基于开发利用指标主成分分析的区域水资源评价模型

为了克服以往评价水资源开发利用程度方法的种种弊端,基于水资源开发利用指标,应用主成分分析的方法,从样本相关矩阵出发,对水资源开发利用的10个主要指标进行了分析。根据累计贡献率达到92．9％以上,确定了跟水资源开发利用程度相关的5个独立的新指标,并得到各分区的主成分值。以主成分值为指标对水资源开发情况进行分类,其结果与模...     

电动汽车固定区域行驶工况开发研究

行驶工况对于电动汽车的开发设计有很重要意义。本文以中山大学校区校园SEV中巴行驶工况开发为实例,通过实地调查和采集数据分析,根据固定区域内单一线路行驶车辆具有相似性和周期性特点,提出行驶段来分割原始数据方法。对大量试验数据进行了处理,提取有效行驶段的特征参数,引入主成分分析对特征参数进行压缩,以主成分参数为准则,从行驶段样品挑选出代表性行驶工况。本文提出了一种快速有效行驶工况开发方法,可以用在固定区域如景区、楼盘、学校里有相对固定路线的汽车行驶工况开发。     

基于多指标的水安全评价模型研究

通过建立基于多指标水安全评价模型,设计最佳水安全评价指标体系,得到了更加有效的水安全指数。针对水安全评价中存在信息冗余和评价效果差的问题,利用相关分析与主成分分析相结合的方法,剔除不重要的评价指标,运用熵权法得到2002-2011年建三江水安全最终评价指标中各评价对象的综合得分,即水安全指数。实例分析表明,该方法提高了评价模型的显著性和有效性,且计算过程可以被有效控制,为多指标水安全评价提供了新思路。     

陕西省耕地资源格局变化及驱动力研究

根据陕西省1990—2010年的耕地统计资料,研究耕地利用现状及其时空变化规律,应用主成分分析和多元线性回归模型,探索耕地资源与14个驱动因子之间的关系。结果表明,19年间耕地总面积和人均耕地面积都经历了＂缓慢减少—急速减少—相对稳定并略有上升＂的变化过程。陕西省耕地面积总体呈减少趋势,各地区耕地内部结构变化较大。农业...     

阜新市耕地集约利用及其驱动力分析

基于2002-2011年的统计数据,借助DPSIR模型,利用比较分析法和主成分分析法,对阜新市耕地集约利用情况进行研究.研究结果表明,自然因子、社会经济因子、农业投入因子和政策因子是影响阜新市耕地集约利用的重要因子.     

湖南省耕地资源动态变化驱动力分析

以湖南省为例,动态分析耕地资源数量变化,运用因子分析和主成分分析法构建湖南省耕地资源变化驱动因子体系,对影响区域耕地资源数量动态变化的自然、人口、社会经济发展水平、农业发展水平和非农建设用地等进行定量分析,揭示耕地变化的驱动机制。基于此,运用多元线性回归分析,构建了湖南省1997-2007年耕地变化回归模型,分析了各驱动影响因子对耕地资源数量变化的作用。结果表明,湖南省耕地变化的驱动因子分别为经济发展因子、资金投入因子、科技进步和政策驱动因子等4大类,且长期影响着湖南省耕地面积变化,并在未来还将继续影响。其中,前3类因子使耕地面积逐年递减,而政策因子则对湖南省耕地面积变化起着双层作用。     

基于改进主成分分析的区域水资源承载力评价研究

水资源承载力评价,对推行最严格的水资源管理制度具有重要意义.本文在构建评价指标体系的基础上,尝试将Copula函数应用于水资源承载力评价.针对多元变量导致Copula函数参数求解困难的问题,采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)提取主成分因子,形成新的指标体系,从而建立PCA-Copula评价方法,并以新疆和田地区为例,对区域水资源承载力(water resources carrying capacity, WRCC)进行综合评价.结果表明:PCA-Copula评价方法的评价结果与熵值法以及突变理论评价方法的结果排序完全一致,评价结果具有一致性,能够客观反映研究区水资源承载力水平.同时,PCA-Copula评价方法的评价值在0~1之间分布均匀,最大差值为0.818,明显高于另外两种方法,且相邻排序的综合评价值梯度明显,有利于更直观地区别水资源承载力的高低.     

基于主成分回归分析的海南休闲旅游发展综合研究

文章选取了影响海南休闲旅游发展的15个指标,基于主成分回归分析对各指标进行综合分析,并用此方法对海南各市县休闲旅游发展进行综合排名。     

基于嗅觉可视技术的食醋气味表征和区分

利用自主研发的便携式食品气味嗅觉可视检测仪对3种食醋进行了分析,并在实验过程中对传感器制作和图像信号采集进行了优化。结果表明,相机获取图像的整体稳定性优于扫描仪,溶剂挥发时间为15 min时,传感器最为稳定,且与食醋反应可获取最佳响应信号差值;对传感器获取3种食醋挥发气体的响应信号进行主成分分析,再通过线性模型判别,发现独立食醋样本的识别率达到100%。     

稻米食用品质的力学指标主成分分析

采用主成分分析的方法,以米饭的力学指标为依据,评价稻米的食用品质.从样本相关矩阵出发,对稻米7个品系米饭的主要力学指标进行分析,根据累积贡献率达到80.8%以上,确定了反映稻米食用品质的2个主成分,并获得各品种的主成分得分值,进行了食用品质分析,其结果与实际相接近,表明应用主成分分析的方法利用米饭的力学指标评定稻米的食用品质具有准确性和可行性.     

黄淮海地区主栽作物水分供需平衡分析

通过分析黄淮海地区主栽作物的水分供需规律,认为冬小麦是该区农业灌溉用水的主要消耗作物,也是该区农业水分供需失衡的主要原因,应对其种植面积适当加以控制。为促进该区农业水资源利用向良性平衡方向发展,可适当选择大麦、马铃薯、油菜等作为其替代种植作物或者在适当周期内(2年或3年)放弃一季冬小麦种植。另外,该区玉米、棉花等主栽作物水分利用局部存在供大于需的现象,有一定的节水潜力,可加强其需水规律的研究,降低灌溉定额。     

散射辐射对鄱阳湖平原典型稻田总初级生产力的影响

探明散射辐射变化对稻田生态系统总初级生产力（Gross primary productivity, GPP）的影响可为稻田碳汇能力评估和产量估算提供参考。本研究以鄱阳湖平原双季稻田为研究对象,利用涡度相关（Eddy covariance, EC）系统对稻田CO2通量进行了连续两年（2017—2018年）的定位观测,选取水稻生育中期数据,按照散射辐射比例（Diffuse fraction, DF）进行分段,分析了散射辐射对稻田GPP的影响,探明并量化了不同DF条件下散射辐射与其他气象因素对稻田GPP的影响机制。结果表明：不同类型辐射对GPP的影响存在差异,GPP随着直接光合有效辐射（Direct photosynthetically active radiation, PAR-dir）的增加先迅速增长,随后达到饱和;在不同DF条件下,早晚稻GPP随着散射光合有效辐射（Diffuse photosynthetically active radiation, PAR-dif）的变化趋势存在差异,当DF为0.1～0.4时,早稻GPP随PAR-dif无明显变化趋势,晚稻GPP随PAR-dif呈上升趋势（决定系数R2为0.23）,当DF为0.4～0.7时,早晚稻GPP随PAR-dif呈下降趋势（R2为0.38、0.02）,当DF为0.7～1.0时,早晚稻GPP随PAR-dif呈明显上升趋势（R2为0.32、0.89）,可见PAR-dif是影响水稻GPP的重要因素。早晚稻GPP与DF呈二次曲线关系（R2为0.45、0.67）,早晚稻光能利用效率（Light use efficiency, LUE）则与DF呈显著的线性正相关关系（R2为0.68、0.82）,早晚稻最优DF为0.48和0.40。DF变化同时引起气温（Air temperature, Ta）和饱和水汽压差（Water vapor pressure deficit, VPD）的变化,进而对水稻GPP产生协同影响。气象因素与水稻GPP的通径分析结果表明：不同DF条件下,气象因素对水稻GPP的影响存在明显差异。总体而言,Ta和VPD升高分别对水稻GPP起促进和抑制作用,当DF为0.1～0.4、0.4～0.7和0.7～1.0时,影响早稻GPP的主要气象因素为Ta、PAR-dir和PAR-dif,影响晚稻GPP的主要气象因素则为PAR-dif、PAR-dir和PAR-dif。     

种植方式对华北平原典型农田土壤微形态特征的影响

以华北平原曲周18年长期定位试验的农田土壤为研究对象,利用偏光显微镜观察常规种植、无公害种植和有机种植3种种植方式下的土壤薄片,研究种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:3种种植方式下的土壤和土壤粗颗粒的矿物组合基本一致,主要由石英和长石组成,但颗粒的形态和粒径有一定差别;有机种植下,土壤表层结构由中度分离的块状和板状结构为主变为团粒结构为主,发育良好的团聚体含量明显增加,土壤容重显著下降,有机质显著增加;表层土壤容重为1.19 g/cm~3,有机质含量为22.67 g/kg,总孔隙度高达32%。常规种植条件下,土壤表层结构以中度分离的块状结构为主,土壤结构较为紧实,发育程度较低;表层土壤容重为1.30 g/cm~3,有机质含量为18.42 g/kg,表层的总孔隙度为30%。无公害种植条件下,土壤表层结构以中度分离的团块状结构和少量的高度分离的粒状结构为主,土壤结构发育程度居于有机种植和常规种植二者之间。因此,有机种植条件下土壤结构疏松,土壤透气性良好,有利于作物生长。     

京津唐与长三角7省市农业机械化水平主成分分析

分析京津唐和长三角地区的农业机械化水平有助于认识该地区的产业变迁，并发现农机化现存的一些问题。传统的分析方法难以解决指标间的相关性，主成分方法通过公共因子减少了分析的指标数量，避免了多重共线问题，可以为我们决策获得更真实的信息资源。     

运东平原区1976年以来地下水位变化特征分析

利用运东平原区东光和吴桥县1976—2008年长系列的浅层地下水位观测数据,基于多种统计方法分析了该区域地下水位近33年来的趋势性、突变点、持续性、周期性和主要的气候影响因子。结果表明,地下水位年内波动受抽水灌溉和降雨的影响而表现出高度一致性;近33年来,研究区地下水位主要呈现下降趋势,而东光城区则由于浅层抽水量较少而处于上升趋势;各站地下水位赫斯特指数均大于0.5,表现了很强的持续性特征;该区域地下水位在20世纪70年代末、1989年和1996年左右出现了3个拐点;地下水位以大于33年的周期变化为主,人类活动的影响使得天然周期显著减弱。     

三江平原井灌水稻区地下水动态变化规律研究

由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位持续下降,吊泵、局部超采现象时有发生。为解决上述问题,以853农场为例,采用时间序列分析方法建立了853农场地下水埋深动态预测模型,对地下水埋深进行模拟和预测,揭示了该区地下水动态变化规律,为三江平原地下水资源的可持续利用提供了科学依据。     

三江平原ET0时空特征及其未来情景下预测研究

参考作物蒸发量(Reference crop evapotranspiration, ET₀)的预测对作物需水量计算与田间水分管理具有重大意义,可为农业节水和水资源高效利用提供重要的科学依据。基于三江平原6个气象站1961—2010年逐日气象资料,采用Penman-Monteith(P-M)公式计算ET₀,对历史期(1961—2010年)ET₀及相关气象要素的时空特征进行分析;依据美国国家环境预报中心再分析数据以及大气环流模型(GCM)中加拿大CanESM2模式的预报因子日序列的输出数据,采用统计降尺度模型(SDSM)对未来RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下的ET₀进行预测。结果表明：历史期ET₀呈上升趋势,多年年平均气温与ET₀趋势相同,而年平均风速、相对湿度和净辐射整体呈下降趋势,空间分布上多年年平均ET₀总体表现为中部高于周边、西部高于东部的趋势;模拟精度检验方面,基于CanESM2模式下historical情景模拟的ET...     

降水对华北主要粮食作物灌溉需求影响特征

探明华北地区作物灌溉需求规律及主控因素是合理制定水资源规划,缓解该区地下水超采的重要依据。本文基于华北60个气象站近50年(1971—2020年)逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算作物需水量,并分析降水对主要粮食作物(冬小麦和夏玉米)灌溉需求时空特征的影响。结果表明：在降水丰水年(25%),冬小麦作物灌溉需求指数I_RI以0.50～0.75区间的高度灌溉需求分布区为主,夏玉米则以0.25～0.50区间的中度灌溉需求分布区为主,分布面积比率分别为研究区的92%、86%;在平水年(50%),冬小麦I_RI以大于0.75的极高灌溉需求分布区为主,分布面积比率占56%,夏玉米仍以0.25～0.50的中度灌溉需求分布区为主,但分布面积比率扩大至100%;在枯水年(75%),冬小麦极高灌溉需求分布面积比率增大至97%,夏玉米则以0.50～0.75的高度灌溉需求分布区为主。降水量是影响I_RI的主控因素,随降水量的增大,不同区位I_RI均呈直线下降趋势,但对降水量变化的敏感性存在较大差异...     

基于近红外光谱的山核桃的品种鉴别

为实现对山核桃品种的快速鉴别，采集浙江临安山核桃、安徽宁国山核桃、美国山核桃和四川核桃共4种100个核桃样品的近红外光谱，对光谱数据进行了标准正态变量变换（standard normal variate transformation，SNV）预处理后，采用主成分分析（principal component analysis，PCA）法实现了光谱的差异可视化，基本可实现4种山核桃的鉴别。为提高模型准确率，采用主成分分析降维后数据结合线性判别（PCA-LDA）的分类方法，该法对4种山核桃品种鉴别的校正集和验证集的分类准确度都达到了100%。结果表明，近红外光谱技术可实现对山核桃品种的快速鉴别。      

Crop yield responses to climate change in the Huang-Huai-Hai Plain of China

Global climate change may impact grain production as atmospheric conditions and water supply change, particularly intensive cropping, such as double wheat-maize systems. The effects of climate change on grain production of a winter wheat-summer maize cropping system were investigated, corresponding to the temperature rising 2 and 5 °C, precipitation increasing and decreasing by 15% and 30%, and atmospheric CO₂ enriching to 500 and 700 ppmv. The study focused on two typical counties in the Huang-Huai-Hai (3H) Plain (covering most of the North China Plain), Botou in the north and Huaiyuan in the south, considering irrigated and rain-fed conditions, respectively. Climate change scenarios, derived from available ensemble outputs from general circulation models and the historical trend from 1996 to 2004, were used as atmospheric forcing to a bio-geo-physically process-based dynamic crop model, Vegetation Interface Processes (VIP). VIP simulates full coupling between photosynthesis and stomatal conductance, and other energy and water transfer processes. The projected crop yields are significantly different from the baseline yield, with the minimum, mean (±standardized deviation, SD) and maximum changes being −46%, −10.3 ± 20.3%, and 49%, respectively. The overall yield reduction of −18.5 ± 22.8% for a 5 °C increase is significantly greater than −2.3 ± 13.2% for a 2 °C increase. The negative effect of temperature rise on crop yield is partially mitigated by CO₂ fertilization. The response of a C3 crop (wheat) to the temperature rise is significantly more sensitive to CO₂ fertilization and less negative than the response of C4 (maize), implying a challenge to the present double wheat-maize systems. Increased precipitation significantly mitigated the loss and increased the projected gain of crop yield. Conversely, decreased precipitation significantly exacerbated the loss and reduced the projected gain of crop yield. Irrigation helps to mitigate the decreased crop yield, but CO₂ enrichment blurs the role of irrigation. The crops in the wetter southern 3H Plain (Huaiyuan) are significantly more sensitive to climate change than crops in the drier north (Botou). Thus CO₂ fertilization effects might be greater under drier conditions. The study provides suggestions for climate change adaptation and sound water resources management in the 3H Plain.