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एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी के साथ ट्री कोर विश्लेषण

Published: September 22, 2023 doi: 10.3791/65208
Automatic Translation
1, 2,3
1Forest Is Life, TERRA Teaching and Research Centre, Gembloux Agro Bio-Tech, University of Liège, 2UGent-Woodlab, Laboratory of Wood Technology, Department of Environment, Ghent University, 3UGent Centre for X-ray Tomography (UGCT)

Summary

यहां हम दिखाते हैं कि एक्स-रे गणना टोमोग्राफी टूलचेन के साथ पेड़ के कोर को कैसे संसाधित किया जाए। कुछ उद्देश्यों के लिए रासायनिक निष्कर्षण को छोड़कर, आगे कोई भौतिक प्रयोगशाला उपचार की आवश्यकता नहीं है। टूलचेन का उपयोग बायोमास अनुमानों के लिए किया जा सकता है, एमएक्सडी / ट्री-रिंग चौड़ाई डेटा प्राप्त करने के साथ-साथ मात्रात्मक लकड़ी शरीर रचना विज्ञान डेटा प्राप्त करने के लिए।

Abstract

एक एक्स-रे गणना टोमोग्राफी (सीटी) टूलचेन को श्रम-गहन सतह उपचार या किसी भी भौतिक नमूना तैयारी की आवश्यकता के बिना ट्री-रिंग चौड़ाई (टीआरडब्ल्यू), अधिकतम लेटवुड घनत्व (एमएक्सडी), अन्य घनत्व पैरामीटर और मात्रात्मक लकड़ी शरीर रचना (क्यूडब्ल्यूए) डेटा प्राप्त करने के लिए प्रस्तुत किया जाता है। यहाँ ध्यान वृद्धि कोर और 4 माइक्रोन के लिए नीचे 60 माइक्रोन से लेकर प्रस्तावों पर स्कैनिंग प्रक्रियाओं पर है. तीन पैमानों को परिभाषित किया गया है जिन पर लकड़ी को देखा जाना चाहिए: (i) इंटर-रिंग स्केल, (ii) रिंग स्केल, यानी, ट्री-रिंग विश्लेषण और डेंसिटोमेट्री स्केल, साथ ही (iii) शारीरिक पैमाने, बाद वाला पारंपरिक पतली-खंड गुणवत्ता के करीब पहुंच रहा है। इनमें से प्रत्येक पैमाने के लिए कस्टम-डिज़ाइन किए गए नमूना धारक कई वेतन वृद्धि कोर के उच्च-थ्रूपुट स्कैनिंग को सक्षम करते हैं। सॉफ्टवेयर दिनचर्या की एक श्रृंखला विशेष रूप से टीआरडब्ल्यू और डेंसिटोमेट्री के लिए पेड़ कोर की तीन आयामी एक्स-रे सीटी छवियों का कुशलतापूर्वक इलाज करने के लिए विकसित की गई थी। यह काम संक्षेप में सीटी के बुनियादी सिद्धांतों की व्याख्या करता है, जो प्रोटोकॉल की उचित समझ के लिए आवश्यक हैं। प्रोटोकॉल कुछ ज्ञात प्रजातियों के लिए प्रस्तुत किया जाता है जो आमतौर पर डेंड्रोक्रोनोलॉजी में उपयोग किए जाते हैं। किसी न किसी घनत्व अनुमान, टीआरडब्ल्यू और एमएक्सडी डेटा, साथ ही मात्रात्मक शरीर रचना विज्ञान डेटा का संयोजन, हमें जलवायु पुनर्निर्माण या पेड़ की प्रतिक्रिया के लिए वर्तमान विश्लेषणों को व्यापक और गहरा करने की अनुमति देता है, साथ ही साथ डेंड्रोकोलॉजी / जलवायु विज्ञान और पुरातत्व के क्षेत्र को और विकसित करता है।

Introduction

लकड़ी घनत्व एक आसान-से-मापने वाला चर1 है जो लकड़ी के शारीरिक और रासायनिक गुणों दोनों को दर्शाताहै 2. उपरोक्त बायोमास के बायोमास अनुमानों में, लकड़ी का घनत्व एक महत्वपूर्ण वजन चर 3,4,5 है, जिसे पेड़ के आयामों और लकड़ी की कार्बन सामग्री का प्रतिनिधित्व करने वाले कारक से गुणा किया जाता है। लकड़ी घनत्व कसकर लकड़ी6 के यांत्रिक गुणों से जुड़ा हुआ है औरएक पेड़ 7 के जीवन इतिहास को दर्शाता है।

सेल दीवार घनत्व लगभग 1500 kg/m³ होने के रूप में मापा जाता है और काफी स्थिर8 माना जाता है, हालांकि इंट्रा-रिंग सेल दीवार घनत्व विविधताओं के रूप में अच्छी तरह से 8,9 माना जाना चाहिए. वुडी कोशिकाओं (कोनिफ़र, वाहिकाओं, पैरेन्काइमा और दृढ़ लकड़ी में फाइबर में सामान्य ट्रेकिड्स में) विभिन्न तरीकों से उन्मुख/आकार के होते हैं और सेल की दीवार की मोटाई और इन कोशिकाओं का लुमेन आकार10 भिन्न होता है। इसलिए, लकड़ी घनत्व पेड़ों के बीच भिन्न होता है, एक पेड़ के भीतर (अक्षीय और अनुप्रवर्ध) और एक पेड़की अंगूठी 11,12 के भीतर कम अंतराल के भीतर. कई मामलों में अंगूठी पैमाने पर लकड़ी घनत्व भिन्नता भी पेड़ की अंगूठी सीमा13 परिसीमन करता है. लकड़ी घनत्व और अंततः ऊतक अंश उत्पन्न होते हैं और इस पत्र में मोटे तौर पर तीन श्रेणियों (यानी, तीन अलग-अलग संकल्प तराजू) में डाल दिया जाता है, जो नीचे वर्णित अध्ययन लक्ष्य (चित्रा 1) पर निर्भर करता है।

इंटर-रिंग स्केल: लकड़ी के टुकड़ों को मापकर, उस नमूने के लिए एक एकल मूल्य प्राप्त किया जाता है। यह पानी विसर्जन या ज्यामितीय14 के माध्यम से किया जा सकता है। इस तरह, सामान्य बायोमास या लकड़ी के तकनीकी चर प्राप्त किए जा सकते हैं। पिथ-टू-छाल भिन्नता को शामिल करने के लिए, लकड़ी के इन टुकड़ों को आगे ब्लॉकों में विभाजित किया जा सकता है जिन्हें जीवन इतिहास रणनीति15 के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए मैन्युअल रूप से मापा जाता है। इस तरह के चिकित्सा स्कैनर17,18 में के रूप में कम संकल्प एक्स-रे सीटी के लिए स्विचन करते हैं, मध्यम से चौड़े छल्ले पर टीआरडब्ल्यू डेटा कई नमूने 18,19,20 पर एक कुशल तरीके से बनाया जा सकता है. यह वह पैमाना भी है जिसका उपयोग समशीतोष्ण और उष्णकटिबंधीय पेड़ 4,22 दोनों से पिथ-टू-छाल से बायोमास का आकलन करने के लिए किया जा सकता है, आमतौर पर 50 माइक्रोन से 200 माइक्रोन तक के प्रस्तावों में होता है।

रिंग स्केल: लकड़ी पिछले पर्यावरणीय परिस्थितियों का एक रिकॉर्डर है। सबसे अच्छा ज्ञात पैरामीटर ट्री-रिंग चौड़ाई (टीआरडब्ल्यू) है, लेकिन वैश्विक तापमान पुनर्निर्माण के लिए, अधिकतम लेटवुड घनत्व (एमएक्सडी) रिकॉर्ड तापमान22 के लिए बेहतर प्रॉक्सी साबित होते हैं। एमएक्सडी एक आसान-से-मापने वाला चर23 है, और एक पेड़ की अंगूठी की अंतिम कोशिकाओं पर सेल दीवार मोटाई और सेल आकार के लिए एक प्रॉक्सी है, और पेड़ की रेखा और बोरियल साइटों पर सकारात्मक रूप से मौसमी हवा के तापमान से जुड़ा हुआ है24: गर्म और लंबे समय तक ग्रीष्मकाल, अधिक सेल दीवार लिग्निफिकेशन होता है जो इस प्रकार इन अंतिम कोशिकाओं के घनत्व को बढ़ाता है। इस रिंग-स्तरीय घनत्व को निर्धारित करने के लिए विसर्जन और ज्यामिति जैसे पारंपरिक माप कम सटीक हैं। एक पिछले काम पतली कट नमूने25 पर एक्स-रे फिल्म का उपयोग करने के लिए एक टूलचेन विकसित की. इसने वानिकी और बाद में जीवाश्म विज्ञान15,18 दोनों में एक क्रांति को जन्म दिया, अधिकतम लेटवुड घनत्व (एमएक्सडी) को परिभाषित किया, यानी, एक अंगूठी के अंत में अक्सर शिखर घनत्व मूल्य, गर्मी के तापमान के लिए प्रॉक्सी के रूप में। मूल सिद्धांत यह है कि नमूने अक्षीय दिशा के समानांतर पूरी तरह से समानांतर होने के लिए (लगभग 1.2 मिमी से 7 मिमी13) आरी हैं, और नमूना एक्स-रे स्रोत के संपर्क में आने वाली संवेदनशील फिल्म पर रखा जाता है। फिर इन रेडियोग्राफी फिल्मों को एक प्रकाश स्रोत के माध्यम से पढ़ा जाता है जो तीव्रता का पता लगाता है और प्रोफाइल और वार्षिक ट्री रिंग मापदंडों को बचाता है। हालांकि, इन उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में नमूना तैयार करने और मैनुअल काम की आवश्यकता होती है। हाल ही में यह एक्स-रे सीटी के लिए अधिक मानकीकृत तरीके से या घुड़सवार कोर26 पर आधारित विकसित किया गया है। यहां संकल्प 10 माइक्रोन और 20 माइक्रोन के बीच होता है। टीआरडब्ल्यू को इस पैमाने पर भी मापा जाता है, खासकर जब छोटे छल्ले से निपटते हैं।

शारीरिक पैमाने: इस पैमाने पर (रिज़ॉल्यूशन < 4 माइक्रोन), औसत घनत्व का स्तर कम प्रासंगिक हो जाता है क्योंकि मुख्य शारीरिक विशेषताओं की कल्पना की जाती है और उनकी चौड़ाई और अनुपात को मापा जा सकता है। आमतौर पर, यह माइक्रोसेक्शन या उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल स्कैन या μ-सीटी स्कैन बनाने के माध्यम से किया जाता है। सेल की दीवारों के ultrastructure कल्पना की जरूरत है, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग सबसे अधिक इस्तेमाल किया विधि27 है. शारीरिक पैमाने पर, व्यक्तिगत ऊतक अंश दिखाई देते हैं ताकि शारीरिक मापदंडों को छवियों से प्राप्त किया जा सके। व्यक्तिगत शारीरिक मापदंडों और लकड़ी की सेल दीवार घनत्व के आधार पर, शारीरिक घनत्व लकड़ी घनत्व24 के पारंपरिक अनुमानक के साथ तुलना के लिए प्राप्त किया जा सकता है.

बेहतर सेक्शनिंग तकनीकों और छवि सॉफ्टवेयर29,30 के कारण, डेंड्रो-एनाटॉमी30 को लकड़ी का अधिक सटीक रिकॉर्ड रखने के लिए विकसित किया गया है, दोनों कोनिफ़र में एमएक्सडी का नज़दीकी अनुमान लगाने और चौड़ी पत्ती वाले पेड़ों से कई शारीरिक चर को मापने के लिए। इस पैमाने पर, वास्तविक शारीरिक मापदंडों को मापा जाता है और पर्यावरणीय मापदंडों से संबंधितहोता है। μCT के साथ इस स्तर के रूप में अच्छी तरह से32,33 प्राप्त किया जा सकता है.

चूंकि लकड़ी स्वाभाविक रूप से हीड्रोस्कोपिक और अनिसोट्रोपिक है, लकड़ी के घनत्व को सावधानीपूर्वक परिभाषित करने की आवश्यकता है और माप की स्थिति को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है, या तो ओवन-सूखी, वातानुकूलित (आमतौर पर 12% नमी सामग्री पर) या हरे रंग की (जैसा कि जंगल में गिर गया है)34. बड़े नमूनों और तकनीकी उद्देश्यों के लिए, लकड़ी के घनत्व को दी गई स्थितियों में इसकी मात्रा से विभाजित वजन के रूप में परिभाषित किया गया है। हालांकि, लकड़ी के घनत्व का मूल्य दृढ़ता से उस पैमाने पर निर्भर करता है जिस पर इसे मापा जाता है, उदाहरण के लिए पिथ-टू-छाल लकड़ी का घनत्व दोगुना हो सकता है, और एक रिंग स्केल (कोनिफ़र में) पर लेटवुड के लिए अर्लीवुड के संक्रमण के परिणामस्वरूप लकड़ी के घनत्व में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, साथ ही रिंग सीमा पर एक चोटी के साथ।

यहां, वेतन वृद्धि कोर के एक्स-रे सीटी स्कैनिंग प्रोटोकॉल को उपरोक्त 3 तराजू (चित्रा 1) पर सुविधाओं को मापने के लिए प्रस्तुत किया गया है। एक्स-रे सीटी में हाल के घटनाक्रम एक लचीले सेट-अप के कारण इनमें से अधिकांश पैमानों को कवर कर सकते हैं। अनुसंधान लक्ष्य स्कैनिंग के लिए अंतिम प्रोटोकॉल निर्धारित करेंगे।

एक महत्वपूर्ण सीमित कारक (जो स्वाभाविक रूप से लकड़ी के घनत्व और सामान्य रूप से लकड़ी की स्केल की गई प्रकृति से जुड़ा हुआ है) स्कैनिंग के लिए आवश्यक संकल्प और समय है। उदाहरण प्रदर्शित करते हैं कि कैसे: (i) कांगो बेसिन से टर्मिनलिया सुपरबा में बायोमास अनुमानों के लिए इंटर-रिंग ट्री स्केल वुड डेंसिटी प्रोफाइल प्राप्त करें, (ii) हेक्टर सिस्टम35 पर पेचदार स्कैनिंग के आधार पर क्लैनविलियम सीडर (विडरिंगटोनिया सीडरबर्गेंसिस) से घनत्व रिकॉर्ड प्राप्त करें, और (iii) नैनोवुड सिस्टम पर सेसाइल ओक पर पोत मापदंडों को मापें। दोनों स्कैनर यूजीएन सेंटर फॉर एक्स-रे टोमोग्राफी (यूजीसीटी,

Figure 1
चित्रा 1: एक्स-रे सीटी स्कैनिंग के लिए सामान्य पद्धति निर्णय पेड़। पंक्तियाँ अनुसंधान लक्ष्य से शुरू होकर अंतिम डेटा प्रारूप तक सभी तरह से कदम उठाने का संकेत देती हैं। सफेद बॉक्स वे चरण हैं जो इस टूलचेन के लिए प्रासंगिक हैं। ग्रे-आउट बॉक्स ऐसे चरण हैं जिन्हें अन्य सॉफ़्टवेयर या आर पैकेजों के साथ किया जा सकता है, जैसे कि ट्री-रिंग विश्लेषण के लिए डीपीएलआर47 और ट्रीक्लिम48 , और आरओएक्सएएस44 के साथ-साथ इमेजजे42 या अन्य (वाणिज्यिक) सीटी छवियों के आधार पर लकड़ी के शारीरिक मापदंडों को प्राप्त करने के लिए अनुप्रयोग। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

लकड़ी पर एक्स-सीटी अनुसंधान
एक स्कैनर का सेट-अप: एक मानक एक्स-रे सीटी स्कैनर में एक एक्स-रे ट्यूब, एक एक्स-रे डिटेक्टर, एक रोटेशन चरण और रोटेशन चरण को स्थानांतरित करने के लिए मोटर्स का एक सेट होता है, और ज्यादातर मामलों में डिटेक्टर, आगे और पीछे (चित्रा 2)।

Figure 2
चित्र 2. हेक्टर स्कैनिंग सिस्टम। सिस्टम35, स्रोत डिटेक्टर दूरी (एसडीडी) और स्रोत ऑब्जेक्ट दूरी (एसओडी) दिखा रहा है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अधिकांश प्रयोगशाला-आधारित प्रणालियों में शंकु-बीम ज्यामिति होती है, जिसका अर्थ है कि उत्पादित एक्स-रे ट्यूब की निकास खिड़की से शंकु-बीम आकार में वितरित किए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि वस्तु और ट्यूब के बीच की दूरी को बदलकर (एसओडी = स्रोत-वस्तु-दूरी) और डिटेक्टर और ट्यूब (एसडीडी = स्रोत-डिटेक्टर-दूरी), आवर्धन नियंत्रित होता है (संकल्प पर चर्चा देखें)। एक्स-रे की मर्मज्ञ शक्ति के कारण, वे वस्तु से गुजरते हैं, और क्षीणन बीम की तीव्रता एक्स-रे बीम की ऊर्जा, वस्तु की रासायनिक संरचना (मौजूद तत्वों की परमाणु संख्या) और सामग्री के घनत्व का एक कार्य है। एक निरंतर ऊर्जा स्पेक्ट्रम और लकड़ी की एक निरंतर सामग्री संरचना को देखते हुए, एक्स-रे बीम का क्षीणन सामग्री के घनत्व पर अत्यधिक निर्भर है, जो डेंसिटोमेट्री के लिए इसके उपयोग की व्याख्या करता है। क्षीणन (या संचरण) को बीयर-लैम्बर्ट कानून द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

Equation 1

I0 के साथ आने वाली एक्स-रे बीम तेजी से जो एक प्रेषित एक्स-रे बीम I d में क्षय हो जाती है जब सामग्री के माध्यम से एक दूरी पर प्रचार किया जाता है d. रैखिक क्षीणन गुणांक μ वस्तु की सामग्री के साथ बातचीत की एक श्रृंखला पर निर्भर करता है। अनुमान इस प्रकार प्रेषित बीम की रिकॉर्डिंग हैं।

व्यावहारिक रूप से, ऑब्जेक्ट को रोटेशन चरण पर रखा जाता है, एक उचित एसओडी और एसडीडी का चयन किया जाता है, एक निश्चित शक्ति का भी चयन किया जाता है (वस्तु के आकार, घनत्व और संरचना से संबंधित) और ऑब्जेक्ट को 360 ° घुमाया जाता है और उस रोटेशन के दौरान कई अनुमान लिए जाते हैं। इन अनुमानों का उपयोग तब वस्तु की आंतरिक संरचना के पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। कई पुनर्निर्माण एल्गोरिदम उपलब्ध हैं, जिनमें से सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले अभी भी दशकों पहले विकसित विश्लेषणात्मक ढांचे पर आधारित हैं, जो रेडॉन परिवर्तन और फूरियर स्लाइस प्रमेय पर निर्भर हैं। अधिक जानकारी के लिए, पाठक को विशेष साहित्य36 के लिए संदर्भित किया जाता है।

रिज़ॉल्यूशन, डेटा वॉल्यूम और नमूना आकार की पहेली: एक्स-रे सीटी स्कैनिंग में रिज़ॉल्यूशन महत्वपूर्ण है। उलटा ज्यामिति, या समानांतर बीम ज्यामिति जैसे सिंक्रोट्रॉन बीमलाइन वाले सिस्टम में, अन्य विचार एक भूमिका निभाते हैं। यह प्रोटोकॉल केवल शंकु-बीम ज्यामिति के साथ मानक प्रयोगशाला-आधारित एक्स-रे सीटी स्कैनिंग पर चर्चा करता है। यहां, आवर्धन, डिटेक्टर पिक्सेल आकार और स्पॉट आकार की अवधारणा आवश्यक है। आवर्धन को SDD/SOD के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। अगला, डिटेक्टर का पिक्सेल आकार स्पष्ट रूप से रिज़ॉल्यूशन को भी प्रभावित करता है: पिक्सेल आकार जितना छोटा होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा, लेकिन ज्यादातर मामलों में देखने का क्षेत्र (FoV) भी सीधे पिक्सेल आकार और डिटेक्टर के आकार से संबंधित होता है (छोटे पिक्सेल आकार, पिक्सेल की समान संख्या के लिए छोटा FoV)। इसके अलावा, एक्स-रे बीम का स्पॉट आकार भी महत्वपूर्ण है: स्पॉट आकार जितना बड़ा होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना ही कम होगा, जिसका अर्थ है कि कम विवरण देखे जा सकते हैं।

यह पता लगाना महत्वपूर्ण है कि कोई एक संकल्प प्राप्त कर सकता है जो उपर्युक्त सीमाओं के अनुसार संभव से अधिक है, इसलिए संकल्प के बजाय वोक्सेल आकार (एक वोक्सेल एक वॉल्यूम पिक्सेल है) शब्द का उपयोग करना बेहतर है। इसके अलावा, खेल में अन्य कारक हैं, जैसे डिटेक्टर तीक्ष्णता, जो उस वास्तविक रिज़ॉल्यूशन को और सीमित करती है जिस पर किसी वस्तु को स्कैन किया जाता है। स्थापित लक्ष्यों का उपयोग करके सिस्टम का केवल एक सच्चा अंशांकन, सत्य उत्तर प्रदान करता है।

ज्यादातर मामलों में, हालांकि, वोक्सेल आकार जिस पर किसी वस्तु को स्कैन किया जा सकता है, ज्यादातर वस्तु के आकार से सीमित होता है। इसका मतलब यह है कि वस्तु जितनी बड़ी होगी, वोक्सेल का आकार उतना ही कम होगा। यदि वस्तु एक निश्चित वोक्सेल आकार के लिए डिटेक्टर के FoV के भीतर फिट नहीं होती है, तो वोक्सेल आकार को कम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, आवर्धन को सीमित करके।

वांछित वोक्सेल आकार तय करते समय स्कैन समय और डेटा वॉल्यूम पर विचार करना महत्वपूर्ण है। सामान्य तौर पर, वोक्सेल आकार जितना छोटा होता है, उतना ही अधिक विवरण जो कोई देखना चाहता है, नमूना उतना ही छोटा होता है या कम नमूने जिन्हें एक बार में स्कैन किया जा सकता है, अधिक समय की आवश्यकता होती है और डेटा वॉल्यूम जितना बड़ा होगा। निम्नलिखित सैद्धांतिक उदाहरण की कल्पना करें: एक निश्चित एक्स-रे सीटी सिस्टम के साथ एक बार में 50 माइक्रोन पर 10 सेमी x 10 सेमी x 10 सेमी मापने वाले नमूने को स्कैन कर सकता है और उसी मात्रा को 10 माइक्रोन पर स्कैन करना चाहेगा, एफओवी के भीतर फिट होने वाली मात्रा केवल 2 सेमी x 2 सेमी x 2 सेमी होगी, यह मानते हुए कि यह शारीरिक रूप से संभव है। इसका मतलब यह है कि 125 स्कैन की जरूरत है (5³ = 5 गुना अधिक रिज़ॉल्यूशन, इमेजिंग तकनीक की वॉल्यूमेट्रिक प्रकृति के कारण 3 की शक्ति के लिए तराजू) पूरी मात्रा को कवर करने के लिए, और डेटा मात्रा इसी तरह वृद्धि होगी. बेशक, यह केवल एक विचार प्रयोग है, और किसी को केवल संकल्प से कहीं अधिक विचार करने की आवश्यकता है। अधिक जानकारी के लिए, पाठक स्कैनिंग संभावनाओं37 का एक सिंहावलोकन करने के लिए भेजा जाता है.

लकड़ी की वस्तुओं की स्कैनिंग के लिए उपकरणों का लचीलापन: पिछले दशक में, कई कंपनियों ने हेक्टर35 के समान असेंबली के साथ एक्स-रे सीटी सिस्टम वितरित किए हैं। कई सीटी सिस्टम का अवलोकन, विशेष रूप से उनके अस्थायी संकल्प के लिए मूल्यांकन किया गया,38 में दिया गया है।

कुल मिलाकर, एक्स-रे सीटी सिस्टम के लचीलेपन और उपयोगकर्ता-मित्रता में काफी सुधार हुआ है। कई प्रणालियां विभिन्न प्रकार की वस्तुओं को स्कैन करने की अनुमति देती हैं, जो कि यूजीसीटी के सिस्टम के मामले में भी है। नीचे दिया गया प्रोटोकॉल हेक्टर सिस्टम के लिए प्रदर्शित किया गया है, जो ट्री-रिंग विश्लेषण के लिए उपयुक्त है। प्रोटोकॉल हालांकि किसी भी अन्य उपलब्ध प्रणाली के लिए मान्य है यदि संकल्प और डेटा प्रारूप इसके लिए अनुमति देता है।

ये सिस्टम विभिन्न वस्तुओं की स्कैनिंग की अनुमति देते हैं। हेक्टर प्रणाली के साथ स्कैन की गई विभिन्न लकड़ी की वस्तुओं की कुछ तस्वीरें चित्र 3 में दी गई हैं। यह लचीलापन है जिसमें तीन पैमाने शामिल हैं जो हम चित्रा 1 में प्रस्तुत करते हैं, एक मोटे संकल्प से लेकर बहुत ठीक संकल्प तक।

Figure 3
चित्र 3. स्कैनिंग सेट-अप उदाहरण। (ए) एक लॉग, (बी) एक सेलो49, (सी) नमूना धारकों (प्रकार 1) बैच स्कैनिंग के लिए पेड़ कोर के साथ और (डी) नमूना धारक प्रकार 2 HECTOR के रोटेशन चरण पर घुड़सवार पेचदार स्कैनिंग के लिए वेतन वृद्धि कोर के साथ. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Protocol

1. कोर नमूनाकरण

  1. एक प्रेसलर बोरर के साथ पेड़ का नमूना लें। मैन्युअल रूप से एक पेड़ को कोर करने के तरीके पर संदर्भों से परामर्श करें39. यह टूलचेन 5.15 मिमी कोर के लिए प्रस्तुत किया गया है।
  2. पेड़ के कोर को 6 मिमी पेपर स्ट्रॉ या किसी अन्य रिसेप्टर में रखें जिसमें गोंद की आवश्यकता नहीं होती है। लकड़ी के समर्थन पर पेड़ के कोर को गोंद न करें। यदि कोर पहले से ही घुड़सवार थे, तो उन्हें गोंद प्रकार के आधार पर स्केलपेल/आरा या विलायक के साथ अनमाउंट करें।
  3. उन्हें प्लास्टिक ट्यूबों में लपेटने से बचें, मोल्ड के विकास और फंगल क्षय से बचने के लिए पहले उन्हें सूखने की कोशिश करें।
  4. कागज के तिनके पर लिखने के लिए पेंसिल का उपयोग करें, क्योंकि निष्कर्षण मार्कर लेखन को फीका कर सकता है।
    नोट: यह टूलचेन 4 मिमी कोर के लिए भी अनुकूल है। पहले से ही घुड़सवार और रेत वाले कोर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इन्हें पहले अनमाउंट करने की आवश्यकता है। पुरातात्विक या अवशेष लकड़ी के लिए, स्कैनिंग के लिए एक कोर आकार का नमूना (आकार को देखकर/कम करके) बनाने की आवश्यकता होती है।

2. स्कैनिंग से पहले कोर तैयारी

  1. कम से कम 24 घंटे(चित्रा 4ए,बी)के लिए इथेनॉल/टोल्यूनि या इथेनॉल या एसीटोन40 सोक्सलेट निष्कर्षण करें। यह एक सटीक घनत्व गणना करने के लिए एक राल मुक्त लकड़ी की मात्रा सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है (राल संकेत क्षीण, चित्रा 4सी 13,41).
    1. टोल्यूनि के 427 एमएल (उदाहरण के लिए, एएसटीएम डी 1107 - 96) या शुद्ध इथेनॉल या एसीटोन के साथ इथेनॉल के 1000 एमएल का समाधान बनाएं। कई विश्वविद्यालयों में एक लैब ग्लास वर्कशॉप है जो ट्री कोर(चित्रा 4बी)के लिए सॉक्सलेट तंत्र का एक अनुकूलित संस्करण बना सकती है।
    2. विलायक के साथ गोल तले वाले फ्लास्क को भरें, और नमूनों को प्रयोगशाला हीटर पर कूलर के साथ सॉक्सलेट तंत्र में स्टेनलेस-स्टील समर्थन में तिनके के भीतर रखें। प्रति घंटे कम से कम 6 साइफनिंग की अनुमति दें।
      नोट: एक बंद पानी सर्किट अधिमानतः शीतलन (या किसी अन्य आधुनिक शीतलन प्रणाली) के लिए उपयोग किया जाता है। इस मामले में, एक पानी पंप पानी को प्रसारित करता है, क्लोरीन गोलियों (शैवाल के विकास से बचने के लिए) के साथ 100 एल बेसिन में संग्रहीत होता है, 120 एल / घंटा पर (लेकिन यह सॉक्सलेट तंत्र के आकार के साथ-साथ गर्मी तत्व द्वारा लागू गर्मी पर निर्भर करेगा)। 100 लीटर बेसिन में पानी को ठंडा करने के लिए एयर कूलर का उपयोग किया जाता है। विलायक पर बचाने के लिए, कांच के मोतियों Soxhlet तंत्र के शून्य मात्रा को भरने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
    3. तापमान और साइफनिंग की संख्या की नियमित रूप से जाँच करें। विलायक अवशेषों को हटाने के लिए एक रासायनिक हुड (इसके लिए प्रयोगशाला नीति की जांच करें) के तहत कोर को सुखाएं या रासायनिक हुड के नीचे एक सुखाने वाला ओवन डालें।
  2. निकास वेंटिलेशन के तहत एक सुखाने ओवन (103.5 डिग्री सेल्सियस) में 24 घंटे के लिए कोर सूखी और ऊपर वर्णित के रूप में 24 घंटे के लिए एक गर्म पानी स्नान (90 डिग्री सेल्सियस) या गर्म पानी Soxhlet निष्कर्षण प्रदर्शन.
    1. स्टील नमूना धारकों में कागज के तिनके में नमूने रखें. 103.5 डिग्री सेल्सियस पर 24 घंटे के लिए सूखे ओवन में फिर से सूखी, फिर स्कैनिंग से पहले 60% सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) की स्थिति।
      नोट: इस मामले में 60% मान चुना जाता है क्योंकि ये एक्स-रे सीटी स्कैनिंग रूम में लगभग परिवेश औसत सापेक्ष आर्द्रता की स्थिति हैं। ओवन सूखे नमूनों का भी उपयोग किया जा सकता है। सबसे महत्वपूर्ण कारक यह है कि सभी नमूनों को समान परिस्थितियों में स्कैन किया जाता है।
    2. यदि पानी का निष्कर्षण कागज के तिनके को पतित करता है, तो पेड़ के कोर को नए 6 मिमी पेपर स्ट्रॉ21 में वापस रखें। 5.15 मिमी और 4 मिमी कोर दोनों को 6 मिमी पेपर स्ट्रॉ में रखा जा सकता है।
    3. सुनिश्चित करें कि पूरा पेपर स्ट्रॉ लकड़ी से भरा है। दोनों पुआल के सिरों को लपेटें और सिरों को काट लें। यह बेलनाकार धारक में तिनके के आसान सम्मिलन को सक्षम बनाता है।
    4. सुनिश्चित करें कि कैम्बियम (छाल) पक्ष कोर पर स्पष्ट रूप से इंगित किया गया है क्योंकि कोरप्रोसेसर और रिंगइंडिकेटर मानते हैं कि छाल पक्ष नीचे है। बिट्स और टुकड़ों के साथ-साथ दरारों के साथ कोर निकालें क्योंकि इनके साथ काम करना मुश्किल है।

Figure 4
चित्रा 4. स्कैनिंग से पहले कोर निकालने और सुखाने के लिए वर्कफ़्लो। (ए) पेपर स्ट्रॉ में वेतन वृद्धि कोर को पहले गर्म पानी के स्नान में रखा जाता है और बाद में 24 घंटे के लिए सॉक्सलेट उपकरण के साथ गर्म इथेनॉल-टोल्यूनि मिश्रण में रखा जाता है, फिर सूख जाता है, 24 घंटे के लिए गर्म पानी के स्नान में डाल दिया जाता है, फिर 103.5 डिग्री सेल्सियस पर फिर सूख जाता है, फिर स्कैनिंग से पहले वातानुकूलित किया जाता है। (बी) गेन्ट विश्वविद्यालय में अनुकूलित सॉक्सलेट सेट-अप की छवियां। एकाधिक अनुकूलित Soxhlet उपकरण क्रमिक रूप से जुड़े हुए हैं। विलायक या विलायक मिश्रण को निष्कर्षण के लिए पर्याप्त गर्म रखने के लिए एल्यूमीनियम पन्नी और इन्सुलेशन ट्यूबों पर ध्यान दें। (सी) निष्कर्षण से पहले और बाद में पीनस लॉन्गेवा से एक वेतन वृद्धि कोर की सतह का उदाहरण। रेजिन और अन्य अर्क एक्स-रे के क्षीणन के कारण सही घनत्व संकेत को मुखौटा करते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

3. कोर स्कैनिंग

  1. चित्रा 1 में वर्णित अनुसंधान उद्देश्य के आधार पर, नीचे वर्णित उचित नमूना धारक प्रकार(चित्रा 5)का चयन करें।
    1. इंटर-रिंग स्केल उद्देश्यों के लिए, धारक टाइप 1 - कार्डबोर्ड और छिद्रित पुष्प फोम का उपयोग करें।
    2. एमएक्सडी डेटा के लिए धारक प्रकार 2 का उपयोग करें - एक प्लास्टिक नमूना धारक जिसमें 1-15 सेमी लंबाई के 6 कोर होते हैं और इसका व्यास 3 सेमी होता है।
    3. धारक प्रकार 3 का उपयोग करें - डेंड्रो-एनाटॉमी उद्देश्यों के लिए जिसमें केवल कागज के तिनके को एक साथ बांधना शामिल है।
  2. पेपर स्ट्रॉ में ट्री कोर को सैंपल होल्डर में लोड करें और स्प्रेडशीट टेम्प्लेट भरें जिसे https://dendrochronomics.ugent.be/#software पर डाउनलोड किया जा सकता है। प्रत्येक संख्या नमूना धारक में दी गई स्थिति से मेल खाती है।
  3. एक्स-रे μCT सुविधा में स्कैनिंग: उचित सेटिंग्स और स्कैनिंग प्रोटोकॉल के लिए एक्स-रे सीटी विशेषज्ञ से परामर्श करें। इस प्रोटोकॉल में प्रयुक्त स्कैनर के लिए,37 देखें।
  4. स्कैन की गई छवियों का पुनर्निर्माण: पुनर्निर्माण की उचित सेटिंग्स, या सीटी स्कैनर (एक्स-रे सीटी स्कैनर का सॉफ्टवेयर पैकेज) के साथ आने वाली सेटिंग्स के लिए एक्स-रे सीटी विशेषज्ञ से परामर्श करें। इस प्रोटोकॉल के लिए पुनर्निर्माण मापदंडों के लिए,37 देखें।

Figure 5
चित्रा 5. नमूना धारक प्रकार और संकल्प। तीन मुख्य धारक प्रकारों का डिज़ाइन, जो (ए) इंटर-रिंग स्केल, (बी) ट्री रिंग स्केल, और (सी) एनाटोमिकल स्केल के अनुरूप है। परिणामी आकार के कारण, बढ़ती संकल्प आवश्यकता के साथ नमूनों की संख्या कम हो जाती है। (डी) इंटर-रिंग स्केल (धारक 1), (ई) रिंग चौड़ाई और एमएक्सडी (धारक प्रकार 2), और (एफ) शारीरिक पैरामीटर (धारक प्रकार 3) के लिए संबंधित 3 डी रेंडरिंग। स्केल बार = 5 मिमी। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

4. TRW डेटा, घनत्व डेटा और शारीरिक डेटा प्राप्त करें

  1. सॉफ्टवेयर के साथ शुरुआत करना।
    1. घनत्व मान (धारक प्रकार 1 और 2) प्राप्त करने के लिए, निम्नलिखित तीन सॉफ़्टवेयर पैकेज स्थापित करें: (i) CoreProcessor, (ii) रिंगइंडिकेटर और (iii) CoreComparison टूलबॉक्स से
    2. चूंकि ये टूलबॉक्स MATLAB में बनाए गए थे, इसलिए सही MATLAB कंपाइलर रनटाइम (MCR) स्थापित करें, जो इस पर उपलब्ध है: http://nl.mathworks.com/products/compiler/mcr/। वर्तमान में आवश्यक संस्करण MATLAB2022B है। एमसीआर मुफ्त है, जैसे कि 3 सॉफ्टवेयर पैकेज।
    3. पुनर्निर्मित संस्करणों के फ़ोल्डर के बगल में, मैट फ़ाइलों के लिए एक नया खाली फ़ोल्डर बनाएं (मैटलैब से एक फ़ाइल प्रारूप जो चर आदि संग्रहीत करता है), उदाहरण के लिए, matfiles_useful_name_sample_holder, यह अस्थायी मापदंडों को संग्रहीत करने के लिए आवश्यक है।
    4. सुनिश्चित करें कि स्प्रेडशीट पुनर्निर्मित संस्करणों के फ़ोल्डर में है, ताकि बाद के चरण में नमूने भर सकें।
  2. कोर वॉल्यूम को CoreProcessor के साथ प्रीप्रोसेसिंग करें।
    नोट: उच्च-रिज़ॉल्यूशन शरीर रचना डेटा के लिए, निम्नलिखित प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता नहीं है (चित्र 1), एक बार पुनर्निर्माण किए गए वॉल्यूम उपलब्ध होने के बाद, 3D छवियों के लिए ImageJ दिशानिर्देश देखें42. विभाजन Weka प्लगइन के माध्यम से किया जा सकता है43 उदाहरण के लिए अलग-अलग स्लाइस पर जहाजों को इंगित करने के लिए12, या ROXAS जैसे सॉफ़्टवेयर प्लगइन्स में44.
    1. कोर निष्कर्षण तैयार करें: नीचे वर्णित के रूप में वेतन वृद्धि कोर (इंटर-रिंग स्केल चित्रा 6 ए या रिंग स्केल चित्रा 6 बी के आधार पर) के स्वचालित निष्कर्षण को तैयार करें।
      1. पुनर्निर्मित फ़ाइलों (16-बिट क्रॉस-सेक्शनल TIFF स्लाइस) और स्प्रेडशीट फ़ाइल (XrayForm.xlsx) वाले फ़ोल्डर का चयन करें।
      2. 4.1.3 से खाली फ़ोल्डर का चयन करें। यह वह फ़ोल्डर है जहां कोरप्रोसेसर एक मैट फ़ाइल बनाएगा जिसका उपयोग 4.2.2 में किया जाएगा। द्रव्यमान कोर निष्कर्षण के लिए।
      3. नए बनाए गए खाली MAT फ़ाइल फ़ोल्डर का चयन करें या, यदि नहीं बनाया गया है, तो किसी अन्य फ़ोल्डर का चयन करें। वॉल्यूम लोड किया गया है, और सिलेंडर का एक अनुदैर्ध्य क्रॉस-सेक्शन दिखाई देता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कुछ क्षैतिज स्लाइस की जांच करें कि क्या सभी कोर और संदर्भ सिलेंडर में सही ढंग से लगाए गए थे।
      4. इसका मूल्यांकन करने के लिए स्लाइस का चयन करने के लिए नीचे से ऊपर तक क्लिक करें। इन क्रॉस-सेक्शन का उपयोग अगले चरण के लिए किया जाएगा, इसलिए पूरी लंबाई पर क्लिक करें। स्प्रेडशीट फ़ाइल में बताए गए अंधेरे (हवा) और सफेद संदर्भों (चित्रा 6) को इंगित करें। प्रत्येक चयन के बाद डबल क्लिक करें।
      5. नमूना धारक 1 के लिए, 9 क्रॉस-सेक्शन के साथ मल्टीस्क्रीन का निरीक्षण करें, जो संदर्भ सामग्री के माध्यम से उत्पन्न होता है ताकि यह जांचा जा सके कि घनत्व गणना लकड़ी पर की गई थी (और कागज के पुआल या अन्य गैर-लकड़ी सामग्री पर नहीं)। वास्तविक लकड़ी घनत्व मूल्यों में सही रूपांतरण के लिए यह आवश्यक है।
      6. एक नई पॉप-अप विंडो में, प्रत्येक कोर को उसके चारों ओर एक वृत्त/दीर्घवृत्त बनाकर अलग से चुनें। स्प्रेडशीट फ़ाइल से जानकारी के आधार पर लेबलिंग करें, जांचें कि नाम सही है या नहीं। उस क्रम का सम्मान करें जिसमें टेम्पलेट भरा गया है। सभी जानकारी एक मैट फ़ाइल में संग्रहीत की जाती है, जिसका उपयोग अगले चरण के दौरान सभी कोर को एक साथ निकालने के लिए किया जाएगा।
    2. किसी दिए गए सिलेंडर में सभी कोर के लिए कोर निष्कर्षण करने के लिए मास कोर एक्सट्रैक्शन पर क्लिक करें (जो कि 4.2.1.2 में इंगित किए गए थे), यह देखते हुए कि मेटाडेटा और स्प्रेडशीट फाइलें एक ही फ़ोल्डर में स्थित हैं।
      नोट: मास कोर निष्कर्षण का उपयोग करते समय, सभी कोर उपयोगकर्ता के लेबलिंग के अनुसार निकाले जाएंगे (जो चटाई फ़ाइल फ़ोल्डर में संग्रहीत होते हैं)। इस ऑपरेशन के परिणामस्वरूप, एक्सट्रैक्टेड नाम का एक नया फ़ोल्डर बनाया जाएगा जिसमें सभी अलग-अलग कोर होंगे। जब पहले चरण में एकाधिक नमूना धारक तैयार किए जाते हैं, और सभी MAT फ़ाइलें एक ही फ़ोल्डर में संग्रहीत की जाती हैं, तो इस फ़ोल्डर की सभी MAT फ़ाइलें संसाधित की जाएँगी.
    3. कोरप्रोसेसर टूलबॉक्स में, मैनुअल टीजी सुधार पर क्लिक करें, फिर ट्रांसवर्सल प्लेन को ध्यान में रखते हुए सैंडिंग से पहले नमूना धारक में भौतिक नमूनों को माउंट करने के समान, हर कोर वॉल्यूम के ट्रांसवर्सल और रेडियल प्लेन के उचित अभिविन्यास को सुनिश्चित करने के लिए निकाले गए फ़ोल्डर का चयन करें(चित्र 7बी)।
      1. कुछ क्रॉस-सेक्शन प्रदर्शित किए जाते हैं ताकि उपयोगकर्ता अनाज की दिशा देख सके। अंतिम भूखंड (नीचे दाएं) में, प्रस्तुत किए गए स्लाइस का निरीक्षण करें और अनाज की दिशा को इंगित करने के लिए एक रेखा खींचें। कोर को स्वचालित रूप से घुमाने के लिए डबल क्लिक करें।
      2. फिर एक स्क्रीन दिखाई देती है, यहां कोर (चित्रा 7 सी) की मात्रा को क्रॉप करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि आयत पूरे कोर व्यास को शामिल करता है। यह आवश्यक है क्योंकि आयत का केंद्रीय बिंदु कोर अक्ष (रिंगइंडिकेटर मॉड्यूल में सही संरेखण के लिए) के जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए।
        नोट: यदि उच्च रिज़ॉल्यूशन पर स्कैन किया जा रहा है, तो इस स्तर पर कोर के भीतर केवल सामग्री का चयन करें और नमूना धारक प्रकार 2 पर स्विच करने के लिए कनवर्टर का उपयोग करें। उदाहरण के लिए रिंग-झरझरा प्रजातियों के लिए यह निश्चित रूप से सहायक है।
    4. गलत संरेखित, फ़्लिप या टूटे हुए कोर या असंगत छवि प्रारूपों के मामले में निम्नलिखित वैकल्पिक चरणों का पालन करें।
      1. कोर झुकाव सुधार (केवल नमूना धारक 1 के लिए): कोर झुकाव के लिए स्वचालित रूप से सही करने के लिए (उदाहरण के लिए, जब कोर सिलेंडर में थोड़ा झुका हुआ है; चित्रा 7 ए)। यह बाद के चरणों के लिए महत्वपूर्ण है। पिछले चरण में बनाए गए निकाले गए फ़ोल्डर का चयन करें।
        नोट: यह आम तौर पर जरूरत नहीं है अगर आप एक नमूना धारक प्रकार 2 या प्रकार 3 (चित्रा 5) है या जब सभी नमूने और नमूना धारकों पूरी तरह से ईमानदार डाल रहे हैं.
      2. फ्लिप वॉल्यूम: यदि नमूना छाल की तरफ नीचे नहीं रखा गया था (पिथ-छाल की दिशा बाएं से दाएं नहीं है), कोर को फ़्लिप करके दिशा बदलें। फ़ंक्शन एक फ़ोल्डर मांगता है और एक नया फ़ोल्डर बनाएगा।
      3. गोंद कोर: व्यक्तिगत कोर के बड़े हिस्सों को वस्तुतः एक साथ सिलाई करें। विचार पूरी तरह से सिलाई करने का नहीं है, बल्कि यह सुनिश्चित करने के लिए है कि, यदि आवश्यक हो, तो सिंगल कोर एक ही मल्टीपेज टीआईएफएफ वॉल्यूम में हैं। टूटे हुए कोर संकेत का उपयोग करें (चरण 4.3.4.9 देखें) कोर टुकड़ों के बीच रिक्त स्थान को दूर करने के लिए।
      4. कनवर्टर: यदि वॉल्यूम को किसी अन्य सॉफ़्टवेयर पैकेज में हेरफेर किया गया है और टूलबॉक्स (जैसे, इमेजजे) के बाहर सहेजा गया है, तो हेडर जानकारी सही करने के लिए यह चरण करें। इस चरण का उपयोग किसी अन्य CT स्कैनर से आने वाले 16-बिट मल्टीपेज TIFF वॉल्यूम के लिए भी और रिंगइंडिकेटर टूलबॉक्स का उपयोग करने के लिए करें।
        नोट: यहां से सभी कदम संरचना दिशा सुधार और अंत में, डेंसिटोमेट्री और ट्री रिंग विश्लेषण के लिए हैं।
  3. कोणों को सही करना और रिंगइंडिकेटर में छल्ले का संकेत देना।
    नोट: रिंगइंडिकेटर मॉड्यूल में कालानुक्रमिक रूप से निम्नलिखित कदम उठाए जाने की आवश्यकता है: (i) ट्रांसवर्सल और रेडियल प्लेन का विज़ुअलाइज़ेशन, (ii) संरचना सुधार, (iii) घनत्व प्रोफ़ाइल बनाना, और (iv) रिंगों को मैन्युअल रूप से या अर्ध-स्वचालित रूप से इंगित करना।
    1. नीचे वर्णित के रूप में अनुप्रस्थ और रेडियल विमान के दृश्य प्रदर्शन.
      1. जीयूआई से परिचित होने के लिए, टूलबॉक्स खोलें और एक मल्टीपेज टीआईएफएफ फ़ाइल चुनें (एक जो निष्कर्षण के बाद बनाई गई थी और टीजी सही होने के बाद, इसलिए फ़ोल्डर नाम टीजी से सही किया गया था)।
      2. केंद्रीय एक्स स्लाइस की औसत छवि प्रदर्शित करने के लिए स्लाइस छवि की आधी मोटाई का चयन करें, एक्स के साथ 1-10 से लेकर 1 कोई औसत नहीं है (यानी केवल केंद्रीय टुकड़ा प्रदर्शित करता है), और 10 10 केंद्रीय स्लाइस की औसत छवि है।
        नोट: रिंग बॉर्डर्स को बेहतर ढंग से हाइलाइट करने और शोर को दबाने के लिए एवरेजिंग फायदेमंद हो सकती है, दूसरी तरफ यह रिंग बॉर्डर को कम अलग भी बना सकता है, खासकर जब फाइबर कोण पर्याप्त हो। कृपया इस मान को आवश्यकताओं के अनुसार ट्यून करें। यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि यह केवल प्रदर्शित करने के लिए है, यह अंतर्निहित मात्रा को प्रभावित नहीं करता है, न ही यह अंतिम गणना/परिणामों को प्रभावित करता है।
      3. ग्राफ़िकल यूज़र इंटरफ़ेस (GUI) का निरीक्षण करें। जीयूआई में कोर के ट्रांसवर्सल विमान के साथ एक शीर्ष आंकड़ा और कोर के रेडियल विमान के साथ एक नीचे का आंकड़ा होता है, और एक मेनू (चित्रा 8) होता है।
      4. एक नया कोर वॉल्यूम लोड करने के लिए, निर्देशिका में एक नई मल्टीपेज TIFF फ़ाइल का चयन करने के लिए वॉल्यूम > लोड वॉल्यूम फ़ंक्शन खोजें। अब उपयोगकर्ता बाद में वास्तविक पेड़ के छल्ले को इंगित करने के लिए संरचना दिशा को इंगित करने के लिए तैयार है।
    2. स्वचालित ट्री रिंग संकेतों की सुविधा के लिए संरचना सुधार।
      1. संरचना सुधार के लिए हरे रंग की पट्टियाँ डालने के लिए मैन्युअल रूप से छवि पर क्लिक करें। पिथ (या उपलब्ध सबसे पुरानी अंगूठी) से शुरू करें और सबसे हाल की अंगूठी के साथ समाप्त करें। अनुप्रस्थ और रेडियल विमान दोनों पर संरचनात्मक विचलन के लिए कोर के साथ सही।
      2. अंगूठी और फाइबर कोण को ठीक से इंगित करना सुनिश्चित करें, क्योंकि बाद के सभी संकेत संबंधित संकेतों के बीच एक प्रक्षेपित कोण लेंगे।
      3. एक विमान पर एक हरे रंग की पट्टी डालें, यह स्वचालित रूप से दूसरे विमान पर एक उत्पन्न करेगा। बार डालने के बाद, कोण बदलने के लिए बार के अंत में नोड्स (सफेद वर्ग) को स्थानांतरित करें। बार की स्थिति बदलने के लिए मध्य नोड का उपयोग करें। उपयोग में आसानी के लिए नोड्स के आकार को समायोजित करें।
      4. हर चरण के बाद, निर्यात और अंगूठियों > निर्यात के > डेटा को दबाना सुनिश्चित करें, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि अंगूठी और फाइबर संकेत उचित .txt फाइलों में लिखे गए हैं। सभी सुधारों के दौरान, हमेशा इन दो कार्यों को करना सुनिश्चित करें।
    3. घनत्व प्रोफ़ाइल की गणना।
      1. घनत्व प्रोफ़ाइल की गणना करने के लिए डेंसिटोमेट्री > डेंसिटोमेट्री प्लॉट का उपयोग करें। ओवरले प्लॉटिंग > प्लॉट घनत्व प्रोफ़ाइल का चयन करके घनत्व प्रोफ़ाइल बनाएं और प्लॉट करें, जो कोर विमानों पर ओवरले के रूप में काम कर सकता है।
      2. एमएक्सडी गणना के लिए, एक प्रतिशत इंगित करें (अनुशंसित 20% है, उदाहरण के लिए, 20% का अर्थ है कि उच्चतम घनत्व मूल्यों का केवल 20% शामिल है), राल नलिकाओं, अर्लीवुड आदि से कम मूल्यों को बाहर करने के लिए। औसत घनत्व मूल्यों के लिए 100% का उपयोग करें। न्यूनतम घनत्व के लिए भी 100% का उपयोग करें।
    4. नीचे वर्णित अनुसार प्रति रिंग एक बाएं माउस क्लिक का उपयोग करके रिंग सीमाओं का मैनुअल और / या स्वचालित संकेत करें।
      नोट: चरण 4.3.2.1 के रूप में एक ही हरे रंग की पट्टियाँ डालें, इस बार उपयोगकर्ता को यह करना चाहिए अब रिंग प्रति रिंग (आकृती 9).
      1. छवि पर घनत्व प्रोफ़ाइल की कल्पना करने के लिए ओवरले प्लॉटिंग > प्लॉट घनत्व प्रोफ़ाइल का उपयोग करें। इस प्रोफ़ाइल के साथ संयोजन के रूप में रिंग सीमा को भी इंगित करना सबसे अच्छा है।
        नोट: CoreComparison टूलबॉक्स के साथ संयोजन में आवश्यकतानुसार टूलबॉक्स से कई उदाहरण खोलें (आगे देखें)।
      2. स्वचालित संकेतों के लिए (उदाहरण के लिए कोनिफ़र के लिए अनुशंसित), ऑटो > मैक्स/मिनट/इन्फ्लेक्शन डिटेक्शन का उपयोग करें। यह फ़ंक्शन स्वचालित रूप से पिछले चरण में बनाए गए डेंसिटोमेट्री प्रोफ़ाइल के आधार पर ट्री रिंग सीमाओं को इंगित करेगा। स्वचालित संकेतों के लिए (घनत्व प्रोफ़ाइल द्वारा परिभाषित स्पष्ट रिंग सीमाओं के साथ बोरियल कोनिफ़र या प्रजातियों के लिए सबसे अच्छा काम करता है), ऑटो > मैक्स/मिनट/इन्फ्लेक्शन डिटेक्शन का उपयोग करें। यह फ़ंक्शन स्वचालित रूप से पिछले चरण में बनाए गए डेंसिटोमेट्री प्रोफ़ाइल के आधार पर ट्री रिंग सीमाओं को इंगित करेगा।
      3. प्रजातियों (फैलाना-झरझरा/रिंग-झरझरा या शंकुधारी) के आधार पर, पेड़ की अंगूठी सीमा मानदंड के रूप में अधिकतम/न्यूनतम, या वक्र विभक्ति (घनत्व शिखर के ठीक बाद) का उपयोग करें। पहला पैरामीटर पीक फ़ंक्शन के लिए एक थ्रेशोल्ड है, दूसरा एक स्मूथ फ़ंक्शन है।
      4. स्वचालित रिंग संकेत करने के बाद, स्वचालित स्थानांतरण (1 पिक्सेल और उपयोगकर्ता-परिभाषित पुनरावृत्तियों के विंडो आकार के साथ) करें, जबकि यह सुनिश्चित करते हुए कि इस बदलाव के कारण एक-दूसरे पर कोई रिंग संकेत प्लॉट नहीं किए गए हैं और डेंसिटोमेट्री प्लॉट को फिर से चलाएं।
      5. कटाई की तारीख को उस वर्ष में बदलें जिस पर जीवित पेड़ों पर वेतन वृद्धि कोर ली गई थी या कोई अन्य तिथि जो उपयुक्त हो। डिफ़ॉल्ट 1900 पर सेट है।
      6. ओवरले प्लॉटिंग में, प्लॉट रिंग्स का चयन करें और वर्ष प्रदर्शित होते हैं। उस विमान का भी चयन करें जिस पर छल्ले और/या घनत्व प्रोफ़ाइल को प्लॉट करना है।
      7. एक बार जब दो कोर पूरी तरह से इंगित किए जाते हैं (उदाहरण के लिए एक ही पेड़ से), तो CoreComparison टूलबॉक्स खोलकर कोर रिंग चौड़ाई घटता की जोड़ीदार तुलना करें। प्रति कोर एक रिंगइंडिकेटर उदाहरण खोलें और यदि आवश्यक हो तो संकेतों को संपादित करें। उन्हें फिर से निर्यात करें और अच्छी गुणवत्ता वाले डेटा प्राप्त करने के लिए इस पुनरावृत्ति और इंटरैक्टिव दृष्टिकोण को तैयार करें। अगले चरण (चरण 4.4.1.) में, TRW डेटा और संबंधित घनत्व मान दोनों को निर्यात करने के लिए सभी कोर के लिए ऐसा करें।
      8. रिंग्स > चेक रिंग्स विकल्प में डबल-रिंग पोजीशन चेक करें; यह जांच करेगा कि क्या किसी भी संकेत में छवियों के साथ-साथ छल्ले के बाहर एक स्थिति है जो अतिव्यापी हैं, उदाहरण के लिए, यदि एक ही स्थिति पर दो बार डबल क्लिक हुआ है।
      9. टूटे हुए कोर के लिए जिसमें बिट्स और टुकड़े होते हैं, पिथ से शुरू करें, और विसंगतियों (टूटे हुए कोर के कारण हवा, राल जेब, संदूषण और क्षय भागों के कारण उज्ज्वल धब्बे) का सीमांकन करें जैसे कि वे बाद में उन्हें हटाने के लिए छल्ले थे। अंतिम गठित रिंग की ट्री रिंग सीमा के साथ समाप्त करें और डेटा निर्यात करें। नमूना (1.1चरण देखें) के दौरान टूटी कोर से बचने की कोशिश करो.
        नोट: दोनों लापता और साथ ही टूटे हुए छल्ले संकेत दिया जा सकता है, चित्रा 10 देखें। दो मामलों को परिभाषित किया गया है, एक जहां कोर एक अंगूठी के बीच में टूट जाता है, और एक जहां कोर एक अंगूठी सीमा पर टूट जाता है। पहले एक (चित्रा 10 ए) के लिए, अंतर को इंगित करें, संख्या 1 के बाद उस अंतर की संख्या पर ध्यान दें और कोष्ठक बंद करें। फिर कार्यक्रम एक सही टीआरडब्ल्यू मूल्य प्राप्त करने के लिए अंगूठी के दो हिस्सों का योग करेगा। दूसरे मामले में, अंतराल संख्या संख्या 2 के बाद इंगित की जाती है, और कार्यक्रम इस खंड (चित्रा 10 बी) को छोड़ देगा।
      10. रिंग्स को इंगित करके और घनत्व प्रोफाइल उत्पन्न करके, कई .txt फाइलें मल्टीपेज टीआईएफएफ फाइलों के समान फ़ोल्डर में बनाई और संग्रहीत की जाती हैं, और सबसे महत्वपूर्ण लोगों को तालिका 1 में सूचीबद्ध किया गया है। इन .txt फ़ाइलों को TIFF छवियों के रूप में एक ही फ़ोल्डर में रखें, आगे उन्हें CoreComparison मॉड्यूल (चरण 5.4) में इलाज करने के लिए।
        नोट: कच्चे घनत्व प्रोफ़ाइल के आधार पर एक अलग तरीके से घनत्व मूल्यों की गणना करने के लिए (उदाहरण के लिए लेटवुड चौड़ाई बनाम अर्लीवुड चौड़ाई45 या अन्य मैट्रिक्स जो CoreComparison और CoreProcessor टूलबॉक्स द्वारा समर्थित नहीं हैं), zpos_corr और density_corr टेक्स्ट फ़ाइलों का उपयोग करें और ऐसी गणनाओं के लिए इनका उपयोग करें।
  4. TRW श्रृंखला की तुलना करने और CoreComparison के माध्यम से डेटा निर्यात करने के लिए, नीचे दिए गए चरणों का पालन करें।
    नोट:: इस उपकरण बॉक्स का उपयोग करते समय, दो विंडो एक साथ खोले जाते हैं, CoreComparison और PatternMatching मॉड्यूल। CoreComparison TRW डेटा के क्रॉस डेटिंग और निर्यात से संबंधित है, जबकि पैटर्नमैचिंग मॉड्यूल का उपयोग घनत्व प्रोफाइल और घनत्व मान (MXD, न्यूनतम घनत्व (MND), औसत घनत्व और 4 चतुर्थक मान) निर्यात करने के लिए किया जा सकता है। CoreComparison का मुख्य लक्ष्य TRW मान और घनत्व मान उत्पन्न करना है, और लापता छल्ले या गलत संकेतों के मामले में RindIndicator के युग्मन के साथ क्रॉस डेटिंग गुणवत्ता का एक मोटा अनुमान लगाना है।
    1. क्रॉस डेटिंग या अन्य श्रृंखलाओं के साथ रिंग चौड़ाई पैटर्न के मिलान के लिए निम्न चरणों का पालन करें।
      1. एक बार रिंगइंडिकेटर अनुभाग पूरा हो जाने के बाद, तुलना करने के लिए टेक्स्ट फ़ाइलों का चयन करें, और एक स्क्रीन रिंग चौड़ाई के साथ खुल जाएगी, साथ में क्रॉस डेटिंग या सांख्यिकीय पैरामीटर जैसे कि ग्लीचलाउफिगकिट (जीएलके)46 और या व्यक्तिगत श्रृंखला (चित्रा 11) के बीच स्पीयरमैन सहसंबंध।
      2. रिंग संकेतों में परिवर्तन करने के लिए (उदाहरण के लिए क्रॉस डेटिंग के दौरान), रिंगइंडिकेटर को फिर से खोलें, डेटा आयात करें, संशोधित डेटा और रिंगों को निर्यात करें, और परिवर्तनों को देखने के लिए CoreComparison मॉड्यूल में रीफ्रेश बटन का उपयोग करें (ऊपर बाईं ओर देखें)।
      3. विभिन्न ट्री-रिंग श्रृंखला में परिवर्तन करने के लिए कई रिंगइंडिकेटर इंस्टेंस खोलें और ऐसा करने के लिए कई स्क्रीन मॉनिटर का उपयोग करें।
      4. जीएलके और सीओआरआर मेनू (चित्रा 11) में, जीएलके से संबंधित कार्यों की एक श्रृंखला करें, जैसे कि आंकड़ों को थ्रेसहोल्ड करना, जीएलके मूल्यों को स्प्रेडशीट में निर्यात करना और उन्हें रैंकिंग करना।
    2. नीचे वर्णित के रूप में CoreComparison से TRW मान प्राप्त करें।
      1. घटता के बीच ऑफ़सेट को बदलने के लिए CoreComparison में प्लॉटिंग और निर्यात फ़ंक्शन का उपयोग करें (एक छोटे ऑफ़सेट में एक बड़ा मान परिणाम)। प्लॉट में TRW डेटा को प्लॉट में प्लॉट और एक्सपोर्ट > रिंग चौड़ाई का चयन करके विज़ुअलाइज़ करें।
      2. प्लॉटिंग और निर्यात > निर्यात RW डेटा क्लिक करके TRW डेटा निर्यात करें। स्प्रैडशीट प्रारूप में या टक्सन प्रारूप में रिंग चौड़ाई निर्यात करें।
    3. नीचे वर्णित के रूप में PatternMatching मॉड्यूल से घनत्व प्रोफ़ाइल प्राप्त करें।
      1. स्प्रेडशीट में घनत्व प्रोफाइल प्राप्त करने के लिए, पैटर्नमैचिंग मॉड्यूल पर जाएं, और प्रोफाइल में लोड करने के बाद, मेनू में अन्य प्लॉटिंग > निर्यात सही घनत्व प्रोफाइल का चयन करें।
      2. प्रक्रिया प्रोफाइल को बैच करने के लिए या विभिन्न तरीकों का उपयोग करके डेटा का आकलन करने के लिए, सीधे तालिका 1 से .txt फाइलों का उपयोग करें (चरण 4.3.4.11 देखें)।
    4. नीचे वर्णित के रूप में PatternMatching मॉड्यूल से MXD, MND, और अन्य घनत्व मान प्राप्त करें।
      1. औसत घनत्व, एमएक्सडी, एमएनडी और चतुर्थक डेटा प्रति ट्री रिंग प्राप्त करने के लिए, अन्य प्लॉटिंग > निर्यात क्लस्टर्ड डेटा का उपयोग करें। एक स्प्रेडशीट उत्पन्न की जाएगी और TIFF फ़ाइलों के समान फ़ोल्डर में पाई जा सकती है।
      2. स्प्रेडशीट में टैब तालिका 2 में विस्तृत हैं। आगे के विश्लेषण के लिए इन ट्री रिंग चर को Rstudio या अन्य सॉफ़्टवेयर में निर्यात करें।

Figure 6
चित्र 6. ग्रे मूल्यों से लकड़ी घनत्व मान प्राप्त करना। एक संदर्भ सामग्री के साथ अंशांकन के माध्यम से वास्तविक लकड़ी घनत्व अनुमानों के लिए छवि के ग्रे मूल्यों का रूपांतरण। (ए) नमूना धारक 1, 60 माइक्रोन संकल्प पर, हवा संदर्भ, सफेद संदर्भ और कोर दिखा रहा है। (बी)नमूना धारक, 20 माइक्रोन पर, हवा, संदर्भ और कोर के रूप में अच्छी तरह से दिखाया गया है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्र 7. 3 डी कोर वॉल्यूम के प्री-प्रोसेसिंग चरण। विज़ुअलाइज़ेशन से पहले 3 डी कोर वॉल्यूम के प्री-प्रोसेसिंग चरण और पेड़ के छल्ले का संकेत देते हैं। (ए) झुकाव (अक्षीय) सुधार, (बी) स्पर्शरेखा सुधार, फाइबर दिशा को इंगित करने वाली ग्रे सलाखों के साथ, (सी) केवल वुडी वोक्सल्स के साथ मात्रा प्राप्त करने के लिए कोर वॉल्यूम की फसल। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्र 8. एक कोर का स्क्रीनशॉट। रिंगइंडिकेटर टूलबॉक्स में खोले गए कोर (स्पर्शरेखा चौड़ाई लगभग 3 मिमी, रिज़ॉल्यूशन माइक्रोन) का स्क्रीनशॉट। शीर्ष फलक अनुप्रस्थ दृश्य है, निचला फलक रेडियल दृश्य है। हरी पट्टियाँ संरचना संकेत दिखाती हैं (इस मामले में रिंग सीमा पर), लाल रेखा घनत्व प्रोफ़ाइल है। पीले नंबर कैलेंडर वर्ष को इंगित करते हैं, और नीले नंबर सामान्य रिंग नंबर (पहले संकेत से गिनती)। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 9
चित्र 9. रिंग इंडिकेटर मॉड्यूल में रिंग इंडिकेशन और घनत्व प्रोफ़ाइल विज़ुअलाइज़ेशन। हरी रेखाएं संकेत हैं, लाल रेखा लकड़ी घनत्व प्रोफ़ाइल है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 10
चित्र 10. कोर में दरारों से कैसे निपटें। (ए) जब अंगूठी के बीच में एक दरार होती है, तो जेनेरिक रिंग नंबर (पिथ से शुरू) को एक अंतर के रूप में लेबल किया जाएगा, और टीआरडब्ल्यू की गणना दो रिंग भागों की चौड़ाई को जोड़कर की जाएगी। पैरामीटर 3 (अंगूठी की संख्या) और 1 (केस 1: एक अंगूठी के बीच में दरार)31हैं। (बी) जब रिंग बाउंड्री पर दरार आती है, तो टीआरडब्ल्यू गणना से गैप को हटा दिया जाएगा। पैरामीटर 3 (अंगूठी की संख्या) और 2 (केस 2: रिंग सीमा पर दरार)31हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 11
चित्र 11. कोर तुलना मॉड्यूल का स्क्रीनशॉट। कोर तुलना मॉड्यूल का स्क्रीनशॉट, जहां रिंग चौड़ाई श्रृंखला आसान दृश्य तुलना के लिए लंबवत वितरित की जाती है। शीर्ष फलक Fagus sylvatica, निचला बायाँ फलक Gleichlaüfigkeit (GLK) और निचला दायाँ फलक Spearman सहसंबंध गुणांक से पता चलता है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

फ़ाइल का नाम ख़ुलासा
SAMPLENAME_density.txt छवि की पूरी लंबाई के लिए गलत घनत्व मान, इस प्रकार अंगूठी और फाइबर कोण के लिए सही नहीं है
SAMPLENAME _density_corr.txt cf. previous txt लेकिन फिर सही घनत्व मानों के साथ
SAMPLENAME _ring-and-fibre.txt अंगूठी और फाइबर संकेत स्थिति और कोण
SAMPLENAME _zpos.txt आपके कोर पर पेड़ की अंगूठी की सीमाओं की स्थिति, अंगूठी और फाइबर सुधार के बिना
SAMPLENAME _zpos.corr.txt ZPOS के रूप में IDEM, लेकिन फिर रिंग और फाइबर कोण के लिए सही किया गया
SAMPLENAME _ringwidth.txt अंगूठी की चौड़ाई की गणना की, अंगूठी और फाइबर कोण पर विचार

तालिका 1. RingIndicator द्वारा जनरेट की गई पाठ फ़ाइलें। रिंगइंडिकेटर में रिंगइंडिकेटर को इंगित करने और घनत्व प्रोफ़ाइल निर्यात करने के बाद उत्पन्न होने वाली पाठ फ़ाइलों की सूची। इन्हें CoreComparison मॉड्यूल में खोले जाने के लिए .tiff फ़ाइल के समान फ़ोल्डर में रहना चाहिए।

ट्री-रिंग चर ख़ुलासा
माध्य घनत्व प्रति पेड़ की अंगूठी का मतलब घनत्व
अधिकतम घनत्व आधा-आधारित एमएक्सडी लेकिन केवल पेड़ की अंगूठी के दूसरे भाग के आधार पर पिछले वर्ष के उच्च घनत्व मूल्यों से बचने के लिए शामिल नहीं हैं
न्यूनतम घनत्व प्रति पेड़ की अंगूठी न्यूनतम घनत्व
क्यू 1-क्यू 4 अंतर-वार्षिक रिंग प्रोफाइल के प्रत्येक चतुर्थक के लिए माध्य और अधिकतम मान

तालिका 2. स्प्रेडशीट विवरण। ट्री-रिंग चर जो निर्यात संकुल डेटा नामक स्प्रेडशीट में निर्यात किए जाते हैं।

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Representative Results

यदि लक्ष्य बायोमास अनुमान या कई नमूनों के पेड़ की वृद्धि में वृद्धि है, यानी, इंटर-रिंग स्केल (चित्रा 1), तो नमूना धारक 1 (चित्रा 5) का उपयोग घनत्व प्रोफाइल प्राप्त करने के लिए नमूनों को स्कैन करने के लिए किया जाता है (चरण 5.4.3 देखें) और पेड़ की वृद्धि का अनुमान, उदाहरण के लिए, बड़े टीआरडब्ल्यू के साथ तेजी से बढ़ते पेड़ों के लिए, जो एक मोटे संकल्प की अनुमति देता है। चित्रा 12 कांगो बेसिन की एक प्रजाति टी सुपरबा के पिथ-टू-छाल और अक्षीय घनत्व प्रवृत्तियों दोनों का एक उदाहरण दिखाता है। ये आरेख स्टेम में विभिन्न ऊंचाई पदों पर लिए गए पेड़ की वृद्धि कोर से 110 माइक्रोन के स्कैन पर आधारित थे।

रिंग स्केल (चित्रा 1) के लिए जो नमूना धारक 2(चित्रा 5बी)के साथ स्कैनिंग कोर द्वारा लक्षित है, पेड़ की अंगूठी विश्लेषण और एमएक्सडी गणना संभव है। इसका एक उदाहरण चित्रा 13 है, जहां एक न्यूनतम घनत्व (इस मामले में गीला मौसम वर्षा से जुड़ा हुआ है) और अधिकतम घनत्व कालक्रम दक्षिण अफ्रीका26 में सीडरबर्ग पहाड़ों से डब्ल्यू सीडरबर्गेंसिस के कोर के लिए प्लॉट किया गया है। यह 10 माइक्रोन संकल्प पर घुड़सवार कोर स्कैनिंग पर आधारित था.

शारीरिक पैमाने (चित्रा 1) के लिए, धारक 3 के साथ स्कैनिंग कोर, यानी, एक साथ लिपटे कागज तिनके में कई कोर, 4 माइक्रोन तक के संकल्प की अनुमति देता है। परिणाम चित्रा 14 में दिखाया गया है, जहां ओक (क्यू रोबर) का एक्स-रे सीटी छवि टुकड़ा दिखाया गया है, जिसमें शुरुआती लकड़ी और लेटवुड दोनों जहाजों को खंडित किया गया है।

Figure 12
चित्र 12. रेडियल और अक्षीय लकड़ी घनत्व के रुझान। (ए) कांगो बेसिन (डीआरसी; 21 से निकाले गए डेटा) से 46 टर्मिनलिया सुपरबा पेड़ों से ओवेन्ड्री लकड़ी घनत्व (किग्रा/ एम 3) की रेडियल भिन्नता, न्यूनतम (न्यूनतम), माध्य और अधिकतम (अधिकतम) मूल्यों के साथ, एक कच्चे प्रोफ़ाइल (लाल) सुपरपोज़ के साथ। (बी) एक एकल टर्मिनलिया सुपरबा पेड़ से रेडियल भिन्नता और अक्षीय भिन्नता, जहां 1 मीटर के प्रत्येक ऊंचाई अंतराल पर एक वेतन वृद्धि कोर लिया गया था और स्कैन किया गया था (कुल में 23 कोर)। पिथ से छाल तक बढ़ती घनत्व प्रवृत्ति है (कलरबार के अनुसार हाइलाइट किया गया), और ऊपरी तने में एक उच्च लकड़ी का घनत्व है। स्कैनिंग संकल्प = 110 माइक्रोन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 13
चित्र 13. कालक्रम विकास। "एक न्यूनतम घनत्व और एक अधिकतम लेटवुड घनत्व कालक्रम से Widdringtonia cedarbergensis". 26 से डेटा निकाला गया। स्कैनिंग रिज़ॉल्यूशन 10 माइक्रोन है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 14
चित्र 14. एक ओक नमूने का उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्कैन। Quercus robur पर ओक जहाजों के एक विभाजन का उदाहरण 4 माइक्रोन पर स्कैन किया गया। विभाजन ऑक्टोपस विश्लेषण सॉफ्टवेयर का उपयोग करके किया गया था, द्विपक्षीय फ़िल्टरिंग, थ्रेसहोल्डिंग, बाइनरी सिकुड़ने और संचालन का विस्तार करने की एक श्रृंखला, यूक्लिडियन दूरी परिवर्तन और अंत में जहाजों के लेबलिंग का उपयोग करके। रंग पोत के आकार का प्रतिनिधित्व करता है, छोटे (गहरे नीले) से लेकर बड़े (गहरे नारंगी) तक। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम
प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम बिट्स और टुकड़ों से बचने के लिए उच्च गुणवत्ता वेतन वृद्धि कोर (चरण 1.1. और39 देखें) प्राप्त करने के लिए वेतन वृद्धि बोरर की उचित हैंडलिंग शामिल है. अगला, यह आवश्यक है कि कोर unmounted छोड़ दिया (लेकिन26 देखें), दोनों नमूना धारक में प्रविष्टि के लिए (चित्रा 5,21 देखें) के रूप में अच्छी तरह से उचित राल निष्कर्षण50 के लिए और संभव भविष्य के विश्लेषण के लिए. स्कैनिंग (चरण 2.2.2.) से ठीक पहले, नमी के उतार-चढ़ाव के कारण आयामी विकृतियों से बचने के लिए स्कैनर कक्ष में नमूनों की कंडीशनिंग आवश्यक है। फिर, एक बार छल्ले RingIndicator मॉड्यूल में संकेत दिया जा सकता है, यह आवश्यक है कि अंगूठी सीमाओं और कोणों अच्छी तरह से संकेत दिया जाता है, क्योंकि घनत्व चोटियों चपटा कर सकते हैं, क्लासिक densitometry सिस्टम13 पर गलत संकेत के समान. संकेत भी सही अंगूठी चौड़ाईमाप 21 है करने के लिए महत्वपूर्ण है. अगला महत्वपूर्ण कदम CoreComparison मॉड्यूल (चरण 4.4.1) के माध्यम से उचित क्रॉस डेटिंग है। यदि कुछ कोर में गलत संकेत हैं, तो पर्यावरण संकेत हानि51 हो सकती है।

तकनीक के संशोधन और समस्या निवारण
ध्यान दें कि टूलबॉक्स रिंगइंडिकेटर और कोरकंपेयर का उपयोग फ्लैटबेड छवियों के साथ-साथकोरप्रोसेसर मॉड्यूल में डेटा को उचित रिज़ॉल्यूशन में परिवर्तित करने के बाद 52 के लिए भी किया जा सकता है। इसलिए, DICOM प्रारूप (चिकित्सा प्रयोजनों के लिए सामान्य प्रारूप और लकड़ी के नमूनों53 के लिए भी उपयोग किया जाता है) को .tiff में परिवर्तित करने की आवश्यकता है। चिकित्सा सीटी स्कैनर है कि विभागों के आसपास 200 माइक्रोन के प्रस्तावों के साथ प्रकार 1 इंटर रिंग पैमाने विश्लेषण प्रकार के लिए ही इस सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं.

तकनीक की सीमाएं
विधि का दोष यह है कि ट्री रिंग स्केल और एनाटोमिकल स्केल (जिसके लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है) के लिए स्कैनिंग के लिए केवल कुछ सुविधाएं उपलब्ध हैं। डेटा वॉल्यूम और डेटा हैंडलिंग बड़ी मात्रा54 के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकता है। लकड़ी शरीर रचना विज्ञान (जैसे, आगे गड्ढे संरचनाओं आदि को स्पष्ट करने के लिए) की बहुत उच्च संकल्प छवियों के लिए, क्लासिक प्रेषित प्रकाश माइक्रोस्कोपी27, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी या कन्फोकल माइक्रोस्कोपी55 के लिए microsections का उपयोग करने की क्लासिक प्रक्रियाओं का संदर्भ लें.

मौजूदा तरीकों के संबंध में महत्व
यहां प्रस्तुत वेतन वृद्धि कोर के लिए एक्स-रे सीटी टूलचेन का उपयोग अंशांकन चरण(चित्रा 6)56के कारण विश्वसनीय घनत्व मान दिखाने के रूप में परीक्षण किया गया है और मौजूदा डेंसिटोमेट्री प्रक्रियाओं13 के बराबर एमएक्सडी मान उत्पन्न करता है।

तकनीक के भविष्य के अनुप्रयोग
तकनीक के किसी भी भविष्य के अनुप्रयोगों में विशेष रूप से 3 डी छवियों के लिए स्वचालित अंगूठी संकेत और लकड़ी के ऊतक मात्रा57 के लिए दूसरों के बीच गहरी शिक्षा के आवेदन शामिल हो सकते हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम तीन अनाम समीक्षकों को उनकी प्रतिक्रिया और सुझावों के लिए धन्यवाद देते हैं। इस शोध को JVdB (BOF स्टार्टिंग ग्रांट BOF. STG.2018.0007.01), UGCT के लिए विशेषज्ञता केंद्र (BOF. EXP.2017.0007) और एक कोर सुविधा के रूप में (बीओएफ। COR.2022.008), लेखक अनुदान IOF के माध्यम से बुनियादी ढांचे को वित्तीय सहायता के लिए रिसर्च फाउंडेशन फ़्लैंडर्स (G019521N और G009720N), और UGent Industrial Research Fund (IOF) को भी स्वीकार करते हैं। APP.2021.0005 (प्रोजेक्ट FaCT F2021/IOF-Equip/021)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6 mm paper straws  http://artstraws.com/education/product/artstraws-thick-asst-cols/ Coring
Aluminium core holders
ASTM standard ASTM D 1107 – 96
Cardboard postal tubes https://www.rajapack.co.uk/envelopes-mailing-bags/postal-tubes/1-5-2mm-brown-cardboard-postal-tubes_PDT05623.html
Column drill
Computer hardware for reconstruction and analysis X-ray CT scanning
Cooling 
Drying oven
Ethanol 
Flask for under soxhlet (2000 ml)
Floral foam https://www.oasisfloral.eu/ Sample holder type 1
Glass beads to fill void volume of Soxhlet to save solvent
Glue
Hot water bath  https://www.memmert.com/products/water-baths/water-bath/#!filters=%7B%7D Soxhlet extraction
Increment borer  https://haglofsweden.com/project/increment-borers/
Plastic cylinder  Moonen et al. 2022  Sample holder type 2
Plastic cylinders
Reservoir
Tailored soxhlet apparatus 
Toluene 
Water pump 
X-ray CT scanner

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De Mil, T., Van den Bulcke, J. Tree Core Analysis with X-ray Computed Tomography. J. Vis. Exp. (199), e65208, doi:10.3791/65208 (2023).

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