CN103674992B - 一种树木年轮检测分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于树木年轮检测领域，提供了一种树木年轮检测分析系统，包括：核磁共振单元，用于对树木年轮进行核磁共振成像；信号采集单元，与所述核磁共振单元连接，用于采集树木年轮的核磁共振信息；以及成像及分析单元，与所述信号采集单元连接，用于根据所述信号采集单元采集的树木年轮核磁共振信号进行成像处理及分析。本发明利用核磁共振成像技术对树木年轮进行成像检测与分析，能够在野外对树木年轮进行无损检测，快速成像，减少了对树木的损害，克服在采样过程中因树芯断裂导致的误差，各个系统单元均可自由拆卸组装，轻巧便利，易于携带进行野外作业。

Description

一种树木年轮检测分析系统
技术领域
本发明属于树木年轮检测领域，尤其涉及一种树木年轮检测分析系统。
背景技术
气候变化背景下，干旱发生频率与程度逐渐增加，亟需开展长时间尺度干旱时空演变规律研究。由于我国气象观测记录较短，多为近50年的气象资料记录，因此利用树木年轮等替代资料进行气候重建具有其显著优势。
目前，在树木年轮气候学中，对树木年轮样芯的处理涉及晾干、打磨等过程，费时费力，样芯的采集过程也可能会出现样芯断裂等状况，同时钻取样芯在一定程度上破坏了树木的正常生理过程，对于某些珍惜的古树来说传统的树木年轮样芯采集过程是不适用的。
发明内容
本发明实施例提供一种树木年轮检测分析系统，旨在解决现有树木年轮检测方法操作复杂、容易损害树木的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种树木年轮检测分析系统，包括：
核磁共振单元，用于对树木年轮进行核磁共振成像；
信号采集单元，与所述核磁共振单元连接，用于采集树木年轮的核磁共振信息；以及
成像及分析单元，与所述信号采集单元连接，用于根据所述信号采集单元采集的树木年轮核磁共振信号进行成像处理及分析。
本发明实施例利用核磁共振成像技术对树木年轮进行成像检测与分析，能够在野外对树木年轮进行无损检测，快速成像，减少了对树木的损害，克服在采样过程中因树芯断裂导致的误差，各个系统单元均可自由拆卸组装，轻巧便利，易于携带进行野外作业。
附图说明
图1是本发明实施例提供的树木年轮检测分析系统的结构原理图；
图2是利用本发明实施例提供的树木年轮检测分析系统检测的树木年轮图像示例图。
具体实施方式
本发明采用核磁共振成像技术对树木年轮进行无损检测，可快速成像，减少了对树木的损害。
有自旋磁矩的原子核在磁场中产生能级裂分，受到不同能级所对应的频率的电磁波的照射，发生共振，吸收能量，就是核磁共振。核磁共振技术是目前世界上前沿的技术，已经在医学、物理学、化学、生物学等领域中有了较多研究，其技术已经相对成熟。
水分对植物生理过程具有十分重要的作用。树木细胞原生质中80%都是水，水也是其代谢的原料和介质，同时水分是树木外貌姿态和表象姿态维持的物质。树木每一年的年轮由两部分组成，早材颜色浅，为生长季早期生长，细胞较大，细胞壁薄，材质较疏；晚材颜色较深，为生长季晚期生长，细胞较小，细胞壁厚，材质较密。早材和晚材含水量不同，一般来说早材含水量大于晚材含水量。因此，在核磁共振成像时可以形成较为清晰的树木年轮图像。
核磁共振系统能够系统检测并处理树木年轮中氢原子在强磁场中收到共振磁场激励脉冲的激发后所生成的信号，提供清晰的树木年轮图像。因此，将核磁共振技术应用于树木年轮气候学研究中具有十分广阔的发展前景。
图1示出了本发明实施例提供的树木年轮检测分析系统的结构，为便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
核磁共振单元11对树木年轮进行核磁共振成像。
信号采集单元12与核磁共振单元11连接，对树木年轮核磁共振信号进行采集，可反映树木年轮的宽度、密度等信息。
成像及分析单元13与信号采集单元12连接，根据信号采集单元12采集的树木年轮核磁共振信号进行成像处理及分析，例如分析树木年轮的宽度、密度等。
作为本发明的一个实施例，成像及分析单元13采用图像分析软件，对信号采集单元12所采集的信号进行成像处理，可量取树木年轮的宽度、轮环面积、树干密度、植物树干中水分含量变化等信息，将所得数据导出，可进行树木年轮气候学及生态水文学等方面的研究。
利用本系统检测的树木年轮图像如图2所示。
作为本发明的一个优选实施例，核磁共振单元11包括左右两部分，野外作业时固定于树干两侧土壤中，作业完毕可分别进行携带。
作为本发明的一个优选实施例，树木年轮检测分析系统还包括支架14，用于固定核磁共振单元11。
在本发明实施例中，支架14由8个长螺丝组成，核磁共振单元11左右两侧各四个，野外作业时分别将4个长螺丝组装于核磁共振单元11的左右两个部分，然后插入土壤中进行固定。作业完毕后即可拆卸下来，携带方便。
本发明实施例利用核磁共振成像技术对树木年轮进行成像检测与分析，能够在野外对树木年轮进行无损检测，快速成像，减少了对树木的损害，克服在采样过程中因树芯断裂导致的误差，各个系统单元均可自由拆卸组装，轻巧便利，易于携带进行野外作业。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种树木年轮检测分析系统，其特征在于，所述系统包括：
核磁共振单元，用于对树木年轮进行核磁共振成像；
信号采集单元，与所述核磁共振单元连接，用于采集树木年轮的核磁共振信息；以及
成像及分析单元，与所述信号采集单元连接，用于根据所述信号采集单元采集的树木年轮核磁共振信号进行成像处理及分析；
所述核磁共振单元包括左右两部分，作业时固定于树干两侧土壤中；
所述系统还包括：支架，用于固定所述核磁共振单元。
2.如权利要求1所述的树木年轮检测分析系统，其特征在于，所述支架为螺丝。
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