灰色关联-熵模型在珠三角水资源承载力评估中的应用

水资源承载力是影响区域可持续发展的关键因素之一,科学的评估水资源承载力可为合理促进水资源开发利用提供参考依据。以信息熵和灰色关联理论为基础,建立了基于灰色关联-熵的水资源承载力评估模型,对珠三角区域水资源承载力空间差异性进行分析,评估结果表明,2017年珠江三角洲地区影响水资源承载力的主要指标为单位面积污水排放量、人均水资源量、万元工业增加值用水量等,在评估体系的5个子系统中,水资源数量、水资源质量和用水水平的指标总权重为74%,珠三角城市水资源承载力由低到高分别为:深圳<佛山<广州<东莞<中山<珠海<江门<惠州<肇庆。结合各地市水资源利用现状,提出了合理开发利用水资源的建议,同时为珠三角水资源承载力评估工作提供了更加合理的方法。     

基于组合赋权的改进尼梅罗指数法在地下水水质评价中的应用

针对传统尼梅罗指数法中单项组分评分值Fi不连续,以及过分突出各单项组分最大评分值Fmax的问题,以熵权法和二项系数法组合赋权的方式对尼梅罗指数法进行改进,并以彭州川西气田部分水质检测结果为基础进行水质评价。评价结果表明,改进的尼梅罗指数法解决了传统方法中Fi值不连续和过分突出Fmax的问题,评价结果符合实际且在5个水质级别中的分布更加连续、均匀。     

熵权属性识别模型综合评价灌溉管理模式

针对节水灌溉运行管理模式在优选过程中,各方案中指标的多属性特征,采用熵值法赋权与属性识别理论相结合,建立了熵权属性识别运行管理模式综合评价模型,通过计算各指标属性测度、灰色接近度和评分准则进行排序分析,选出最适宜模式。熵值赋权可减小因主观因素带来的误差,属性识别有效判别指标值属性测度,灰色接近度的计算从客观的角度判断了管理模式的等级。该模型评价思路清晰、便于计算,可为管理者在选用灌溉管理模式方面提供技术参考。     

耕地集约利用的空间特征及影响因素研究——以甘肃省东部四市为例

为了准确把握耕地集约利用水平和空间差异特征以及不同区域间的影响因素,本文采用多因素综合评价、K-mean聚类法和空间计量模型对甘肃省东部四市的耕地集约利用度的变化情况及空间水平分布规律进行了研究,并对影响耕地集约利用水平的内部因素进行探索。结果表明:1)2016年研究区耕地集约利用度整体处于较粗放利用水平(均值0.377 2),区域差异比较明显,其中Ⅲ、Ⅳ级位于研究区东北部和西南部,Ⅰ、Ⅱ级位于研究区中部,整体呈"哑铃"状结构;2)全局莫兰指数为0.142 2,表明研究区各县(区)耕地集约利用度存在显著为正的全局自相关,呈现空间集聚特征,LISA聚集图空间特征与集约度等级图基本吻合;3)劳动力指数、地均机械总动力和部分区域农业科技发展率、有效灌溉率与耕地利用集约度成正相关关系,由于空间的辐射性和依赖性,各回归系数值分布具有明显的"片"或"带"状区域特征。     

基于熵权灰色关联法的高寒贫困山区生态脆弱性分析——以青海省海东市为例

[目的]对青海省海东市6个区县的生态脆弱性进行定量研究,为缓解高寒贫困山区贫困状态、提高生态环境保护意识提供参考,为国家深入实施精准扶贫工作提供依据。[方法]选择经济发展状况、社会发展状况和自然生态环境状况3个评价维度构建高寒贫困山区生态脆弱性评价指标体系,运用熵权灰色关联法,对其进行定量分析与评价。[结果]互助县生态脆弱度为0.850 1,属微度脆弱等级,平安区生态脆弱度为0.712 8,属轻度脆弱等级,循化县生态脆弱度为0.557 3,属于中度脆弱等级,乐都、民和及化隆3区县生态脆弱度均小于0.45,属于重度脆弱等级。青海省海东市高寒贫困山区生态脆弱性评价指标的综合关联度从高到低的顺序依次为:互助县平安区循化县化隆县乐都区民和县。[结论]自然生态环境状况和资源禀赋严重制约经济社会发展的同时,对生态脆弱性也有显著的影响。     

2015—2020年北京市农业农村现代化发展水平综合评价

为研究北京市农业农村现代化发展进程和水平,采用熵值法、GIS技术和障碍度模型,基于农业现代化和农村现代化两大目标层,构建农业农村现代化综合评价指标体系,并分析北京市2015—2020年整体农业农村现代化发展水平、各区农业农村现代化发展水平、空间格局特征和障碍因子。结果表明：1)北京市农业农村现代化整体发展水平从2015年的0.591 4提高到2020年的0.719 2,处于基本实现农业农村现代化的初期阶段,两大目标层和九大准则层也有明显提高,但农村现代化发展水平远低于农业现代化发展水平;2)北京市各区农业农村现代化整体发展水平呈上升趋势,高值地区发展水平稳步提升,低值地区发展后劲不足。除顺义区处于起步阶段的后期,其他区多处于初中期阶段;3)空间分布非均衡性明显,从零星分布转变为集群分布,高水平和低水平区域同时出现扩散的态势,并逐步形成“西北低东南高”的空间分布格局,空间分异逐年增强;4)农业产业体系现代化和农村基础设施和公共服务现代化是北京市农业农村现代化发展的关键制约因素。据此提出坚守重要农产品稳产保供和缩小城乡收入差距2条底线、高水平地区发挥示范引领作用、低水平地区发展乡村特色产业...     

基于最大熵模型的西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭栖息地差异

远东拟沙丁鱼Sardinops melanostictus和日本鲭Scomber japonicus作为西北太平洋的主要关联物种,研究其潜在栖息地分布以及对该海域环境变化响应的差异对管理和持续利用该渔业资源有重要的科学意义。本研究采用最大熵模型,利用2017~2021年盛鱼期(5~11月)在西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭的渔业数据,结合海表面温度 sea surface temperature, SST、海表面盐度 sea surface salinity, SSS、海表面高度 sea surface height, SSH、叶绿素浓度 chlorophyll-a, Chl-a、涡旋动能 eddy kinetic energy, EKE、不同水层温度(包括50m、100m、150m、200m),通过贡献率的大小分别筛选出各月对远东拟沙丁鱼和日本鲭排位前三的关键因子,根据二者对各月关键环境因子的响应曲线,获得各月关键因子对二者潜在栖息地的月间变化,最终模拟出二者在5~11月的潜在栖息地分布图。结果表示,远东拟沙丁鱼和日本鲭的潜在栖息地变动与实际作业位置具有一致性,随着月份的增加均呈现先向东北方向移动,在向西南方向折回的运动趋势,且二者各月潜在栖息地位置均大范围重叠。在6、8~10月影响二者适宜栖息地变动的关键因子均为SSH、SST、Chl-a,且适宜范围相差不大。5、7、11月影响二者适宜栖息地变动的关键因子有所不同,远东拟沙丁鱼5月的关键因子为SSH、EKE、SST,7月为SSH、SST、Chl-a,11月为EKE、SST、Chl-a,而日本鲭5月为SSH、EKE、Chl-a,7月为SST、Chl-a、SSS,11月为SSH、SST、Chl-a,各月环境因子的适宜范围不同。此外,随着月份增加日本鲭最适栖息地面积向北逐渐缩小,7和11月份面积最小,而远东拟沙丁鱼最适栖息地面积有增大趋势,11月份最适栖息地延伸到37°N以北的地区。该研究表明SSH、SST、Chl-a的变化对西北太平洋远东拟沙丁鱼和日本鲭潜在栖息地分布变化均有重要影响,而EKE、SSS是造成二者之间潜在栖息地分布变化差异的主要原因。     

Low cost measurement setup based on a piezoelectric microphone for estimating apple bruising using Shannon entropy

This study presents a low cost measurement setup for estimating apple bruise volume during drop impact tests. The proposed measurement system consists of three main stages namely recording impact sound, signal processing, and estimating bruise volume. In the recording stage, the impact sound occurred when striking the apple on the surface was recorded by a piezoelectric microphone into computer. The impact sound was converted into Shannon entropy signals based on the Kernel density approach, and two measurable quantities namely entropy peak and pulse-width time were extracted from Shannon entropy signals in the signal processing stage. In the bruise volume estimating stage, the regression curves that map entropy peak and pulse-width features into bruise volume are estimated using measurements data. To evaluate the performance of the proposed method, we conducted several drop experiments with six different drop heights and two different temperatures (1 and 19 °C). Experimental results showed that bruise volume was exponentially proportional to the entropy peak and it was inversely proportional to pulse-width time as power functions, and all the curves were fitted with coefficients of determination of more than 0.98. Moreover, it was found that colder apples developed less bruise volume then warmer ones.     

河南省农业干旱脆弱性分析

为减轻旱灾损失,根据2005、2015年河南省统计与气象数据,采用10项指标和灰色关联分析法,以最劣值为参照系列分析了该省农业旱灾脆弱性。结果表明,豫西的济源、三门峡、洛阳,豫东的开封、漯河与豫北的鹤壁是河南省干旱脆弱性较强的区域,而豫东南的商丘、驻马店、信阳,豫北的新乡、豫西南的南阳则脆弱性较弱,其他地区居于两者之间;2005—2015年河南省干旱脆弱性呈明显的增加趋势。河南省是中国粮食生产核心区,首先要依靠科技创新,大力发展节水农业、循环农业;其次要重视水资源的节约与保护、加大农业投入以降低干旱的脆弱性,确保粮食安全。     

基于信息熵的天山山区降水时空变化特征

降水是山区气候中最重要的气象要素之一,其大小及变化直接关系到干旱山区中、下游的生态环境与经济社会的发展,但是,由于技术和地理条件的限制,是难以精确观测的气象要素。本研究采用天山山区31个台站和1960-2008年间的实测降水资料,应用信息熵方法对天山山区年、季和月的降水变化特征进行分析。结果表明,天山山区降水在时间和空间上均存在变异性,时间变异性表现为信息熵的无序指数(DI)年际变化小于季节变化,季节变化小于月变化。DI多年变化特征呈现下降趋势;冬季DI变化最为显著,夏季最小;冬季北坡降水随高程的增加DI变化呈显著增加趋势(P0.05),春、夏和秋季南坡降水随高程的增加DI变化呈显著减少趋势(P0.05)。山区月降水4-9月逐渐增加,10月至次年3月降水逐渐减少,月降水DI的变化与降水变化呈反相特征。在空间上DI变化与降水的分布相反,表现为南强北弱,东强西弱,伊犁河谷降水DI变化最小。结果证明,DI方法能够有效地分析山区降水的时空变化特征,为合理开发山区的水资源提供科学依据。