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木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征

宋莎莎,  赵广杰

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宋莎莎, 赵广杰. 木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 102-106.
引用本文: 宋莎莎, 赵广杰. 木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 102-106.
shu
SONG Sha-sha, ZHAO Guang-jie. Fractal characteristics of macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2011, 33(4): 102-106.
Citation: SONG Sha-sha, ZHAO Guang-jie. Fractal characteristics of macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2011, 33(4): 102-106.
shu

木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征

  • 1.

    北京林业大学材料科学与技术学院

Fractal characteristics of macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood

  • 1.

    College of Materials Science and Technology, Beijing Forestry University, 100083, P. R. China.

  • 摘要: 为了定量描述木材宏、微观细胞堆砌构造图案的特征，进一步获取更多有关木材宏、微观构造的无法定量描述的信息，对18种中国东北产木材树种的宏观弦切面、微观三切面构造图片进行了微分计盒维数分形分析。结果表明：1）木材细胞堆砌的宏观构造纹理和微观构造图案都具有分形特征，且能够很好地表征木材宏、微观构造纹理、图案的粗糙度和秩序度；2）与针叶树材相比，阔叶树材的宏观弦切面、微观三切面图案分形维数较高，说明阔叶树材宏、微观细胞堆砌构造图案较粗糙、秩序复杂；3）针、阔叶树材微观三切面构造图案的分形维数变化的一般规律为：横切面＞弦切面＞径切面；4）在部分类型细胞被替代的条件下，树脂道、管孔、木薄壁组织在不同程度上影响了树种微观构造图案的分形维数。
    Abstract: In the paper, we aim to provide a quantitative description of apparent characteristics of the macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood and acquire further information relating to wood structure, which cannot be described quantitatively. Based on the fractal analysis of differential box-counting dimension on macroscopic tangential section and microscopic tri-sectional structure photos of 18 species of wood in northeast China, results show that: 1) macroscopic structural texture and microscopic structural patterns of the cell-piled wood both have fractal features, and they have very good characteristics of macroscopic and microscopic structural texture and patterns of roughness and order; 2) compared with softwood, the macroscopic tangential section and microscopic tri-sectional patterns of hardwood have higher fractal dimensions, which shows that macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of hardwood are more rough and its order is more complicated; 3) the general rule for the microscopic tri-sectional structure pattern of fractal dimension of softwood and hardwood trees is: transverse section tangential section radial section; 4) when some types of cells are substituted, the existence of resin, vessels and wood parenchyma can influence the fractal dimension changes of the microscopic structural patterns of wood to various degrees.
  • [1] 李松阳, 余杭, 罗清虎, 刘颖, 贺静雯, 林勇明, 王道杰, 李键.  洪涝诱发灾害干扰下受损恢复林地土壤颗粒的组成变化特征及多重分形分析 . 北京林业大学学报, 2020, 42(8): 112-121. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190388
    [2] 吴艳双, 张晓丽.  结合多尺度纹理特征的高光谱影像面向对象树种分类 . 北京林业大学学报, 2020, 42(6): 91-101. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190155
    [3] 李昕, 李姗, 邓丽萍, 李仁, 殷亚方, 郑景明.  楸树木质部水分输导组织构造特征的轴向变化 . 北京林业大学学报, 2020, 42(1): 27-34. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190238
    [4] 李萍, 张源, 吴义强, 吕建雄, 袁光明, 左迎峰.  硅酸盐浸渍改性对杉木视觉物理量的影响 . 北京林业大学学报, 2020, 42(9): 122-129. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200189
    [5] 刘怀鹏, 安慧君, 王冰, 张秋良.  基于递归纹理特征消除的WorldView-2树种分类 . 北京林业大学学报, 2015, 37(8): 53-59. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140311
    [6] 张凝, 冯跃文, 张晓丽, 樊江川.  结合航空影像纹理和光谱特征的单木冠幅提取 . 北京林业大学学报, 2015, 37(3): 13-19. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140309
    [7] 陈玲, 郝文乾, 高德亮.  光学影像纹理信息在林业领域的最新应用进展 . 北京林业大学学报, 2015, 37(3): 1-12. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140304
    [8] 丁杨, 张建军, 茹豪, 王丹丹, 李玉婷, 李志龙.  晋西黄土区不同林地土壤团聚体分形维数特征与土壤养分相关关系 . 北京林业大学学报, 2014, 36(4): 42-46. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.011
    [9] 龚俊杰, 杨华, 邓华锋, 张慕博.  北京明长城森林景观空间结构的分形特征及稳定性 . 北京林业大学学报, 2014, 36(6): 54-59. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.06.012
    [10] 张怡卓, 马琳, 许雷, 于慧伶.  基于小波与曲波遗传融合的木材纹理分类 . 北京林业大学学报, 2014, 36(2): 119-124.
    [11] 宋莎莎, 赵广杰.  木材宏观细胞堆砌构造图案的情感心理表达 . 北京林业大学学报, 2011, 33(3): 122-126.
    [12] 田振农, 张乐文.  木材的宏观力学模型及断裂机理 . 北京林业大学学报, 2010, 32(2): 153-156.
    [13] 罗蓓, 赵广杰.  分形理论在木材科学领域中的应用 . 北京林业大学学报, 2010, 32(3): 204-208.
    [14] 周永东, 傅峰, 李贤军, 姜笑梅, 陈志林.  微波处理对桉木应力及微观构造的影响 . 北京林业大学学报, 2009, 31(2): 146-150.
    [15] 池玉杰, 志娟.  10种平伏形木材腐朽菌的培养特性 . 北京林业大学学报, 2008, 30(1): 85-92.
    [16] 杨永福, 赖巧玲, 赵广亮, 李秀芬, 张春雨, 王华, 李笑吟, 郭小平, 姜春宁, 马履一, 何恒斌, 何利娟, 史军辉, 李长洪, 林峰, 王勇, 王献溥, 于占源, 贾彩凤, 钟健, 张力平, 张亚利, 许月卿, 吕兆林, 曹金珍, 于格, 王骏, 李悦, 邵晓梅, 李鸿琦, 朱清科, 王继兴, 赵博光, 尚晓倩, 鲁春霞, D.PascalKamdem, 郭惠红, 赵秀海, 郝玉光, 毕华兴, 杨培岭, 于顺利, 杨明嘉, 王希群, 曾德慧, 习宝田, 胥辉, 朱教君, 郑彩霞, 黄忠良, 孙长霞, 贾桂霞, 任树梅, 丁琼, 李黎, 朱金兆, 张榕, 崔小鹏, 陈宏伟, 包仁艳, 谢高地, 杨为民, 王秀珍, 甘敬, 费孛, 刘燕, 周金池, 郑景明, 欧阳学军, 王庆礼, 丁琼, 张志2, 尚宇, 姜凤岐, 蔡宝军, 贾桂霞, 张中南, 张池, 范志平, 贾昆锋, 刘鑫, 何晓青, , 沈应柏, 沈应柏, , 刘艳, 刘足根, 唐小明, 周金池, 陈伏生, 鹿振友, 纳磊, 李林, 李凤兰, 毛志宏, 张方秋, , 申世杰, 马玲, 周小勇, 赵琼, .  非参数估计在构造树高曲线中的应用 . 北京林业大学学报, 2006, 28(4): 77-81.
    [17] 耿玉清, 李瑞, 王清奎, 任琴, 何亚平, 王尚德, 徐基良, 惠刚盈, 徐向舟, 周成理, 武广涛, 余雁, 白新祥, 雷加富, 宋颖琦, 齐实, 王旭, 王顺忠, 刘秀萍, 姚洪军, 马尔妮, 赵广杰, 陈丽华, 史军义, 费本华, 杨谦, 杨莉, 康向阳, 云琦, 刘大庆, 崔国发, 汪思龙, 白翠霞, 俞国胜, 徐海, 石玉杰, 费世民, 王飞, 周国逸, 张克斌, 胡可, 孙阁, 王百田, 徐秉玖, 戴思兰, 秦跟基, 张波, 李代丽, 胡永建, 孙阁, 胡艳波, 赵铁蕊, 张红武, 李忠, 宋维峰, 冯宗炜, 张恒明, 蒋俊明, 陈晓鸣, 陈华君, 王树森, 王亮生, 高荣孚, 易传辉, 朱金兆, 张慧, 陈秀明, 张德强, 代力民, 杨晓晖, 董占地, 王戈, 瞿礼嘉, 闫俊华, 朱明东, 石雷, 乔锋, 王庆礼, 武波, 肖玉保, 余英, 陈峻崎, 金幼菊, 杨海龙, 唐森强, 李镇宇, 赵辉, 杨俊杰, 陈晓阳, 杨莉, SteveMcNulty.  木材/二氧化硅复合材料的微细构造 . 北京林业大学学报, 2006, 28(5): 119-124.
    [18] 孙晓梅, 王玉杰, 张冰玉, 陈文汇, 李绍才, 李发东, 范丙友, 吕建雄, 李世东, 时尽书, 徐双民, 胡晓丽, 金小娟, 朱教君, 南海龙, 颜容, 高峻, 窦军霞, 肖生春, 杨振德, 翟明普, 潘存德, 张宇清, 谭伟, 康宏樟, 冯仲科, 三乃, 刘俊昌, 刘红霞, 孙海龙, 胡诗宇, 李建章, 张一平, 宋献方, 韩海荣, 肖洪浪, 骆秀琴, 周春江, 孟平, 师瑞峰, 张守攻, 王云琦, 谢益民, 朱清科, 苏晓华, 田小青, 李义良, 陆海, 王笑山, 李智辉, 岳良松, 刘昌明, 姜伟, 齐实, 齐实, 张雁, 杨志荣, 蔡怀, 赵博光, 赵双菊, 吴斌, 马钦彦, 周文瑞, 蒋佳荔, 张劲松, 齐力旺, 张岩, 张永安, 于静洁, 宋清海, 张德荣, 蒋湘宁, 朱金兆, 蒲俊文, 伊力塔, 赵有科, 葛颂, 姚山, 何磊, 褚建民, 吴庆利, 刘元, 康峰峰, 吕守芳, 石丽萍, 马超德, 杨聪, 曲良建, 崔保山, 刘鑫宇, 刘相超, 王建华, 王玉珠, 朱林峰, 田颖川, 胡堃, 唐常源.  重庆缙云山典型林地土壤分形特征对水分入渗影响 . 北京林业大学学报, 2006, 28(2): 73-78.
    [19] 杨晓晖, 杜华强, 龙玲, 杨海龙, 李慧, 李景文, 刘震, 
    王保平, 殷亚方, 张一平, 侯亚南, 宋小双, 李景文, 黄国胜, 熊瑾, 李梅, 王明枝, 詹亚光, 饶良懿, 符韵林, 李全发, 张秋英, 马文辉, 刘文耀, 李妮亚, 吕建雄, 尹立辉, 耿晓东, 王洁瑛, 李俊清, 李俊清, 梁机, 赵敏, 窦军霞, 张克斌, 陆熙娴, 徐峰, 朱金兆, 韩海荣, 李吉跃, 陈晓阳, 秦瑶, 朱金兆, 王雪军, 范文义, 李发东, 乔杰, 刘雪梅, 陈晓阳, 赵宪文, 孙玉军, 唐黎明, 于贵瑞, 慈龙骏, 康峰峰, 欧国强, 毕华兴, 沈有信, 刘桂丰, 陈素文, 秦素玲, 齐实, 倪春, 李云, 李黎, 李凤兰, 魏建祥, 文瑞钧, 赵双菊, 马钦彦, 朱国平, 王雪, 李伟, 黎昌琼, 王玉成, 张桂芹, 蒋建平, 宋献方, 刘伦辉, 韦广绥, 任海青, 李伟, 孙涛, 宋清海, 杨谦, 张万军, 丁霞, , 李慧, 周海江, 孙志强, 孙晓敏, 刘莹, 李宗然, 
    .  基于Matlab遥感数据分形及地统计分析软件实现 . 北京林业大学学报, 2005, 27(5): 92-97.
    [20] 冯仲科, 徐祯祥, 王小昆, 孔维鹤.  测定立木材积的改进形点法 . 北京林业大学学报, 2005, 27(5): 87-91.
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出版历程
  • 收稿日期:  1900-01-01
  • 修回日期:  1900-01-01
  • 刊出日期:  2011-07-30

木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征

  • 1. 北京林业大学材料科学与技术学院
  • 收稿日期: 1900-01-01
  • 修回日期: 1900-01-01
  • 刊出日期: 2011-07-30

摘要: 为了定量描述木材宏、微观细胞堆砌构造图案的特征，进一步获取更多有关木材宏、微观构造的无法定量描述的信息，对18种中国东北产木材树种的宏观弦切面、微观三切面构造图片进行了微分计盒维数分形分析。结果表明：1）木材细胞堆砌的宏观构造纹理和微观构造图案都具有分形特征，且能够很好地表征木材宏、微观构造纹理、图案的粗糙度和秩序度；2）与针叶树材相比，阔叶树材的宏观弦切面、微观三切面图案分形维数较高，说明阔叶树材宏、微观细胞堆砌构造图案较粗糙、秩序复杂；3）针、阔叶树材微观三切面构造图案的分形维数变化的一般规律为：横切面＞弦切面＞径切面；4）在部分类型细胞被替代的条件下，树脂道、管孔、木薄壁组织在不同程度上影响了树种微观构造图案的分形维数。

English Abstract

宋莎莎, 赵广杰. 木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 102-106.
引用本文: 宋莎莎, 赵广杰. 木材宏、微观细胞堆砌构造图案的分形表征[J]. 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 102-106.
shu
SONG Sha-sha, ZHAO Guang-jie. Fractal characteristics of macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2011, 33(4): 102-106.
Citation: SONG Sha-sha, ZHAO Guang-jie. Fractal characteristics of macroscopic and microscopic cell-piled structure patterns of wood[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2011, 33(4): 102-106.
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