土壤环境质量评价的径向基函数神经网络的模型设计与应用

针对土壤环境质量评价缺乏精确客观的评价数值作为目标集的难点,研究了构建起对应升序排列的训练、检验样本集。在此基础上,定义以检验集输出评价结果的排序误排率作为判定各参数组合下RBF网络性能优劣的指标,以此性能指标为依据,在MATLAB6.5环境下,用编程语句实现了应用于该质评工作的径向基函数网络的大量参数组合的全面快速寻优,克服了目前用试凑法进行参数组合优选的随机性,确保所选参数组合为使整体性能最优的组合。利用确立的网络对象,以某地土壤重金属监测值为实例,对监测点进行质评,评价结果表明:该设计好的网络的评价结果科学、稳定、表达精度高。     

基于知识蒸馏与EssNet的田间农作物病害识别

农作物病害的快捷精准识别对我国粮食安全与农业发展提质增效具有重要意义。针对现有病害识别模型参数量大、泛化能力弱、不适用于田间实际场景且不易搭载至移动端等问题，本文提出了EssNet农作物病害识别网络，该网络以ShuffleNetV2＿0.5为基础网络，引入高效通道注意力(ECA)机制与SiLU激活函数进行结构改进，同时结合知识蒸馏技术使用EfficientNetB0网络对EssNet进行学习指导，最后使用余弦退火衰减策略对学习率进行动态调整使网络表现达到最优。结果表明，本文提出的EssNet农作物病害识别网络对复杂环境下2种作物(玉米、苹果)的11种病害在测试集上的准确率达到95.21%,比基础网络提高2.11个百分点，参数量为0.35 M,权重文件为1.49 MB。该网络的整体性能优于其他现有模型，为建立田间轻量级农作物病害识别方法提供了参考。     

冷弯薄壁型钢-稻草板组合楼盖抗振性能

为研究冷弯薄壁型钢-稻草板组合楼盖抗振性能,对2块单跨组合楼盖进行静载和动载试验,结果表明:在相同用钢量下,减少楼盖梁的数量、增加楼盖梁截面尺寸能有效提高组合楼盖的抗振性能;组合楼盖在1 kN静载作用下的跨中挠度均小于1.0 mm,动力荷载作用下自振频率均大于15 Hz,满足楼盖舒适度的要求。采用有限元软件ANSYS对试验模型进行数值分析,有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,对楼盖跨度、楼盖梁间距和型钢厚度等因素进行参数分析,结果表明:增加组合楼盖边界条件、减小楼盖跨度等能有效地提高组合楼盖抗振性能。提出了该组合楼盖自振频率的简化计算公式,为其在工程中推广和应用提供依据。     

卷烟劲头的BP神经网络模型预测

[目的]科学地评价卷烟配方中劲头的大小,通过建立BP神经网络模型预测卷烟劲头。[方法]以烟叶游离烟碱百分含量、总烟碱百分含量、结合态烟碱百分含量、游离烟碱占总烟碱比率和水浸液p H作为BP神经网络的输入,感官劲头作为输出,网络训练前对输入指标作归一化处理,然后通过训练样本数据对网络进行充分的训练,获得适宜的参数矩阵,得到卷烟劲头的网络预测模型,最后用训练好的网络模型对检验样本数据进行预测。[结果]卷烟配方中劲头大小的预测值与实际值相对标准偏差小于5%,达到了较好的预测结果。[结论]建立了卷烟劲头的BP神经网络预测模型,该模型对于预测卷烟劲头具有指导意义。     

基于神经网络的硝基芳烃急性毒性QSAR研究

采用BP神经网络模型研究了45种硝基芳烃类化合物的结构与其急性毒性之间的关系,以硝基芳烃类化合物的量子化学参数作为输入,用3×4×1网络预测其急性毒性.采用内外双重验证的办法分析和检验所得模型的稳定性,所构建网络模型的相关系数为0.999 5,交叉检验相关系数为0.996 8,标准差为0.023 5,残差绝对值≤0.15,应用于外部预测集,外部预测集相关系数为0.998 4;而多元线性回归法(MLR)模型的相关系数为0.943 5,交叉检验相关系数为0.928 7,标准差为0.240 9,残差绝对值≤0.69,外部预测集相关系数为0.956 6.结果表明,BP神经网络模型获得了比MLR模型更好的拟合效果.     

甘薯磨锉装置的试验及设计参数优化

介绍了甘薯磨锉装置的试验内容及结果。工作性能用生产率、功耗、淀粉提取率和综合加权指标来评价。通过试验找出了影响工作性能的主要因素以及各因素对性能指标的影响曲线,建立了回归方程。优化计算为磨锉机设计提供了最佳参数的组合。结果表明该装置对加工甘薯淀粉有较好的适应能力。     

基于MATLAB6.x的BP人工神经网络的土壤环境质量评价方法研究

对基于MATLAB 6．x的BP人工神经网络工具箱进行了简要的介绍，并将BP人工神经网络应用到土壤环境质量现状评价中。编制了基于MATLAB 6．x土壤环境质量评价程序，并对影响评价结果的训练集的构建、隐层神经元数量的选择、训练过程的建立等问题进行了探讨。结果表明，用随机函数rand或线性函数linspace内插生成网络的训练集是可行的，BP网络隐层的传递函数为tansig。神经元数量为5（用rand函数生成训练集）或8（用linspace函数生成训练集），输出层的传递函数为purelin，神经元数量为1。训练集中加入一定的噪声更有利于提高网络的识别能力。在此基础上，将构建的网络应用到实际土壤环境质量评价中，并将评价的结果与其他评价方法得出的结果进行了比较，表明BP人工神经网络应用到土壤环境质量评价中是切实可行的。     

苦荬菜饮料配制研究

以热榨法提取的新鲜苦荬菜汁为原料,参考国内外果蔬汁饮料加工方法对苦荬菜汁进行调配试验,以感官指标确定最佳工艺参数。在此基础上进行稳定性试验,以沉淀量、稳定性及口感作为评价指标筛选出适宜于苦荬菜饮料使用的稳定剂及复合稳定剂配比。同时对苦荬菜饮料进行杀菌试验,通过微生物检验和感官鉴评,确定最适杀菌工艺参数。结果表明,苦荬菜饮料最适配制工艺参数为:原汁用量70%,糖添加量8%,β-环状糊精添加量0.3%,柠檬酸添加量0.2%。最适复合稳定剂组合为:黄原胶0.1%,PGA 0.1%,CMC-Na 0.2%。最佳杀菌工艺参数为:95℃,10min。     

基于径向基函数神经网络的植烟土地适宜性评价

在Matlab7.0环境下, 根据人工神经网络的理论和方法, 以重庆市彭水县植烟土地的实测数据及评价标准构建径向基函数神经网络模型, 并进行模型训练及样本评价;在ArcGIS技术支持下, 进行不同尺度土地适宜性评价及精度检验. 结果表明: 采用最近邻聚类学习算法选取聚类中心, 模型具有较强非线性处理能力和逼近能力, 并具有学习时间短, 网络运算速度快, 性能稳定等优点;通过模型评价结果和检验值的验证, 发现用径向基函数神经网络模型评价土地适宜性, 具有评价精度高, 使用方便, 适应性强等优点, 因此可望将其用于区域土地资源生态环境分类评价研究.     

基于集成学习方法的耕地质量评价研究

为充分了解县域耕地资源，提高耕地质量评价效率和准确度，减少在评价过程中主观因素的影响，以河南省三门峡市陕州区为研究对象，对其做耕地质量分等定级。根据数据特征将特征变量划分为分类型变量和数值型变量，对于数值型变量采用卡方分箱的方法处理，将处理后的结果与分类型变量用one-hot编码赋值，对于样本类别数较少的数据采用合成少数类过采样技术（SMOTE）平衡样本数据。随后引入机器学习的方法，利用XGBoost、LightGBM、ANN以及XGBoost-LightGBM-ANN组合模型对耕地质量进行分等定级。结果表明，将处理后的未采样数据作为训练集，代入耕地质量评价单一模型以及组合模型进行训练并预测时，准确率、精确率、召回率和F1分数等指标值均达到了0.97以上，其中单一模型ANN、LightGBM、XGBoost对应的各指标值呈递增的趋势，表明机器学习模型应用到耕地质量评价中产生了良好的效果。与未采样相比，经过采样后的数据作为训练集明显提升了模型性能，单一以及组合模型预测中各指标值均达到了0.99以上，其中基于集成学习投票的算法XGBoostLightGBM-ANN组合模型有明显优势，准确率...     

土壤筛选值在镉污染稻米产地环境评价与分类适用性探讨

为科学地进行农用地土壤环境质量评价及环境质量类别划分,以稻田镉(Cd)污染为例,以全国典型稻米产区土壤与稻米Cd含量对应样点数据为基础,以土壤Cd与稻米Cd非对应性超限值情况即误判率为判定参数,分析土壤污染风险筛选值对稻米产地环境质量评价及类别划分的适用性。结果表明,在湖南长株潭、广东北部等区域采用筛选值评价产地环境质量存在较多误判情况。在高误判区,采用实地采样多参数分析混合线性建模的方式筛选影响稻米富集Cd的关键因子,结果表明,除土壤Cd全量及pH等因子外,土壤钙(Ca)也对稻米富集Cd有重要影响。因此在产地环境安全评价及类别划分时,对于以筛选值为依据误判率较高的区域,应加入其他土壤关键因子进一步研究,以避免误判。     

兰州市安宁区蔬菜地土壤酸度及重金属的测定和评价

以甘肃省兰州市安宁区的5块菜地土壤为研究对象,采用电位法测定了土壤pH及土壤中Cu、Pb、As、Zn、Cr和Ni的含量,并根据GB 15618-1995土壤环境质量二级标准通过单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对土壤重金属的环境质量状况进行了评价.结果表明:兰州市安宁区蔬菜土壤环境质量等级为1～2级,属于尚清洁水平,符合无公害蔬菜生产的土壤环境质量要求.但土样之间重金属含量存在较大的变异性,反映了人为活动已对土壤重金属含量产生了明显的影响,需加强监测和预防.     

改进模糊数学法在土壤重金属污染评价中的应用

在土壤重金属污染评价中,重金属污染因子权重是影响土壤环境质量评价结果的关键因素。以花溪区城郊菜地土壤中Zn、Cd、Pb、Cu、As和Hg为污染因子,运用最小信息熵原理,将"超标倍数法"与"双权重超标赋权法"组合成综合权重以改进传统模糊综合评价模型。改进模型结果显示,31个采样点处于Ⅰ级,13个采样点处于Ⅱ级。相比于传统模糊综合评价模型,在计算评价因子权重时,改进模糊综合评价模型综合了重金属浓度及其毒性,使评价结果更为客观、合理。利用Arc GIS 9.3软件进行土壤重金属污染空间分布结果表明,花溪区城郊菜地土壤清洁率达到83.87%,尚清洁率为16.13%,尚未出现土壤污染区。     

新型固氮微生物菌肥在蔬菜减肥增效中的应用

探究施用Rhodopseudomonas palustris菌肥和低含氮量化肥不同配比的混合肥料对小白菜产量、营养品质、土壤理化性质的影响,确定最佳施肥配比。实验设置菌肥和低含氮量化肥的配比为0%、25%、50%、75%、100%的实验组,此外还设置用R. palustris菌液浸种处理的实验组。在小白菜的生长初期,进行6次小白菜盆栽施肥实验,施肥结束后,测定施用不同配比混合肥料对小白菜植物学性状、营养品质,土壤理化性状及细菌含量的影响。研究发现施用菌肥和低含氮量化肥配制而成的混合肥,可以明显提高小白菜产量,施用50%配比的混合肥肥料增产最多;随着菌肥配比不断提高,小白菜营养品质显著提高,土壤理化性质明显改善,土壤细菌多样性显著增加。菌肥和化肥合理混施,不仅可以减少资源浪费和环境污染,还可以提高作物产量和品质,从而达到增产和增收的目的。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为:Hg>Pb>Cd>As>Cu>Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为:Cd>As>Hg>Pb>Cr>Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

临沂市花生产地土壤环境质量分析与评价

对山东省临沂市花生产区土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni的含量进行了调查分析,并采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对环境质量状况进行了评价。结果表明各重金属的平均含量均低于"食用农产品产地环境质量评价标准"(HJ 332-2006)规定的限值,土壤环境质量为1级,属于清洁水平,适宜发展无公害花生。但部分监测点的土壤样品重金属含量超标,Cr的样本超标率为4.76%,Ni的样本超标率为19.05%。所监测的8种元素的平均含量,除Cd和As外,均高于山东省农业土壤棕壤自然背景值,表明重金属在土壤中已经产生了一定的累积。     

上海松江“浦南”地区设施菜地土壤重金属含量及其风险评价

选取上海市松江区“浦南”典型设施菜地为研究对象,研究土壤重金属含量,并采用单项污染指数及尼梅罗综合污染指数法来评价该地区设施菜地的土壤重金属污染风险。结果表明,研究区设施菜地耕层土壤中Cu,Pb,Cd,Cr,As五种重金属含量均出现不同程度的累积,除Cd含量超标外,其余4种重金属含量未超标;各重金属含量因种植年限不同而存在差异,在种植第3年出现峰值。较之露地种植,研究区设施菜地各剖面中Cu,Pb,Cd,Cr,As含量均较高,5种重金属中,除Cd外,其余4种重金属含量均随着剖面深度增加呈现下降趋势,主要富集在0～20 cm土层中,而Cd主要富集在40～60 cm土层中,因此应重视Cd在土壤剖面的富集及迁移。研究区设施菜地耕层土壤中Cu,Pb,Cd,Cr,As五种重金属含量单项指数Pi为Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞As,Pb、Cr、As仍处于清洁水平,随着种植年限增加,Cu含量处于尚清洁水平,而研究区土壤已经受到Cd污染,并且随着种植年限增加,污染风险不断加大。     

新疆典型区域土壤重金属As和Cd分布特征及评价

【目的】通过对新疆典型重金属区域（奎屯市123团和127团、乌鲁木齐县六十户乡）土壤进行布点调查采样并测定重金属As和Cd含量,研究目前该区域的重金属含量及分布状况,并对其安全性进行评价。【方法】采用污染指数法和潜在风险指数法,对新疆奎屯市、乌鲁木齐县六十户乡典型农田土壤重金属区域代表性土壤进行重金属、生态风险评价。【结果】乌鲁木齐县六十户乡重金属As和Cd的平均值和背景值的比值小于1,低于新疆土壤背景值。奎屯市123团和127团的6个样点的重金属As的平均值和背景值的比值为1.91,高于新疆土壤背景值。重金属Cd的平均值和背景值的比值为0.92,低于新疆土壤背景值。依据食用农产品产地环境质量评价标准,乌鲁木齐县六十户乡以及奎屯市样点2种重金属范围均为Pi≤0.7或者0.7相似文献   

基于标准化方法和统计分析法的土壤重金属环境基线值分析比较

通过监测研究区域208个监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的含量,并以此为基础获得区域表层土壤重金属环境基线值,以及区域表层土壤重金属环境基线值相对于本底值的变化累积情况,以此来判断区域表层土壤重金属受人为活动的扰动程度。采用标准化方法和相对累积频率统计方法,分别获得基于这两种方法的重金属环境基线值及偏差,以两者的平均值作为研究区域表层土壤重金属环境基线值。结果显示:研究区域监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn分别有17.3%、1.0%、4.3%、0.0%、2.4%、3.8%、1.9%、0.0%的监测点位超出了农用地土壤污染风险筛选值限值,分别有26.9%、26.0%、29.8%、17.3%、16.8%,20.2%、28.4%、21.6%的监测点位较区域本底值均有不同程度累积;基于标准化方法和相对累积频率统计方法两种方法获得的重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值平均值分别为0.22、0.09、13.34、30.7、82.0、29.7、38.0、89.1 mg/kg,相对偏差为0.5%～12.0%;土壤中重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值较区域本底值的累积指数分别为1.5、1.2、1.0、1.1、1.0、1.0、1.0、1.0、1.0,重金属Cd的环境基线值较区域本底值有轻度累积,说明土壤重金属Cd已经受到一定程度的人为因素干扰,但影响程度较小,Hg有轻度累积的风险,As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn无明显累积。     

深圳市宝安区主要蔬菜生产基地土壤重金属污染调查及评价

对深圳市宝安区30个主要蔬菜生产基地的土壤进行重金属污染调查,选取Zn、Cu、Cr、Pb、Hg、Cd和As共7个指标,采用单项污染指数法和综合污染指数法对其土壤环境质量进行了评价。结果表明：30个样点土壤中,21个样点为1级土壤;5个样点为2级土壤;4个样点土壤受到轻度污染,为3级土壤。2级土壤和3级土壤由Pb、Hg、Cd和As造成的污染比重依次为56％、33％、22％和11％。30个监测点的土壤均没有受到Zn、Cu和Cr污染。