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变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度(供水量/需水量)时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明:基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约90%;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101 km2的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。 相似文献
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基于Sentinel-2A的棉花种植面积提取及产量预测 总被引:1,自引:1,他引:0
及时、准确预测棉花产量在棉田经营管理、农业决策制定等方面具有重要的价值和意义。为了提高棉花产量预测精度并确定估产的最佳生育时期,该研究利用谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)获取2020年Sentinel-2A的3个时间段影像,采用随机森林(Radom Forest, RF)、支持向量机(Support Vector Machine, SVM)、决策树(Classification and Regression Tree, CART)进行棉花种植区域提取,利用顺序向前选择(Sequential Forward Selection, SFS)和偏最小二乘算法(Partial Least Squares Regression, PLSR)确定棉花产量预测最佳生育时期,最终形成莫索湾垦区棉花产量预测分布图。结果表明,1)RF分类效果最佳,农田与非农田分类总体精度为0.94,Kappa 系数为0.89;棉田与非棉田分类总体精度为0.92,Kappa 系数为0.83。2)红边波段(B6)在3个生育时期中与产量相关性较好,相关系数随着生育时期的递进而增加,分别为0.37、0.47、0.53。3)基于PLSR构建的产量预测模型中,铃期预测效果最佳(决定系数R2=0.62,均方根误差RMSE=625.5 kg/hm2,相对误差RE=8.87%),优于吐絮期(R2=0.51,RMSE=789.45 kg/hm2,RE=11.06%)和花期(R2=0.48,RMSE=686.4 kg/hm2,RE=9.86%),铃期为棉花产量预测的最佳生育时期。该研究利用GEE和Sentinel-2A影像数据,为新疆莫索湾垦区棉花种植面积提取及产量预测提供一种新的思路,可为合理水肥配置、精准种植、农作物生长过程监测提供数据支撑。 相似文献
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为探究不同立地条件下沙棘土壤水分分布特征和生长情况,采用样地试验,设置2种坡向(阴坡、阳坡)和3种坡位(坡顶、坡中、坡底)进行研究。研究表明:(1)各样地内的土壤水分季节变化可划分为消耗期(5—6月)、快速补充期(6—7月)和消退期(7—9月),天然降水对土壤含水率影响较大;(2)各样地内的土壤水分垂直分布为土壤水分显著变化层(Cv>0.2)、土壤水分次变化层(0.2>Cv>0.1)和土壤水分相对稳定层(Cv<0.1);(3)不同立地条件对土壤水分及植株的生长具有显著影响。阴坡土壤水分明显高于阳坡,土壤水分由坡顶向坡底呈递减趋势;沙棘的生长指标及存活率表现为阴坡>阳坡,不同坡位表现为坡底>坡中>坡顶。研究结果可为玛纳斯县前山地带沙棘造林提供参考和理论依据。 相似文献
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随着土壤盐碱地面积不断扩大,盐碱胁迫成为影响花生萌发的重要因素之一。为探究花生品种耐盐碱特性,筛选耐盐碱花生品种,以发芽率、发芽势、发芽指数和盐害率为指标,益花1号、花育25号、花育39号、汾花1号、豫花37号为试验材料,分析NaCl、NaHCO3和NaCl+NaHCO3(1∶1)3种盐碱类型,4种胁迫浓度(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)对花生种子萌发的影响,对比分析各指标间的差异,并进行耐盐碱能力评价。研究结果表明,盐碱胁迫抑制种子萌发,随着盐碱溶液浓度增加发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势,盐害率呈上升趋势,且NaCl+NaHCO3(1∶1)胁迫程度大于NaCl和NaHCO3,0.9%和1.2%浓度下种子不萌发。盐害等级划分结果与隶属函数综合评价结果显示,益花1号在3种盐碱胁迫下耐盐碱水平均较高,花育39号在各盐碱胁迫下耐盐碱性最差;益花1号为盐碱胁迫下的优势品种;新疆盐碱土壤类型主要为混合盐碱,综合各指标考虑,0.6%的胁迫浓度可作为评价各品种的耐盐碱性强弱的参考浓度。 相似文献
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[目的]研究不同时期环割对促成栽培夏黑葡萄果实品质的影响.[方法]采用单因素随机设计,选择生长一致的夏黑葡萄单株,在花后10(4月30日)、20(5月9日)、30 d(5月19日),在结果母枝第2、3节之间进行环割.花后30 d开始采集样本,每隔7d采集样本一次至果实成熟,测定果实重量及可溶性糖、可滴定酸、花青素含量.[结果]环割促进果实生长发育,果实鲜重、可溶性糖含量、花青素含量显著增加,可滴定酸含量降低,且花后20d环割处理效果最显著.[结论]该研究可为新疆地区夏黑葡萄无公害生产提供参考. 相似文献
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89.
90.
为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入,物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明,该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求,5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R2和均方根误差RMSE依次为0.9934 和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID(improved neural network-PID,INN-PID)控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID(neural network-PID,NN-PID)和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55 ℃的干燥温度控制试验。结果表明,在仿真试验中,INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器;干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律,INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s,调节时间是120.59 s,最大超调量是4.87 %,满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统,进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明,该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义,对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。 相似文献