水泵叶片最佳运行角度确定的电算程序开发

编制开发的适用于大中型泵站确定水泵叶片最佳运行角度的电算程序，可以方便、快速、准确地根据泵站的实际情况及需要，确定水泵叶片的最佳运行角度，并计算出泵站的其他参数及评价指标。这些计算结果对于提高泵站运行管理水平、泵站的经济效益具有指导意义，并为泵站工程的优化设计及水泵的优化选型提供了有价值的结论和建议。     

沥青路面红外辐射加热最佳波段的确定研究

红外辐射加热沥青路面由于其加热时间短、效率高的优点,被相关行业重视与使用.红外辐射加热通常利用燃烧燃气燃料的方式加热多孔金属纤维网或其他红外辐射材料,使其发出可以用于加热旧沥青路面的红外波段,所以对于燃气红外辐射加热器的研究至关重要.基于此,本文根据维恩位移定律与辐射效率和工程最大值的概念,利用有限元分析软件ABAQU...     

基于无人机多光谱影像特征的最佳波段组合研究

针对卫星遥感影像分辨率低、时间周期长、波段冗余信息多等问题,利用无人机多光谱数据获取便捷、成本低、周期短的优势,以玛纳斯河畔为研究区,使用固定翼无人机搭载Micro MCA12 Snap多光谱传感器获取高分辨率多光谱影像。通过对多光谱影像数据标准差及相关性进行分析排序,结合OIF方法得到原始波段最佳组合,使用多种植被及水体指数、主成分分析、灰度共生矩阵确定信息量最大的光谱特征与纹理特征波段,提出将光谱特征、纹理特征信息与最佳波段指数结合的方法来确定地物分类最佳波段组合。实验结果表明,针对Micro MCA12 Snap多光谱传感器,可选择波段1、6、11、NDVI、NDWI以及灰度共生矩阵中的Mean参量作为其地物分类的最佳波段组合。感兴趣区域内非监督IsoData分类精度从83.57%提升到89.80%,监督的SVM分类精度从95.58%提升到99.76%。研究结果可为无人机多光谱遥感最佳波段组合选择提供借鉴和参考。     

新型遥感卫星土壤水分产品在不同地表覆盖下的精度验证与分析

近年来,土壤水分遥感卫星数据被广泛应用在气候、水文、农业等领域的研究中,微波土壤水分数据产品的适用性分析显得越来越重要.本研究分别以美国国家航空航天局的FLUXNET2015数据集和欧洲航天局发起并进行集中数据托管的ISMN网络为基准,运用统计学的方法(偏差、均方根误差和时间序列相关系数),在2012年7月至2014年...     

基于云平台和BFAST算法的地表变化检测方法

准确识别地表变化的时空信息,有助于探究地表自然环境和生态系统发展演变的规律,支撑相关的科研与行政管理工作。本文以河南某生态保护修复工程部分实施范围为研究区域,基于Google Earth Engine(GEE)云平台,以2013—2020年的98景Landsat8/OLI遥感影像作为数据源,应用Breaks for additive season and trend(BFAST)算法对地表变化进行了信息提取和制图。首先基于GEE云平台对Landsat8/OLI地表反射率数据集进行调用和预处理,基于CFMask算法对遥感数据集进行云影掩膜,开展光谱指数(植被指数NDVI)的计算以及时间序列数据集的构建。其次基于时序数据集与BFAST算法构建由趋势项、季节项和残差项组成的广义线性回归模型,通过最小二乘法求解模型中的未知参数集,以此进一步构建时序拟合模型,而后基于残差的Moving sums(MOSUM)方法对时序结构变化进行检测。最后从检测结果中抽取像元样点,通过与Google Earth高分辨率影像数据叠置和目视解译,开展结果验证和精度评价。结果表明,本文提出的方法在研究区的时序地表变化...     

基于HJ-1卫星影像的三大农作物估产最佳时相选择

对于农作物遥感估产，精确选择最佳估产时相是关键环节。该文利用中国自行研发的HJ-1卫星CCD影像对黑龙江八五二农场3大作物（水稻、玉米、大豆）进行遥感估产的最佳时相选择，通过构建小波变换滤波方法和移动平均法的时序NDVI曲线数据，并依据平滑后的时序NDVI曲线分别确定3大作物的遥感估产最佳时相。研究结果表明，从平滑后的时序NDVI曲线中识别出来的3大作物的关键生长期与当地作物的物候期相对比，水稻生长期拟合误差为-0.003356508，玉米生长期拟合误差为-0.001687117，大豆生长期拟合误差为-0     

基于角度约束空间殖民算法的树点云几何结构重建方法

激光点云数据包含信息丰富、精度高,在森林演变、植物模型重构方面应用广泛。为提高树三维重构时的精度与真实感,提出一种基于实测点云数据的三维重构方法。首先,使用Kinect 2.0采集树的双面点云数据,在树根附近放置塑料标准球作为标记,使用人工标记法粗配与ICP算法精配相结合的方式对获取的双面点云数据进行配准,得到树完整的点云数据;其次,引入生长角度约束改进空间殖民算法生成树的三维骨架,根据管道模型估算树枝粗度,使用广义圆柱体生成树干;最后,对叶片单独建模,根据叶序规则添加树叶完成树的三维重构。以玉兰树、枫树以及Limit Tree为例进行重构试验,试验结果表明,该方法能够逼真地模拟树的三维形态结构,较好地展现树的拓扑结构关系,重构误差在6.5%以内,可为虚拟树木三维建模、虚拟修剪以及树的拓扑结构分析等研究提供参考。     

利用Radon变换计算粮仓害虫图像的倾斜角度

针对无明显的直线特征的仓储害虫图像,提出了一种基于Radon变换算法定位图像区域和检测图像倾斜角度的方法.实验结果表明,该算法能快速、准确地测量出仓储害虫图像的倾斜角度,并具有很强的抗干扰性、应用适应性和抗随机噪声的特性.     

土壤盐碱化遥感监测方法

由于遥感技术获得的信息具有真实客观、及时准确、重复性强等优势。因而，利用遥感技术进行盐碱化监测是进行土壤盐碱化定性、定量和动态分析的重要手段。为此，对目前土壤盐碱化遥感监测的主要方法(直接、间接和综合等方法)及其存在的问题进行了阐述，并展望了遥感监测土壤盐碱化的发展前景。     

基于太阳能的无线土壤水分传感器的研制

为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0～30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建星形网络能实现数据无线传输。当节点发射功率为1 mW时,在无阻挡条件下可靠传输距离为30 m,在有农作物遮挡时,可靠传输距离为10 m左右。在1 h采集发送     

基于实测数据及遥感图片的土壤采样方法

如何结合土壤特性和先进手段,制定具有代表性,同时又经济的土壤采样方案一直是土壤分析的难题。该文根据陕西省卤泊滩盐碱地改良区土壤含盐量的实测资料和相应的遥感图片数据,并结合土壤属性空间分布特性,提出一种新的土壤水盐含量采集方案。结果表明,用33个已知点的实测数据可以估算出101个未测点的含量并最终构成插值343个点的空间分布图,且水分与盐分含量预测结果相关的确定系数分别为0.869和0.817。在此基础上进而对工程改良措施下的卤泊滩盐渍土表层水盐空间变异性进行研究。分析结果表明,研究区土壤水盐含量具有中等较强的空间自相关性和较弱的变异性。通过对该地区水盐空间变异性的研究可以及时了解盐渍地试验区的改良效果及水资源管理情况。     

基于遥感和蚁群算法的多目标种植结构优化

针对农业种植结构与水资源不匹配的问题,以主要作物不同生育期需水特点和区域降水特点吻合性为基础,建立了考虑灌区节水效益、经济效益和生态效益的多目标种植结构优化模型,并以宝鸡峡五泉灌区为例,利用遥感快速获取灌区种植结构信息,并以不同口粮面积约束为条件建立2种优化方案,采用蚁群算法对模型在不同约束下的2种优化方案进行优化求解.结果表明：方案1,2的灌区需水总量为现状的85.4%和83.4%,纯收入比现状在平水年低5.4%和高7.1%,在干旱年低5.9%和高7.3%,降雨耦合度分别在平水年高12.6%和15.6%,干旱年高17.5%和28.6%,对2种不同约束方案优化结果比较得出,方案2为最优调整方案.该研究在未改变原有灌区种植面积的条件下,经种植结构优化调整后,既可保持灌区生态环境的可持续发展,又使灌区经济收入有很大的提高.这对农业节水规划具有较高的实用价值和理论意义.     

Combining remote sensing and in situ soil moisture data for the application and validation of a distributed water balance model (HIDROMORE)

An application of the FAO56 approach to calculate actual evapotranspiration (AET) and soil moisture is reported, implemented by means of the HIDROMORE computerized tool, which performs spatially distributed calculations of hydrological parameters at watershed scale. The paper describes the application and validation of the model over 1 year in an area located in the central sector of the Duero Basin (Spain), where there is a network of 23 stations for continuous measurement of soil moisture (REMEDHUS; Soil Moisture Measurement Stations Network) distributed over an area of around 1300 km². The application integrated a series of Landsat 7 ETM+ images of 2002, from which the NDVI series (Normalized Difference Vegetation Index) and the map of land covers/uses were derived. Validation consisted of the use of the REMEDHUS soil moisture series and their comparison with the series resulting from the application. Two simulations were performed, with soil parameters values at the surface (0-5 cm depth) and at the mean of the profile scale (0-100 cm depth). The behaviour of the simulated soil moisture was described by means of its correlation with the measured soil moisture (determination coefficient, R² = 0.67 for the surface values and 0.81 for the mean profile values), and the Root Mean Square Error (RMSE), resulting in a range of it for the 23 stations between 0.010 and 0.061 cm³ cm⁻³. The application afforded an underestimation of the soil moisture content, which suggests the need for a redefinition of the limits of the plant available water used in the calculation. The results showed that HIDROMORE is an efficient tool for the characterization of hydrological parameters at global scale in the study zone. The combination of the FAO56 methodology and remote sensing techniques was efficient in the spatially distributed simulation of soil moisture.     

基于ETM+遥感影像的农田土壤含水率反演研究

以河套灌区解放闸灌域为研究区域,以Landsat ETM+影像为数据源,采用土壤水分光谱法并借助回归分析建立农田土壤水分遥感反演模型并进行模型检验.结果表明,模型精度达到81％以上.可为河套灌区农田大范围的土壤水分实时、快速监测提供方法依据.     

基于Cokriging插值修正冬小麦面积遥感监测

在研究区内冬小麦种植区选取149个地面样方,筛选样方内反映种植结构、地块破碎程度、地形因素的参数并利用差分GPS测量,对3个参数量化并确定插值的主辅变量。探讨和比较了利用普通克里格和协同克里格2种插值方法对研究区的冬小麦种植面积比例的插值结果。结果表明,相同采样数量下,协同克里格法相对于普通克里格法的均方根误差降低1.48%,预测值与实测值之间的相关系数提高了6.82%,利用COK插值获取研究区内冬小麦种植面积比例分布状况,可以分区域对大尺度冬小麦面积遥感提取结果进行修正。     

基于LM算法的土壤表层含水率遥感监测

为探讨数据挖掘技术中LM(Levenberg-Marquardt)算法在土壤表层(约1 cm)含水率遥感监测中的应用,选取黄绵土、粘黄土、红土为试验材料,配制含水率分别为0、6%、10%、14%、18%、22%的土壤样本,在09:00—10:00和15:00—16:00时间段进行可见光采样,并对图像亮度进行梯度处理,以此模拟全天光线变化。采用样本实测含水率及图像RGB三阶颜色矩数据作为数据集,对上午、下午样本和两时间段混合样本采用LM算法建立含水率回归模型,并与BP(Back propagation)算法和分类回归树(Classification and regression trees,CART)算法进行比较。结果表明,基于土壤表层RGB颜色矩的LM算法具有较好的应用效果,混合样本不同土样回归模型决定系数R~2分别为0. 958、0. 943、0. 949,均方根误差(RMSE)分别为1. 6%、2. 0%、1. 9%,相对分析误差(RPD)分别为4. 873、4. 183、4. 440。不同光照时的混合样品分析结果表明,LM算法适用于不同光线采集样品的土壤含水率监测,适用于土壤表层(约1 cm)含水率的监测。     

质地和根系深度对水分探头埋设的仿真模拟

利用Hydrus-1D模型模拟不同植物根系深度和不同土壤质地条件下的土壤水分动态与平衡,研究了根系分布深度和质地对控制灌溉土壤水分探头埋设深度的影响,并利用试验进行了验证. 土壤质地和植物根系分布深度对探头埋设深度有显著影响,砂壤土和壤土分别采用高频低灌量和低频率高灌量的方法.浅根系植物（10 cm）在砂壤土条件下探头埋设5 cm深度最佳,但是根系深度增大到30 cm,探头应该埋设到20 cm深度.对壤土而言,利用位于根系1/2至1/3处的探头控制灌溉. 太浅的埋设深度会导致灌溉频率增大,太深的埋设可能造成植物缺水.黏土条件下,结果较为复杂,探头的埋设深度需要田间试验研究. 研究结果表明：针对具体植物,因其需水规律和生理特征的不同,根据植物需水规律来调整探头的控制范围达到高效节水目的.     

不同覆盖方式对土壤水热及猕猴桃产量的影响

针对南方季节性干旱和夏季土壤高温胁迫所造成的猕猴桃产量与品质下降等问题,探索合理有效的覆盖措施来改善果园的土壤水热环境,从而实现南方猕猴桃产业的可持续发展.通过大田观测试验,研究黑膜(H)、白膜(B)、防草布(F)、防草布+白膜(F+B)、秸秆(J)、不覆盖(CK)6种不同覆盖处理下土壤水分、温度的变化规律,并比较相应处理的猕猴桃产量与品质差异.相比处理CK,覆盖处理保水效果较好,处理H,B,F,F+B,J在0～50 cm土壤含水率分别提高了1.1%,1.3%,2.2%,2.9%,1.6%,随土层深度的增加,土壤含水率明显提升.相比处理CK,夏季单一覆盖处理使0～25 cm土壤温度降低了0.8～2.5℃,而F+B组合覆盖处理土壤温度升高了0.9℃,同时覆盖处理缩小了温度日变化0.9～2.1℃,处理F尤为显著.各覆盖处理使猕猴桃单果质量提高了0.1%～7.7%,同时可提高糖酸比3.8%～33.6%.防草布覆盖既可改善猕猴桃土壤的水热环境,又能提高猕猴桃的产量与品质,是该区果园管理较适宜的覆盖方式.