程德強(qiáng),趙牡丹,張倩,馮園
西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710127
ArcGIS輔助建筑物陰影分析
程德強(qiáng),趙牡丹*,張倩,馮園
西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安710127
本文以簡(jiǎn)單單棟建筑物作為研究對(duì)象,在ArcGIS10.1環(huán)境下,對(duì)由于建筑物遮擋而產(chǎn)生的陰影,結(jié)合日照分析原理,使用相關(guān)陰影分析工具實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物陰影遮蓋區(qū)域陰影時(shí)長(zhǎng)的求解,對(duì)相關(guān)時(shí)刻進(jìn)行陰影的模擬,并使用Model Builder完成了通用模型的構(gòu)建,從而擴(kuò)展了ArcGIS的陰影分析功能。本研究結(jié)果不僅可以為植被綠化提供科學(xué)的依據(jù),同時(shí)還將為建筑物空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供一定參考。
ArcGIS;Model Builder;陰影模擬;空間分析
陰影與人類的生產(chǎn)與生活密切相關(guān),對(duì)陰影的研究有其現(xiàn)實(shí)實(shí)用意義。在計(jì)算機(jī)技術(shù)尚未出現(xiàn)以及普及之前,建筑師只能憑借以往的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),感覺預(yù)測(cè)光照環(huán)境,進(jìn)而通過繁雜的手工計(jì)算,繪制得到手工棒影圖和日影圖等,該種研究建筑物陰影的方法在費(fèi)時(shí)耗工的同時(shí),也制約著陰影研究的精度與效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑物陰影模擬相關(guān)方面的應(yīng)用研究,為陰影的分析帶來了一場(chǎng)革命,通過計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算與圖像處理能力,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陰影模擬的快捷、高效、直觀展示。
國(guó)外對(duì)日照陰影問題的研究歷來比較重視,因此制定出臺(tái)了相應(yīng)的法律法規(guī),研發(fā)了許多可以進(jìn)行日照及陰影分析的專業(yè)軟件或在其他軟件上進(jìn)行了此方面功能的擴(kuò)展,相關(guān)產(chǎn)品如Water Slade公司日照陰影分析軟件[1],Ecotect綠色建筑分析及輔助設(shè)計(jì)軟件等,許多優(yōu)秀的三維制作軟件如3ds max、SketchUp等也提供了陰影模擬分析的輔助功能,而在GIS產(chǎn)品領(lǐng)域,諸如ArcGIS、Skyline等功能強(qiáng)大的GIS專業(yè)軟件在日照陰影模擬分析方面的功能也日益強(qiáng)大。國(guó)內(nèi),應(yīng)用較多的是基于CAD軟件開發(fā)的日照陰影分析軟件,這些軟件一般基于二維CAD[2]進(jìn)行實(shí)現(xiàn),如眾智SUN日照分析軟件、THSEA日照環(huán)境分析系統(tǒng)、聯(lián)圖日照分析軟件、HYSA城市規(guī)劃日照分析軟件、天正軟件日照分析模塊[1]、飛時(shí)達(dá)日照分析計(jì)算軟件FastSUN、湘源控規(guī)日照分析模塊,這些軟件各有特點(diǎn),但基本功能基本一致,國(guó)內(nèi)所采用的日照分析軟件,大部分是基于AutoCAD的二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)的,是對(duì)AutoCAD生成的矢量文檔.dxf的分析,分析過程依賴于AutoCAD的建模功能,只有少數(shù)分析軟件可以脫離AutoCAD平臺(tái)[3]。
上文中提及的眾多日照陰影分析軟件基本都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)地理實(shí)體對(duì)象的陰影分析,操作方便,并通過報(bào)表的方式輸出分析結(jié)果,實(shí)用性強(qiáng),基本能解決實(shí)際需要,但是,也不得不認(rèn)識(shí)到,這些獨(dú)立的專業(yè)分析軟件,往往也存在自身的局限性,即這些軟件對(duì)陰影的求解往往是某一時(shí)刻陰影的投射狀態(tài)或者某一點(diǎn)上受到光照的開始時(shí)刻與結(jié)束時(shí)刻,但對(duì)于相關(guān)分析中實(shí)現(xiàn)陰影時(shí)長(zhǎng)的面狀分布往往忽略,同時(shí),基于CAD開發(fā)的相關(guān)陰影分析軟件往往不具備GIS技術(shù)所具有的多源數(shù)據(jù)整合、管理以及強(qiáng)大的空間分析功能,從而會(huì)一定程度上限制對(duì)陰影的進(jìn)一步分析與應(yīng)用。
ArcGIS作為GIS領(lǐng)域最優(yōu)秀的軟件代表之一,它的三維分析模塊通過與其他模塊結(jié)合,能夠?yàn)槿S地理問題分析和解決提供相關(guān)可行方案,雖然其三維分析功能仍主要停留在2.5維水平,但卻已基本反映三維GIS的最新研究成果,具有完備性、集成性和兼容性,從而使之成為目前進(jìn)行地理數(shù)據(jù)三維分析的最佳選擇之一[4],此外,Model Builder作為ESRI公司研發(fā)的ArcGIS模型生成器,提供了一個(gè)圖形化的操作環(huán)境,可以在其中創(chuàng)建及修改模型[5],具有簡(jiǎn)化繁瑣工作,提高處理效率,結(jié)果客觀等優(yōu)點(diǎn)[6],十分適合應(yīng)用于對(duì)批量數(shù)據(jù)的處理。
在綜合考慮相關(guān)陰影分析軟件的特點(diǎn)與局限性的基礎(chǔ)上,本文的研究在于通過使用ArcGIS10.1的相關(guān)陰影分析工具,在Model Builder中構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)處理模型,實(shí)現(xiàn)在GIS環(huán)境下對(duì)陰影的模擬與陰影時(shí)長(zhǎng)的定量自動(dòng)求取,并對(duì)相關(guān)時(shí)刻陰影進(jìn)行模擬再現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地點(diǎn)陰影時(shí)長(zhǎng)的直觀認(rèn)識(shí)。
2.1 太陽高度角與太陽方位角
太陽在天空中的位置可以用太陽高度角與太陽方位角進(jìn)行表示,太陽的高度角及方位角與研究區(qū)地理位置、觀測(cè)時(shí)間密切相關(guān)。其中太陽高度角是指地面上某點(diǎn)與太陽的連線與地平面之間相交所形成的夾角,其值在0°到90°之間變化,而太陽方位角指的是太陽與地面上某點(diǎn)的連線在地面上形成的投影與正南方向的夾角,正南方向?yàn)?°,逆時(shí)針方向?yàn)樨?fù),順時(shí)針方向?yàn)檎?,在正北方向時(shí)方位角可以為180°或-180°[3]。
2.2 日出及日落時(shí)間
地球自轉(zhuǎn)給人的直接印象是太陽的東升西落,日出及日落時(shí)間將決定日照時(shí)間的長(zhǎng)短,本文中,將采用天文學(xué)意義上對(duì)日出日落時(shí)刻的定義,即在地面上所見的日面上邊緣與地平線相切的時(shí)刻作為日出日落時(shí)刻。
對(duì)日出日落時(shí)刻的確定,是根據(jù)在日出日落時(shí)太陽高度角為0°這一條件,根據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算確定的,依據(jù)楊晚生[7]在其所著《環(huán)境建筑學(xué)》中關(guān)于太陽高度角與太陽方位角的計(jì)算,對(duì)相關(guān)公式進(jìn)行整理后,在將太陽高度角假設(shè)為0°的條件下,得到關(guān)于日出日落時(shí)間的求取公式:
上式中,S為當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí),單位為小時(shí)(h);φ為地理緯度,單位為度(°);d為赤緯,單位為度(°),對(duì)于赤緯的計(jì)算,本文采用Peter.lumde所提出的一年中逐日赤緯的粗略計(jì)算公式(公式2);N為從1月1日起開始計(jì)算的天數(shù),單位為天。
在ArcGIS10.1版本之前的版本中,已經(jīng)出現(xiàn)關(guān)于陰影分析的山體陰影工具,該工具的作用是通過考慮照明源的角度和陰影,其作用只是根據(jù)表面柵格創(chuàng)建地貌暈渲。在2012年Esri公司對(duì)外發(fā)布的ArcGIS10.1軟件中,3DAnalyst工具箱的可見性工具集下首次出現(xiàn)了太陽陰影體工具,其功能是利用每個(gè)輸入要素,在給定日期和時(shí)間的光照條件下,通過所投射出的陰影來創(chuàng)建模型。因該工具出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng),在相關(guān)文章與應(yīng)用出現(xiàn)較少,如何利用該工具,并對(duì)該工具進(jìn)行更進(jìn)一步的功能開發(fā)將對(duì)后續(xù)的文章與應(yīng)用提供相關(guān)借鑒。
查閱相關(guān)資料后,可知該工具具有以下特點(diǎn):
1)輸入要素可以是拉伸3D圖層或是多面體要素,從而保障了數(shù)據(jù)輸入的多元性,尤其是多面體要素,可以通過其他軟件構(gòu)建然后導(dǎo)入ArcGIS中進(jìn)行應(yīng)用。
2)在僅提供日期的條件下,可進(jìn)行日出和日落陰影計(jì)算,日出與日落時(shí)間可以通過屬性表進(jìn)行查看,其中起始日期與時(shí)間是必填項(xiàng),結(jié)束日期與時(shí)間是可選項(xiàng),在僅輸入起始日期的條件下,只生成當(dāng)日日出陰影體;
3)所有輸入要素都應(yīng)位于相同的區(qū)域內(nèi);
4)如果太陽在給定日期和時(shí)間不可見,或太陽的相對(duì)位置與輸入要素成90度直角,則不會(huì)創(chuàng)建陰影體;
5)所生成太陽陰影體為一個(gè)閉合的多面體,且同一建筑物的太陽陰影體會(huì)交疊在一起;
6)陰影體始終始于垂直平面并止于垂直平面,兩個(gè)平面和太陽光方向的水平投影相垂直;
7)太陽陰影體要素類屬性中,DATE_TIME字段用于計(jì)算太陽位置的當(dāng)?shù)厝掌诤蜁r(shí)間,AZIMUTH字段為太陽方位角,VERT_ANGLE字段為太陽高度角。
由上文表述可知,該工具的作用是生成一定時(shí)間間隔下的太陽陰影體,該陰影體可以在ArcScene或ArcGlobe中進(jìn)行展示,因此如何利用該工具實(shí)現(xiàn)陰影時(shí)長(zhǎng)的定量求取,實(shí)現(xiàn)有視覺感知到定量化的數(shù)值獲取是本文研究的重點(diǎn)。
4.1 單日建筑物陰影時(shí)長(zhǎng)定量求取的分步實(shí)施
4.1.1 對(duì)太陽陰影體工具的簡(jiǎn)單檢驗(yàn)因太陽陰影體工具在ArcGIS10.1中首次出現(xiàn),相關(guān)文章與應(yīng)用提及較少,為確認(rèn)工具可靠性,需要對(duì)該工具進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)證,筆者通過對(duì)比人工對(duì)日出日落時(shí)間的求取與通過在僅輸入日期運(yùn)行該工具得到的日出日落時(shí)間進(jìn)行對(duì)比來達(dá)到對(duì)工具可靠性檢驗(yàn)的目的。
本文選取2014年的夏至日(6月21日)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證,根據(jù)上文中提及的公式,確定相關(guān)參數(shù)(研究區(qū)緯度φ為34.145°、N值為172)計(jì)算得到了研究區(qū)日出當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)時(shí)間為S日出=4.859點(diǎn)時(shí),日落當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)時(shí)間為S日落=19.141點(diǎn)時(shí)。
因ArcGIS相關(guān)陰影工具所輸入的時(shí)間為北京時(shí)間,因此有必要確定當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)與北京時(shí)間的換算關(guān)系,依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[7],在已知研究區(qū)所處經(jīng)度為108.87°E,時(shí)區(qū)屬于東七區(qū),時(shí)區(qū)中心線為105°E,并依據(jù)文獻(xiàn)中提供的相關(guān)公式求得該日平均時(shí)差為-0.0481 h的條件下,確定了當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)與地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)與北京時(shí)間之間的關(guān)系,經(jīng)整理獲得了研究區(qū)該日當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)與北京時(shí)間換算關(guān)系:
從而求得相對(duì)應(yīng)的日出日落北京時(shí)間:
上述太陽日出日落時(shí)間均是通過上文中所提及的相關(guān)公式計(jì)算求得的,具有一定的科學(xué)性,通過使用“太陽陰影體”工具在僅輸入日期的情況下,生成了日出與日落時(shí)刻的太陽陰影體,通過查看其屬性,通過軟件計(jì)算獲得的日出時(shí)間為5時(shí)37分37秒,日落時(shí)間為19時(shí)54分50秒,比較公式求取時(shí)間與軟件生成的時(shí)間后,兩者差異性不大,同時(shí)對(duì)于ArcGIS文檔中對(duì)DATE_TIME字段的理解,即“用于計(jì)算太陽位置的當(dāng)?shù)厝掌诤蜁r(shí)間”中的“當(dāng)?shù)厝掌诤蜁r(shí)間”應(yīng)理解為當(dāng)?shù)厮玫娜掌谂c時(shí)間,非當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)時(shí)間。在分析人工計(jì)算日出日落時(shí)間與軟件計(jì)算日出日落時(shí)間兩者的差異上,認(rèn)為可能主要是在人工求取日出日落時(shí)間時(shí)使用了平均時(shí)差造成的,使人工計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了一定偏差,通過上述比較后一定程度上驗(yàn)證了該工具的科學(xué)性與可靠性。
4.1.2 三維建筑簡(jiǎn)單模型的構(gòu)建以經(jīng)過配準(zhǔn)的高分辨率遙感影像作為底圖,選取校區(qū)內(nèi)某單體建筑所在位置作為模型構(gòu)建的位置,模型的底面輪廓通過該棟建筑物的底面輪廓進(jìn)行確定,以便在本研究中所構(gòu)建的建筑物能夠更好地在建筑物朝向上接近真實(shí)建筑物,通過拉伸的方式構(gòu)建30 m高的建筑物模型。在實(shí)際應(yīng)用中,在構(gòu)建建筑物時(shí),若所研究建筑物構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜,可以采用在Sketchup等三維模型制作軟件中進(jìn)行建模然后導(dǎo)入ArcScene中的方法[8]。
4.1.3 太陽陰影體求取依據(jù)上文中所求取的夏至日日出日落時(shí)間,將其轉(zhuǎn)換為時(shí)分秒格式后,在ArcScene中,使用太陽陰影體工具,對(duì)陰影進(jìn)行模擬,起始日期設(shè)定為經(jīng)過計(jì)算獲得的2014年6月21日5時(shí)38分57秒,結(jié)束時(shí)間為當(dāng)日的19時(shí)55分51秒,上述時(shí)間均為北京時(shí)間,迭代時(shí)間間隔在經(jīng)過多次試驗(yàn)后,在考慮精度與效率的前提下,選取2 min作為迭代時(shí)間間隔,生成太陽陰影體。
4.1.4 二維陰影覆蓋面的生成通過太陽陰影體工具獲得的建筑物投射陰影是以多面體進(jìn)行呈現(xiàn)的,并不具備有可量測(cè)性,只是在每一迭代時(shí)刻會(huì)生成一個(gè)多面體,僅僅表現(xiàn)為視覺上的直觀性,但并不能給出定量的表示,因此在參考有關(guān)投影的相關(guān)思想的基礎(chǔ)上,可以將陰影體進(jìn)行投射,但是在不同高度上所得到的陰影投射面是不同的,鑒于此,通過拉伸一個(gè)二維矢量平面(命名為“大地平面”),并將其拉伸成高度為0.001 m的三維模型,通過“3D圖層轉(zhuǎn)要素類”工具轉(zhuǎn)換成多面體要素,構(gòu)建一厚度為0.001 m的“大地體”,再使用“3D相交”工具,產(chǎn)生一厚度為0.001 m的相交體,最后使用“多面體覆蓋區(qū)”工具實(shí)現(xiàn)二維覆蓋面的生成,從而實(shí)現(xiàn)了三維結(jié)果向二維結(jié)果的轉(zhuǎn)變。
4.1.5 字段添加與賦值通過上一步的操作,完成了從三維向二維轉(zhuǎn)變的過程,但在這一轉(zhuǎn)變中,在構(gòu)建太陽陰影體時(shí)所設(shè)置的時(shí)間間隔并沒有體現(xiàn)出來,通過對(duì)陰影覆蓋面要素添加短整型“分鐘”字段,并賦值為2,完成時(shí)間間隔的屬性表現(xiàn)。
4.1.6 陰影覆蓋面分離上步操作結(jié)束后生成的覆蓋區(qū)要素類包含429個(gè)要素,且相互疊壓在一起,為保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,需要將這429個(gè)工具分別抽離成獨(dú)立要素,若采用手工的方法,工作量過于龐大,因此需要通過迭代功能實(shí)現(xiàn)要素分離,在使用迭代功能對(duì)各獨(dú)立要素進(jìn)行提取時(shí)所依靠的是其本身所帶有的默認(rèn)字段OID字段。
4.1.7 矢柵轉(zhuǎn)換抽離的各要素獨(dú)立存放,通過“要素轉(zhuǎn)柵格”工具,在設(shè)定像元大小為0.5 m,轉(zhuǎn)換屬性設(shè)置為分鐘字段,完成矢柵轉(zhuǎn)換。
4.1.8 建筑物周邊陰影時(shí)長(zhǎng)圖的獲取將矢柵轉(zhuǎn)換得到的所有柵格文件,通過“像元統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)”工具,進(jìn)行“總和”的疊加統(tǒng)計(jì),最終生成1 d內(nèi)建筑物對(duì)太陽光的遮擋產(chǎn)生陰影而生成的各位置陰影時(shí)長(zhǎng)(分鐘)的累計(jì)柵格,為便于對(duì)陰影時(shí)長(zhǎng)的直觀認(rèn)識(shí),采取將柵格轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)型并除以60的方法,將時(shí)間累計(jì)柵格的單位變?yōu)樾r(shí)。選擇了最鄰近像元法構(gòu)建影像金字塔,使其表面自然過渡[9],通過查詢工具,可查詢柵格影像灰度值,其值大小即為該點(diǎn)陰影時(shí)長(zhǎng)值。
4.1.9 建筑物陰影的時(shí)態(tài)模擬通過上文中的多個(gè)步驟,實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑物周邊陰影時(shí)長(zhǎng)的直觀認(rèn)識(shí),為了對(duì)建筑物陰影的遮蓋情況有一個(gè)形象化的認(rèn)識(shí),通過對(duì)使用“太陽陰影體”工具生成的陰影體啟用圖層屬性中時(shí)間選項(xiàng)卡的時(shí)態(tài)功能,使該圖層可作為時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)使用,使用時(shí)間滑塊工具,實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)對(duì)陰影的時(shí)態(tài)模擬,根據(jù)需要,也可以制作相應(yīng)的三維動(dòng)畫以提供直觀逼真動(dòng)態(tài)的可視化效果[10]。
圖1 不同時(shí)刻陰影展示Fig.1 Shadow show at different times
4.2 建筑物陰影時(shí)長(zhǎng)定量求取的通用模型構(gòu)建
上文中對(duì)陰影時(shí)長(zhǎng)的求取各步驟實(shí)施較為分散,考慮到模型工具的通用性,通過Model Builder工具對(duì)上述各過程進(jìn)行整合,針對(duì)單日陰影時(shí)長(zhǎng)的求取,構(gòu)造了“建筑物單日太陽陰影體求取”、“建筑物周邊單日陰影時(shí)長(zhǎng)求取”兩個(gè)模型,其特點(diǎn)如下:
1)在僅輸入日期條件下,能夠在設(shè)定的時(shí)間間隔條件下,生成太陽陰影體,改進(jìn)了原太陽陰影體工具在僅有日期條件下只能生日出與日落兩個(gè)陰影體的限制,模型的內(nèi)部開始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間均有太陽陰影體生成并進(jìn)行反饋。
2)時(shí)間間隔直接設(shè)定為小時(shí),并保證和最終輸出結(jié)果也以小時(shí)為單位進(jìn)行展示,保證了結(jié)果的一致性。
3)鑒于覆蓋面過多的情況,通過將迭代工具與收集器工具進(jìn)行組合,降低了繁雜的手工輸入,提高了整體操作的自動(dòng)化。
4)根據(jù)相關(guān)提示進(jìn)行參數(shù)的相關(guān)輸入,保證了模型輸入?yún)?shù)的簡(jiǎn)單化,提高了模型的復(fù)用性,易于模型的推廣與應(yīng)用。
圖2 模型參數(shù)輸入界面Fig.2 Model parameter input interface
本文通過合理的技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)了在ArcGIS下對(duì)單日建筑物陰影時(shí)長(zhǎng)的定量化計(jì)算,依據(jù)生成的結(jié)果可以通過識(shí)別工具獲得相應(yīng)的陰影時(shí)長(zhǎng)值,并在Model Builder中實(shí)現(xiàn)了通用模型的構(gòu)建,并通過減少相關(guān)參數(shù),保證了模型的簡(jiǎn)單易用性,擴(kuò)展了ArcGIS的陰影分析功能。本文雖只對(duì)單棟建筑物的單日陰影進(jìn)行了相關(guān)分析,但借助上述技術(shù)路線,對(duì)于大范圍的多棟復(fù)雜建筑物更長(zhǎng)時(shí)間尺度的陰影分析也是可以通過相關(guān)模型的改進(jìn)與參數(shù)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的。在本次建筑物陰影時(shí)長(zhǎng)計(jì)算過程中,還存在一些不完善的地方,例如由于條件的限制,筆者只能從理論與思路方法上對(duì)陰影時(shí)長(zhǎng)的求取進(jìn)行論述,模型的正確性的高低還需要后續(xù)在實(shí)際使用中進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證,筆者希望通過本文的相關(guān)研究,推動(dòng)陰影在相關(guān)領(lǐng)域更廣泛的研究。
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TheAnalysis on the Shadow of Building With the ArcGIS
CHENG De-qiang,ZHAO Mu-dan*,ZHANG Qian,FENG Yuan
College of Urban and Environmental Science,Northwest University,Xi'an 710127,China
Using a single building as the research object in ArcGIS10.1,the shadow will be created and calculated with the help of sunshine analysis theory and shadow analysis tools.The shadow of certain time can be simulated as well.Models which can be used universally are made in Model Builder,and it extends the ArcGIS shadow analysis function.The research results can help to provide the scientific basis for greening and a reference for optimizing the structure of buildings.
ArcGIS;Model Builder;shadow simulation;spatial analysis
P90
A
1000-2324(2015)03-0403-05
2014-08-11
2014-11-19
程德強(qiáng)(1990-),男,碩士研究生,主要從事GIS空間分析.E-mail:381643318@qq.com
*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:zmudan@nwu.edu.cn
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2015年3期