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軟X線CTによる土壌間隙構造の定量化と土壌生態系の解析への応用に関する基礎研究

软X射线CT定量土壤孔隙结构基础研究及其在土壤生态系统分析中的应用

基本信息

批准号：
09760224
负责人：
岩間憲治
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、供試土壌中の間隙構造の軟X線影像から三次元位置情報を高精度で求めるためのシステム開発である。そのために、今まで手作業で行ってきた軟X線非破壊検査装置(現有)に含まれる試料移動台の平行移動および移動台に内蔵するターンテーブルの回転移動をコンピュータで制御できるための基本プログラムを作成し、ステッピングモーターのステップ角0.1度、位置精度0.01度、平行移動精度0.005mmの精度での平行・回転移動を可能とした。これを用いて、一回の撮影で0度から90度までステップ角10度で合計10枚の軟X線影像を撮影するプログラムを作成した。次に得られた1組10枚の影像から供試土壌中の管状間隙(以下、孔隙)の陰影を対象に目視で位置同定し、三次元座標を求めるためのプログラムを作成した。別途目視で測定した孔隙径を入力して、その三次元画像を表示するプログラムを作成し、軟X線土壌孔隙影像と比較し、その精度を検証した。実際に、土壌孔隙が発達していると思われる灰色低地水田土壌の深さ50〜60cmのグライ層にて100cm^3標準サンプラで採取した供試土壌を対象に上記システムを使って土壌孔隙の三次元画像を求めた。次に測定精度を検証するために、三次元画像を各影像に投影し、同定時に入力した陰影の位置との差を計算した。その結果、0度から90度までどの画像においても差は1.3mm以内であった。これは既往の研究である平行移動台を用いて撮影したステレオ影像から求めた三次元画像の孔隙位置とステレオ影像のそれとの差の最大値15.4mmの1/10以下であり、このシステムの有用性が検証された。造影剤を供試土壌上部に適量滴下し、軟X線非破壊検査装置で観察すると造影剤が孔隙中をさらにマトリクスに至るまで拡散していく様子が見られる。それをビデオにて記録し、上記システムを用いて孔隙内部を拡散してゆく様子を定量的に記録し、比較・評価した。また、軟X線非破壊検査装置内部に定水位飽和試験装置を組み込むことができるようにし、造影剤の陰影の挙動をビデオにて記録した。

The purpose of this study is to improve the accuracy of the three-dimensional position information of X-ray images in the test soil. The equipment (now available) contains equipment for parallel movement of materials and equipment for non-destructive operation. In the mobile station, parallel movement is performed on the mobile station. In the mobile station, the system is used to control the operation of the basic equipment. The precision is 0.1 degrees, 0.01 degrees, and 0.01 degrees. Parallel moving precision 0.005mm precision moving parallel back moving precision may be difficult. A total of 10 X-ray images were used to make a total of 10 X-ray images. The first group of 10 images were used to test the tubular gaps (below, pores) in the test soil. The images show that the position of the eye is the same, and the three-dimensional block is required to make the image. The measurement of the pore diameter by other eyes, the three-dimensional portrait of the pore diameter, the pore image of the X-ray soil, and the accuracy of the pore image. The depth of soil pores is 50 ~ 60 cm. The standard of 100 cm