【摘要】：林木蛀干害蟲(chóng)幼蟲(chóng)生存在樹(shù)干內(nèi)部,種類(lèi)鑒定困難。為了迅速準(zhǔn)確的識(shí)別天牛幼蟲(chóng)種類(lèi),進(jìn)行生物學(xué)防治,提出了測(cè)試分析天牛幼蟲(chóng)蛀食樹(shù)木振動(dòng)信號(hào),提取天牛幼蟲(chóng)的行為學(xué)特征,判斷天牛種類(lèi)的方法,取得以下成果:蛀干害蟲(chóng)在樹(shù)干內(nèi)會(huì)有蛀食樹(shù)干,清理蛀道,自衛(wèi)以及爬行等行為,這些行為均會(huì)引發(fā)一個(gè)波形類(lèi)似振動(dòng)波形,同時(shí)外界的強(qiáng)風(fēng)及其他的干擾也會(huì)引發(fā)振動(dòng)。蛀干害蟲(chóng)引發(fā)的振動(dòng)信號(hào)有上升沿是一個(gè)陡的脈沖隨后脈沖以近似指數(shù)包絡(luò)線(xiàn)衰減,與外界干擾引發(fā)的振動(dòng)波形上有明顯的區(qū)別,蛀食振動(dòng)最大相對(duì)幅值在60%以上,清理蛀道振動(dòng)最大相對(duì)幅值40%-60%,自衛(wèi)振動(dòng)最大相對(duì)幅值20%-40%,爬行振動(dòng)最大相對(duì)幅值20%以下,可以直接進(jìn)行判別。在此后的研究中得到了驗(yàn)證。使用變分模態(tài)分解對(duì)蛀食振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪,通過(guò)中心頻率判別法確定出模態(tài)個(gè)數(shù),對(duì)比不同懲罰因子的運(yùn)算時(shí)間以及精度,確定出懲罰因子的值。并介紹了 VMD降噪原理以及通過(guò)波形和時(shí)間熵進(jìn)行噪音分量識(shí)別的方法。對(duì)重構(gòu)信號(hào)進(jìn)行3層小波包分解,對(duì)分解后的分量進(jìn)行傅里葉變換以及計(jì)算能量比,提取蛀干振動(dòng)的特征。本課題分別采集了云斑天牛(白蠟樹(shù)),光肩星天牛(法國(guó)梧桐),桃紅頸天牛(紫葉李,西府海棠),大量的數(shù)據(jù)。對(duì)降噪后的振動(dòng)信號(hào)提取時(shí)域特征,主要包括振動(dòng)波形以及振動(dòng)時(shí)長(zhǎng)上的區(qū)別。對(duì)于頻域特征主要包括頻率組成以及節(jié)點(diǎn)能量比的頻域特征。不同的幼蟲(chóng)蛀干振動(dòng)差別非常大,適于作為特征參數(shù),判斷天牛的種類(lèi)。同時(shí)同宿主上的蛀木振動(dòng)信號(hào)特征差別顯著。證明基于振動(dòng)信號(hào)分析的方法,能有效識(shí)別蛀木害蟲(chóng)。通過(guò)時(shí)域和頻域的綜合判別,從而完成蛀干害蟲(chóng)的識(shí)別。針對(duì)同一種樹(shù)木可能存在多種天牛為害,本課題隨機(jī)采集了白蠟樹(shù),法國(guó)梧桐,紫葉李以及西府海棠等樹(shù)木,采集相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行分析,正確率到了 90%。剩余樹(shù)檢測(cè)時(shí)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的害蟲(chóng),但存在其他種類(lèi)的天牛。本課題證明了使用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行天牛種類(lèi)識(shí)別的可行性。對(duì)早期確認(rèn)蛀干害蟲(chóng)種類(lèi),制定科學(xué)的防治方案有重要實(shí)用價(jià)值。為以后的生物防治奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【圖文】：

光肩星天牛（學(xué)名：Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ）危害梧桐、楊、柳、元寶柳、逡逑榆、糖槭樹(shù)。此蟲(chóng)尤其在“三北”防護(hù)林建設(shè)區(qū)及華北平原綠化區(qū)，廣泛發(fā)生，嚴(yán)重逡逑危害楊樹(shù)。光肩星成蟲(chóng)，如圖１－２所示。逡逑幼蟲(chóng)：體長(zhǎng)５０？６０毫米，乳白色，，無(wú)足，前胸背板有凸形紋。逡逑｜ｍ逡逑圖１－２光肩星天牛逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ逡逑（３）桃紅頸天牛逡逑桃紅頸天牛（學(xué)名：Ａｒｏｍｉａｂｕｎｇｉｉ）屬鞘翅目，天�？�。被害主千及主枝櫺道逡逑扁寬，且不規(guī)則，蛀道內(nèi)充塞木屑和蟲(chóng)糞，危害重時(shí)，主干基部傷痕累累，并堆逡逑積大量紅褐色蟲(chóng)糞和蛀屑。糞渣是粗鋸末狀，部分外排。桃紅頸天牛成蟲(chóng)，如圖逡逑１－３所示。逡逑幼蟲(chóng)：成熟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)約４２－５２毫米，乳白色，前胸較寬廣。身體前半部各節(jié)略逡逑呈扁長(zhǎng)方形，后半部稍呈圓筒形，體兩側(cè)密生黃棕色細(xì)毛。前胸背板前半部橫列４逡逑個(gè)黃褐色斑塊，背面的兩個(gè)各呈橫長(zhǎng)方形，前緣中央有凹缺，后半部背面談色，逡逑有縱皺紋位于兩側(cè)的黃褐色斑塊略呈三角形。胸部各節(jié)的背面和腹面都稍微隆起

光肩星天牛（學(xué)名：Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ）危害梧桐、楊、柳、元寶柳、逡逑榆、糖槭樹(shù)。此蟲(chóng)尤其在“三北”防護(hù)林建設(shè)區(qū)及華北平原綠化區(qū)，廣泛發(fā)生，嚴(yán)重逡逑危害楊樹(shù)。光肩星成蟲(chóng)，如圖１－２所示。逡逑幼蟲(chóng)：體長(zhǎng)５０？６０毫米，乳白色，無(wú)足，前胸背板有凸形紋。逡逑｜ｍ逡逑圖１－２光肩星天牛逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａｇｌａｂｒｉｐｅｎｎｉｓ逡逑（３）桃紅頸天牛逡逑桃紅頸天牛（學(xué)名：Ａｒｏｍｉａｂｕｎｇｉｉ）屬鞘翅目，天�？�。被害主千及主枝櫺道逡逑扁寬，且不規(guī)則，蛀道內(nèi)充塞木屑和蟲(chóng)糞，危害重時(shí)，主干基部傷痕累累，并堆逡逑積大量紅褐色蟲(chóng)糞和蛀屑。糞渣是粗鋸末狀，部分外排。桃紅頸天牛成蟲(chóng)，如圖逡逑１－３所示。逡逑幼蟲(chóng)：成熟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)約４２－５２毫米，乳白色，前胸較寬廣。身體前半部各節(jié)略逡逑呈扁長(zhǎng)方形，后半部稍呈圓筒形，體兩側(cè)密生黃棕色細(xì)毛。前胸背板前半部橫列４逡逑個(gè)黃褐色斑塊，背面的兩個(gè)各呈橫長(zhǎng)方形，前緣中央有凹缺，后半部背面談色，逡逑有縱皺紋位于兩側(cè)的黃褐色斑塊略呈三角形。胸部各節(jié)的背面和腹面都稍微隆起
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S763.3;O32

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2705685