Грубость - Rugosity

Грубость, ж_р, является мерой мелкомасштабных изменений амплитуды по высоте поверхности,

${displaystyle f_{ ext{r}}=A_{ ext{r}}/A_{ ext{g}}}$

куда А_р это реальная (истинная, фактическая) площадь поверхности и А_грамм это геометрическая площадь поверхности.^[1]

Расчеты шероховатости обычно используются в материаловедение для характеристики поверхностей, среди прочего, в морская наука охарактеризовать морское дно среды обитания. Распространенным методом измерения шероховатости морского дна является цепно-ленточный метод Риска.^[2] но с появлением подводной фотографии были разработаны менее инвазивные количественные методы. Некоторые примеры включают измерение мелкомасштабной шероховатости дна морского дна с помощью микротопографического лазерного сканирования (Du Preez and Tunnicliffe 2012),^[3] и получение многомасштабных мер шероховатости, наклона и аспекта из бентосный стерео изображение реконструкции (Фридман и др., 2012).^[4]

Несмотря на популярность использования шероховатости для двух- и трехмерного анализа поверхности, методологическая непоследовательность была проблематичной. Основываясь на последних достижениях, новый индекс шероховатости с отношением дуги к хорде (ACR) позволяет измерять шероховатость двумерных профилей и трехмерных поверхностей с помощью одного метода (Du Preez 2015).^[5] Индекс шероховатости ACR определяется как контурная (реальная) площадь поверхности, деленная на площадь поверхности, ортогонально спроецированной на плоскость наилучшего соответствия (POBF), где POBF - это функция (линейная интерполяция ) только граничных данных. Использование POBF вместо произвольной горизонтальной геометрической плоскости дает важное преимущество индекса шероховатости ACR: в отличие от большинства индексов шероховатости, шероховатость ACR не зависит от наклона.

Экология: Как мера сложности морщинистость считается показателем количества доступной среды обитания, доступной для колонизации бентосными организмами (прикрепленными к морскому дну), а также местом укрытия и кормления для мобильных организмов.

Геология: Для морских геологов и геоморфологов шероховатость является полезной характеристикой при различении различных типов морского дна в приложениях дистанционного зондирования (например, для гидролокатора и лазерной альтиметрии с кораблей, самолетов или спутников).

Океанография: Среди океанографов считается, что шероховатость влияет на мелкомасштабную гидродинамику, преобразуя организованный ламинарный или колебательный поток в рассеивающую энергию турбулентность.

Коралловая биология: Высокая морщинистость часто указывает на присутствие кораллов, которые по мере роста образуют сложную поверхность. Подразумевается, что морщинистое морское дно создает турбулентность, способствуя росту кораллов и коралловых водорослей за счет доставки богатой питательными веществами воды после того, как организмы истощили питательные вещества из водной оболочки, непосредственно окружающей их ткани.

Смотрите также

• Шероховатость поверхности - Компонент текстуры поверхности
• Фрактал - Самоподобные математические структуры
• Фрактальное измерение - Коэффициент, обеспечивающий статистический показатель изменения сложности в зависимости от масштаба
• Словарь терминов для скалолазания: Rugosity

Другие источники

Код Matlab для вычисления многомасштабной шероховатости, наклона и аспекта

Рекомендации

1. ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "Фактор шероховатости (шероховатость) поверхности ". Дои:10.1351 / goldbook.R05419
2. Риск, М. Дж. 1972. «Разнообразие рыб на коралловом рифе на Виргинских островах». Atoll Res. Бык. 193: 1-6 [DOI: 10.5479 / si.00775630. 153,1]
3. Дю Пре, К. и В. Танниклифф. (2012). «Новый метод видеонаблюдения с помощью микротопографического лазерного сканирования (MiLS) для измерения мелкомасштабной шероховатости морского дна». Лимнология и океанография: методы. 10: 899-909. [DOI 10.4319 / lom.2012.10.899].
4. Фридман А., Писарро О., Уильямс С. Б., Джонсон-Роберсон М. (2012) «Многоуровневые измерения шероховатости, наклона и формы на основе реконструкций бентосных стереоизображений». PLoS ONE 7 (12): e50440. DOI: 10.1371 / journal.pone.0050440
5. Дю Пре, К. 2015. «Новый индекс шероховатости отношения дуги к хорде (ACR) для количественной оценки структурной сложности трехмерного ландшафта». Ландшафтная экология. 30: 181-192. DOI: 10.1007 / s10980-014-0118-8.