基于背包式激光雷达测量系统的城市绿地树木三维绿量估算方法

三维绿量能够客观、准确描述城市绿化水平,可为定量研究城市绿地生态功能的机理提供可靠的数据基础。针对单位附属绿地分布分散、规模较小等特点,本研究提出一种面向该类城市绿地的三维绿量估算方案,该方案包括数据获取、处理、实体分割、分类和单木冠层提取以及三维绿量计算的环节。首先,利用背包式激光雷达测量系统获取三维点云数据,利用变尺度地面点滤波算法剔除地面点云;然后,利用基于密度的聚类算法对非地面点云进行聚类,且基于密度特征的竞争算法对重叠区域进行二次分割,形成独立对象;接着,利用PointNet++模型提取植物点云,根据枝叶点云主方向差异性以及轴向分布密度提取冠层点云;最后,使用凸包法计算单木冠层三维绿量,累计每株木的三维绿量得到区域三维绿量。以某科技园区为例,估算其总三维绿量为21034.95 m³,其中,芒果树株数最多,三维绿量总量最大,为4868.64 m³,占23.2%;单株三维绿量最大的树种为小叶榄仁,平均每株为120.37 m³。本研究方案估算的树木三维绿量与传统方法的相对误差在10.7%～33.7%,平均相对误差为20.9%;与台积法的相对误差在2.7%～16.0%,平均相对误差为8.7%。本研究方案充分利用三维点云数据特性,所用凸多面体逼近树冠的原始形态,更符合树木的实际情况。该三维绿量测量和估算方案可为城市三维绿量快速、精确估算提供新思路。     

三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

阿片受体研究最新进展

阿片受体研究自１９９２年δ受体克隆成功,发展迅速,１９９３年μ、ｋ受体也克隆成功。１９９４年发现阿片孤儿受体ＯＲＬ－１,１９９５年即找到了ＯＲＬ－１的内泊性本体Ｎｏｃｉｃｅｐｔｉｎ。１９９６年成功地应用基因敲出技术制成缺乏μ受体基因的小鼠,证明吗啡镇痛及成瘾形成通过μ受体。１９９７年又发现了μ受体内源性配体ｅｎｄｏｍｏｒｐｈｉｎｅ－１和ｅｎｄｏｍｏｒｐｈｉｎｅ－２,我国学者研究成功的羟甲芬太尼的八     

白色念珠菌羊毛甾醇14α—去甲基化酶三维结构分子？…

基于四种原核细胞色素Ｐ４５０晶体蛋白Ｐ４５０ＢＭ３、Ｐ４５０ｃａｍ、Ｐ４５０ｔｅｒｐ、４５０ｅｒｙＦ模建白色念珠菌羊毛甾醇１４α－去甲基化酶三维结构。序列匹配采用四种晶体结构比较结果基础之上提出的细胞色素Ｐ４５０超家族蛋白基于结构知识的序列匹配方法。以Ｐ４５０ＢＭ３晶体结构坐标模建目标蛋白结构保守区主链结构,结构保守区侧链构象来源于四种晶体蛋白与模建蛋白对应残基同源性得分最高残基构象。建模结果用分     

三维超声心动图评价不同年龄段和性别主动脉瓣二叶畸形

目的:三维超声心动图评估不同年龄段和性别主动脉瓣二叶畸形(bicuspid aortic valve malformation,BAV)的应用价值。方法:超声心动图检测我院2012年6月至2014年9月70例BAV患者,根据年龄段分为4组,≤20岁年龄组7例,21-40岁年龄组14例,41-60岁年龄组30例,≥60岁年龄组19例;根据性别分为2组,男性42例,女性28例。测量不同病例分组的主动脉窦部及升部内径、室间隔厚度、左心功能及左房横径,比较主动脉瓣狭窄、关闭不全、钙化及脱垂四个合并症发生率。结果:在心脏结构指标方面,年龄段分组室间隔厚度≥60岁年龄组12.37±1.64 mm高于≤20岁年龄组10.43±2.22 mm和21-40岁年龄组11.00±1.92 mm;左房横径41-60岁年龄组38.73±7.95 mm和≥60岁年龄组40.05±9.71 mm高于≤20岁年龄组29.86±1.86 mm。性别分组左心功能女性64.18±6.04%高于男性58.71±11.28%。在合并症发生率方面年龄段分组主动脉瓣狭窄41-60岁年龄组80%、≥60岁年龄组84%高于21-40岁年龄组50%,性别分组狭窄男性81%大于女性54%,关闭不全女性79%大于男性50%。结论:三维超声心动图诊断BAV可获得更加全面、具体、直观的诊断信息,BAV的超声表现与患者年龄段和性别密切相关。     

基于细胞三维培养的气道平滑肌细胞收缩效应检测方法的建立与应用

气道平滑肌细胞(airway smooth muscle cells,ASMCs)是引起哮喘患者气道收缩狭窄、呼吸阻力增加的主要效应细胞。ASMCs收缩效应检测是研究哮喘病理生理机制、评估或研发新的支气管舒张药物的重要实验依据。而常用的活体组织张力检测以及单层培养ASMCs显微镜形态观察等方法存在样品取材或测量误差等问题。该研究利用胶原蛋白凝胶构建气道平滑肌细胞的三维立体培养模型,将凝胶与培养孔壁分离,在不同的时间点记录细胞收缩力作用下凝胶面积的变化值,以此反映ASMCs的收缩效应。结果显示,0.1,1,10 mmol/L的乙酰胆碱(acetylcholine,Ach)刺激后,凝胶面积均显著缩小,随着剂量增加ASMCs的收缩反应增强。提前加入肌球蛋白ATP酶抑制剂BDM(butanedione monoxime),能明显抑制Ach诱导的ASMCs收缩反应,说明该方法的可重复性和准确性好。     

《自然-结构与分子生物学》：解析肉碱膜转运蛋白晶体结构

中国科学院生物物理研究所江涛研究员领衔的科研小组在肉碱膜转运蛋白CaiT三维结构研究方面取得最新的进展,相关成果文章刊登在3月28的《自然一结构与分子生物学》（Nature Structural ＆MolecularBiology）上。     

一路走来

做科学研究,要有一颗好奇的心,要有探索的精神,要不断创新,要持之以恒,要注重积累和总结,要有一份执着,要担负起社会的责任。     

生物三维电子显微学进入全新高速发展时期

生物三维电子显微学主要由三个部分组成——电子晶体学、单颗粒技术和电子断层成像术,其结构解析对象的尺度范围介于x射线晶体学与光学显微镜之间,适合从蛋白质分子结构到细胞和组织结构的解析。以冷冻电镜技术与三维重构技术为基础的低温电子显微学代表了生物电子显微学的前沿。低温单颗粒技术对于高度对称的病毒颗粒的解析最近已达到3．8A分辨率,正在成为解析分子量很大的蛋白质复合体高分辨结构的有效技术手段。低温电子断层成像技术目前对于真核细胞样品的结构解析已达到约40A的分辨率,在今后5年有望达到20A。这样,把x射线晶体学、NMR以及电镜三维重构获得的蛋白质分子及复合体的高分辨率的结构,锚定到较低分辨率的电子断层成像图像中,从而在细胞水平上获得高精确的蛋白质空间定位和原子分辨率的蛋白质相互作用的结构信息。这将成为把分子水平的结构研究与细胞水平的生命活动衔接起来的可行途径。     

藻酸盐三维细胞培养在骨组织工程中应用的研究进展

目的综述藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程中的应用研究进展。方法广泛查阅近年来有关藻酸盐三维细胞培养系统在骨组织工程应用研究的文献进行综述。结果藻酸盐具有良好的生物相容性,无毒、对宿主无免疫原性和生物可降解等独特的物理、化学和生物特性,藻酸盐三维细胞培养系统仍然是迄今理想的骨组织工程支架材料之一。结论藻酸盐三维细胞培养系统不仅将广泛应用于生命科学基础研究,作为一种理想的组织移植的支架材料,有望逐步走向临床应用。