进行数据的分析比较。研究结果表明,随着体长增加,草鱼的绝对临界游泳速度增大,相对临界

鱼类以其高效灵活的游泳能力成为生物学家与仿生学研究者长期以来的重要研究对象。研究选取以尾鳍推进游泳方式的鱼类为研究对象，构建仿生鱼几何模型与运动控制模型，利用计算流体力学方法（computational fluid dynamics，CFD）结合动网格技术，对其游泳行为进行数值模拟，研究分析其尾鳍摆动的推进机理，并在此基础上通过改变尾拍频率、摆动幅值、鱼体体波波长及鱼体体型等参数，结合鱼类的突进运动、游泳方式及体型进化等生物学特性探究不同参数对鱼类游泳能力的影响规律。研究结果表明：鱼类尾鳍摆动时尾部流场中形成的反卡门涡街是推进力的主要成因；尾拍频率和摆动幅值的增加，可使鱼类在短时间内获得较高的突进速度；当λ=0.75L，a(x)_(max)=0.1，为获得1L/s的游泳速度，尾拍频率需达到2Hz左右；鱼体摆动时体波波长（λ）的改变将引起游泳方式的变化，当λ达到0.75L左右，鱼体可以以0.5L/s的速度向前游动，且推进力随体波波长增加逐渐增大；细长体型鱼类相比头大身小体型鱼类游动时产生的压差阻力小，因此在相同的尾鳍推进模式下能够获得更大的推力。本文的研究结果可以为仿生鱼水下航行器的快速性优化设计提供一定的参考。

面对部分西方国家的技术封锁，“中国科技创新处于何种水平”这一问题变得非常突出，学术界虽然对此讨论很多，但仍然缺乏明确、中肯的评估框架。有鉴于此，本文检视了传统测量创新能力与水平的三种主要方案——创新投入、创新产出与创新系统，分析各自的优势与局限，在对其进行吸收借鉴的基础上提出了全新的“三维创新指标”。基于这一指标，考察了中国2006～2018年的科技创新水平与进展。结果发现，中国虽尚未跻身全球创新国家的最前列，但在全球41个主要创新国家(地区)中进步最快。进一步分析发现，研发人力投入不足和前沿创新成果产出不足是阻碍中国科技创新全面进步的短板，在建设新型举国体制的过程中，要通过顶层设计系统推进这两个领域的制度完善。

几何形态测量学为基于笛卡尔地标点的形状统计分析方法。该方法能够较完整地保留原始样本的形态信息，并配合使用数学与统计学方法对形态数据进行分析，目前已广泛应用至包括鱼类生态学在内的诸多领域中。本文简要概述了几何形态测量学的发展、重要概念、研究方法及其在鱼类生态学中的研究进展。几何形态测量学在鱼类生态学领域中的应用可概括为环境对个体发育的影响、适应辐射、功能形态与生态等三个方面。分析结果认为，几何形态测量学能够在生态学研究中较为细致地反映形态差异并配合后续数据分析，但仍需加强理论研究和技术手段开发。该方法在反映功能形态、结合系统发育、多角度或三维形态分析等方面均大有可为。