土壤图像孔隙轮廓线分形特征及其应用-农业工程学报.pdf

第 21 卷 第 7 期 农 业 工 程 学 报 V o l. 21　N o. 7 6 2005 年 7 月 T ransactions of the CSA E July　2005 土壤图像孔隙轮廓线分形特征及其应用 1 2 2 郭　飞 , 徐绍辉 , 刘建立 ( 1. 南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室, 南京 210097; 　2. 中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008) 摘　要: 孔隙轮廓线分形维数是用来描述孔隙本身所具有的分形特征, 它反映了土壤孔隙与固体颗粒接触界限的不规则 性。该文采用数字图像处理技术研究了中国科学院封丘农业生态实验站内 3 种不同质地土壤样本图像的孔隙轮廓线分形 ( ) 特征。结果表明: 土壤孔隙轮廓线分形特征与土壤质地之间存在着一定的相关关系, 即土壤质地越细 黏粒含量越高 分形 维数取值越大。同时, 根据这 3 种土壤的孔隙轮廓线分形维数, 结合不同分形方法分别预测了它们的水分特征曲线, 并与实 测的土壤水分特征曲线进行了比较。 关键词: 土壤; 图像处理; 孔隙轮廓线; 分形维数; 分形模型; 水分特征曲线 中图分类号: S 157　　　　文献标识码: A 　　　　文章编号:(2005) 郭　飞, 徐绍辉, 刘建立. 土壤图像孔隙轮廓线分形特征及其应用[J ]. 农业工程学报, 2005, 21 (7) : 6- 10. , , . [ ]. Guo Fei Xu Shaohui L iu J ianli Characteristics of po re p rofile fractal dim ension of so il im ages and its app lication J ( ) ( ) T ransactions of the CSA E , 2005, 21 7 : 6- 10. in Ch inese w ith English abstract 分析方法为解决这一问题提供了一个强有力的工具, 可 0　引　言 准确识别土壤孔隙的大小、形状及其排列方式, 并且精 ( ) 土壤水力性质决定了水分和溶质 盐分、养分 在非 度较高。本文通过对不同质地土壤岩芯进行高精度的拍 饱和带中的运移速度和方向, 是进行数值模拟最为关键 照, 然后用图像处理和分析方法研究它们的分形几何特 的参数。用实