山地城镇体系规模结构的计量分析及分形特征研究——以滇西南临沧市为例

以滇西南地区临沧市2003～2008年各山地小城镇的人口规模数据为基础,运用城市地理学中的位序-规模法则、城市首位律及不平衡指数和自组织理论中的分形理论相结合的方法,对临沧市城镇体系规模等级结构进行定量和定性分析,从计量分析和分形研究两个方面对临沧市城镇体系规模等级结构特征进行总结,结果表明,临沧市城镇体系规模等级结构具有分形特征,处于低级平衡状态,发育还不成熟,但有开始走向成熟的趋势。最后根据临沧市城镇体系规模结构的特征提出相应发展建议。     

钎焊金刚石钻头模具尺寸设计

勘探用金刚石钻头在钎焊烧结过程中,钻头芯模、外模和钢体的尺寸直接决定金刚石钻头的尺寸,对金刚石钻头的使用性能影响很大,而现有的文献中对于模具尺寸设计的研究稍显不全面。对钻头钎焊烧结过程的热涨与冷缩过程进行深入分析研究,提出了更直观的模具计算公式和防止涨模的措施。     

岩石声发射Kaiser点信号频带能量分布和分形特征研究

通过单轴加载岩石破坏全过程声发射试验,根据Kaiser效应原理采用参数法确定了Kaiser点.在此基础上,首先采用小波包频带分解方法,对岩石声发射Kaiser点信号的能量分布特征进行了研究,分析了砂岩声发射信号的不同频带能量分布规律,得到了Kaiser点特征频带能量百分比大于相邻点的重要结论.其次,采用G-P算法计算了声发射过程关联分维数,结果表明声发射过程不仅具有分形特征,而且Kaiser点声发射信号关联分维数小于其相邻点,其结论可作为通过波形分析识别Kaiser点的特征.     

分形理论在土体粒度成分特征评价中的应用

由于土体粒度成分的复杂性,目前对土的粒度成分分析缺乏合适的定量描述参数,分形理论为该问题提供了新的途径。实例计算表明,分维作为描述土体粒度成分特征的参数,能较好反映了各种粒径大小在土体中的组成特点,可将其作为土体工程分类的一个综合性定量指标。     

基于ExcelVBA实现箱图剔除法确定化探异常下限

尽管目前地球化学异常下限的计算方法较多,但不同程度上存在计算过程复杂、应用范围较窄、相关专业软件普及程度低等问题。针对这些问题,笔者提出将EDA技术与经典统计概率法相结合的方法,并应用Excel下的程序开发工具进行VBA编程,在Excel中实现异常下限的快速计算。该方法具有计算简便、异常下限稳健以及应用范围广等优点。依据方法原理,该方法仅适用于来自单一母体的数据样本,来源母体可通过分形图给出初步判定方法。     

基于分形理论的新疆城市规模分布及异速生长特征研究

采用2005-2014年新疆非农业人口和城区建成面积数据,运用城市位序-规模法则、人口-面积异速生长等相关的分形理论,分析新疆城市体系规模结构的演化和异速生长规律。结论表明：新疆城市体系首位分布明显,新疆城市规模分布的集中力量高于分散力量,中间位序城市快速发展,使城市规模分布逐渐趋向合理;新疆城市人口-面积异速生长关系整体上呈现退化迹象,城市等级结构较为松散。     

On the fractal dimension of the fallout deposits: A case study of the 79 A.D. Plinian eruption at Mt. Vesuvius

We investigated the existence of a fractal law (power law) distribution of size pyroclastic fragments erupted during the fallout phase of the 79 A.D. Plinian eruption at Mt. Vesuvius. In particular, we performed a particle size distribution analysis on 18 white and grey pumice samples collected in six sites distributed in the SW sector of Mt. Vesuvius. Our measurements show that the fragmentation of samples in the investigated range (from 32 mm to 850 μm) follows a power law, guaranteeing the scale invariance of the process. The relationship frequency-size distribution of the fragments is verified independently from the nature (i.e., pumices and lithics) and stratigraphic height of the considered samples in the pyroclastic deposit. Therefore, the fractal fragmentation theory can be indicated for evaluating the relationship between the intensity of fragmentation (fractal dimension D) and eruption energy. In this way the apparent chaotic distribution of the particles in the fallout deposits hides a self-organized complexity revealed by the retrieved power law distribution. We further remark that a key aspect of our analysis is the founded evidence that the fractal dimension of the lithics is systematically greater than that of the pumices.     

岩石材料微、细、宏观断裂机理尺度效应的分形研究

基于同一现场不同尺度的岩石材料,从大量三轴MTS试验岩石断口边痕、试样切割面或磨光面的节理痕迹和现场断裂迹线3个尺度层次,进行了岩石材料微、细、宏观断裂机理尺度效应的分形研究。提出圆与正方形相耦合的分形维数算法,探讨了其优越性并应用于岩石断裂的分形特征研究,得到岩石材料的微、细、宏观断裂机理存在无标度区域。在无标度区0.002 mm～4 000 mm内,岩石断裂构造的分布规律具有自相似性,是岩石材料的微、细、宏观断裂机理内在联系的外在反映,为跨越尺度界限研究岩石节理裂隙的破坏机理提供了可行途径。     

岩溶石漠化山地不同退耕模式土壤抗蚀性及其与结构体分形关系研究

通过对岩溶石漠化山地中小尺度范围内的现有三种主要退耕模式及对照地土壤抗蚀性主成分分析及与各级结构体分形维数关系研究,结果表明: ( 1)研究区退耕地在3～ 6年内土壤抗蚀性均发生了比较明显的变化,但都介于传统耕地与马尾松次生灌丛之间,其中以具有复式结构的退耕樟树+ 草被退耕模式的抗蚀效果较理想; ( 2)与传统旱耕地不同,各退耕模式土壤抗蚀性均是A层土壤强于B层土壤,表明退耕有利于A层土壤抗蚀性迅速提高,尤其是草本+ 乔灌模式对A层土壤抗蚀性的提高更为显著; ( 3)> 0. 25mm 水稳性团聚体含量及破坏率、水稳性指数、有机质含量为评价土壤抗蚀性的最佳四指标; ( 4)微团聚体、风干团聚体分形维数表征土壤抗蚀性有一定的局限性,而机械组成、水稳定性团聚体分维数与抗蚀性综合分值相关性较高,尤其是水稳性团聚体分形维数可较好地反映出土壤的抗蚀特性。      

塔克拉玛干沙漠腹地几种植物根系分形特征

在塔克拉玛干沙漠腹地采用全根挖掘法挖掘河西菊(Hexinia polydichowma(Ostenf.)H.L.Yang)、沙拐枣(Calligonuin roborovskii A.Los.)、罗布麻(Apocynum venetum L.)、阿克苏牛皮消(Cynanchum amplexicaule Hemsl)根系.运用分形理论对其分形特征进行研究,分析根系分支状况以及根系分形特征与拓扑特征之间的关系.研究发现:(1)在塔克拉玛干沙漠腹地,四种植物根系具有很好的分形特征,分形维数大小与拓扑参数连接总数、外部连接数之间具有较好的相关关系.(2)根丰度是描述根系在土层中扩展能力的有效指标,与根系长度、平均连接长度之间具有很好的指数关系分别可以用以下方程表示:y1=2.7 694e1.5496x,y2=0.0369e2.0 267x(其中y1、y2分别为总根长、平均连接长度,R2分别为:0.9 353、0.9 832),根丰度直接反映了根系空间占有能力与营养物质的吸收效率.通过对塔克拉玛干沙漠腹地四种植物根系分支状况与分形特征的研究表明.分形理论可以很好的反映根系空间占有能力与资源吸收效率,所以说分形理论是对根系几何、功能特征进行定量化研究的有效方法.