基于多植被指数组合的BAS-ELM粳稻冠层氮含量反演方法

粳稻氮素含量的快速、无损、准确反演,可以反映和诊断作物的氮营养状况,为施肥决策提供依据。基于田间试验采集的粳稻分蘖期无人机光谱影像数据与对应氮素含量数据,采用无信息变量消除法(uninformation variable elimination,UVE)筛选得到的特征波段光谱反射率两两组合构建NDVI、DSI、RVI、RDVI、TVI、NRVI、WDRVI、LogR指数变量,根据与粳稻叶片氮素含量的决定系数等势图挑选出9组不同的植被指数组合(8种植被指数的组合共1组,每一种植被指数的组合共8组)分别作为模型的输入量,构建极限学习机(extreme learning machine,ELM)、天牛须搜索算法优化极限学习机(tenniu shall optimize-extreme learning machine,BAS-ELM)粳稻冠层叶片氮素含量反演模型并验证分析。UVE算法较好地剔除了无用及冗余信息波段,得到266个光谱特征波段;在构建植被指数过程中,各指数与粳稻冠层叶片氮含量的决定系数R²分布在0.7283～0.7580之间,构建的植被指数均与氮含量呈现显著...     

绿洲灌区免耕一膜两年用玉米密植的水分承载潜力

【目的】针对绿洲灌区资源性缺水严重,传统玉米生产模式地膜用量和耗水量大等问题,探讨通过免耕一膜两年用集成密植技术提高水分利用效率的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2019年,在河西绿洲灌区设置耕作措施(传统覆膜CT,一膜两年用NT)和密度(78 000株/hm2,低;103 500株/hm2,中;129 000株/hm2,高)两因素田间试验,研究不同处理的水分利用特征和产量表现,以耗水量的多少、产量的高低和水分利用效率的大小为依据,探索在2种耕作措施下可以承载作物最大密度的土壤水分,即水分承载潜力,明确免耕一膜两年用对玉米密植的水分承载潜力。【结果】NT较CT土壤播前含水量和贮水量分别提高11.6%—14.0%和19.4%—26.0%,利于玉米密植。NT与CT相比,中、低密度玉米全生育期总耗水量无显著差异,而高密度玉米全生育期总耗水量增加了4.7%;随玉米密度增加,玉米全生育期总耗水量随之增大,但总棵间蒸发量和蒸散比随之下降;NT和CT条件下,高、中密度较低密度玉米全生育期总耗水量分别增加了10.7%、5.2%和7.4%、4.6%,即从耗水...     

基于极限学习机的玉米干燥系统出机水分含量预测模型

精准预测玉米出机水分含量是实现玉米干燥过程自动控制的关键。为提升玉米干燥系统自动化程度，实现玉米出机水分的快速、无损、精准预测，研究依托粮食干燥模拟试验系统，通过调节干燥过程的热风温度、干燥段温度和排粮频率，设计8组多批次玉米干燥平行试验，分时段获得玉米干燥过程6个点位的温湿度特征数据，以及相对应的出机玉米水分含量数据；通过相邻平均法（adjacent average smoothing,AAS）对12组温湿度特征数据进行平滑处理，平滑后的数据点集合毛刺减少、波动明显缓解，12组特征数据与玉米出机水分含量的Pearson相关性大幅提升，提高幅度在0.061～0.105之间，为后续构建玉米水分预测模型提供了数据基础；进而，研究以相邻平均法平滑后的12组特征数据作为模型输入量，构建了基于极限学习机（extreme learning machine,ELM）的玉米干燥过程出机水分含量预测模型并进行评价分析。结果表明：基于ELM的玉米出机水分含量预测模型以sigmoid为激活函数、神经元个数设定为22时，模型运行速率较快、预测效果较好，其中训练集和验证集拟合优度R2分别为0.988 6和0.9...     

基于EnKF和PF的沙壕渠灌域土壤含盐量监测模型研究

为探究不同数据同化算法在时空尺度上监测土壤含盐量的可行性，以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区域，采用高分一号卫星遥感图像作为数据源，通过EnKF算法和PF算法的同化观测算子和模型算子得到时空范围中的土壤含盐量变化情况。其中观测算子分为两步，首先通过PLS-VIP准则来筛选光谱指数作为自变量，再使用ELM模型建立基于不同时间不同深度的遥感监测土壤含盐量模型；模型算子为基于Hydrus-1D模型的数学模拟监测土壤含盐量模型。结果表明，基于ELM模型的土壤含盐量模型中，深度0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm的平均IOA均在0.74以上，平均ME在0.14%以下，表明反演模型具有良好的精度；基于Hydrus-1D的数学模拟监测土壤含盐量模型中，3个深度平均IOA在0.79～0.89之间，平均ME在0.128%～0.137%之间，能够较好地反映土壤盐分在时间序列中的运移情况；EnKF算法3个深度IOA在0.820以上，ME在0.141%～0.157%之间，NMB在0.141～0.252之间，PF算法3个深度IOA在0.89以上，ME在0.090%～0.142%之间，NMB在0.0...     

再造花园城市,承载绿色亚运

<正>第16届广州亚运会的成功举办,为广州城市绿化建设提供了良好的发展机遇。围绕"祥和亚运、绿色亚运、文明亚运"目标,通过实施"青山绿地工程"、"花园城市建设行动纲要"、"迎亚运绿化美化工程",广州的城市生态环境和景观面貌发     

基于高光谱遥感的湖泊水质富营养化状态评价

为提高湖泊水质富营养化状态评价的精度，提出了一种融合高光谱遥感和萤火虫算法（FA）改进极限学习机（Extreme learning machine,ELM）的湖泊水质富营养化状态评价方法。针对ELM模型性能受其初始输入权值和隐含层偏置参数选择的影响，将萤火虫算法应用于ELM模型参数寻优。结果表明，与PSO-ELM、GA-ELM、DE-ELM和ELM相比，FA-ELM可以有效提高水质富营养化评价的准确率，为湖泊水质富营养化状态评价提供了新的方法。     

基于高光谱技术的一种TPC-TELM模型应用于土壤重金属含量反演研究

随着工业化的不断推进，土壤重金属污染情况十分严重。重金属污染对于环境保护，人类安全都有很大的影响。砷作为一种毒性很强的重金属元素，对其进行反演研究，这对环境保护有着重要意义。传统的土壤重金属含量检测方法多为繁杂的实验室化学处理方法，耗费大量时间且成本高昂。为研发一种快速、准确检测土壤砷含量的方法，首先在可见光-近红外光波段获得原始反射光谱，使用三波段光谱指数分析波段间的相互作用，利用相关系数法获得最优的光谱参数组合，从而提取优质光谱特征。双隐含层极限学习机（TELM）是一种前馈神经网络模型。TELM在单隐含层极限学习机的基础上引入了新的隐含层和学习机制，有较高的性能。但是由于TELM第一隐含层参数是随机获得的，容易导致模型的不稳定，利用粒子群优化（PSO）算法对该层参数进行寻优。PSO是一种经典的智能优化算法，具有很强的全局搜索能力。针对PSO容易陷入局部最优点的缺点，引入新的交叉策略，通过该交叉策略，可以帮助其摆脱局部最优，并提出基于三波段光谱指数和交叉粒子群算法的双隐含层极限学习机混合模型（TPC-TELM）。为验证模型的有效性，将其与多个机器学习模型（如单层极限学习机和TELM等...     

漳州市长泰区畜禽粪污土地承载潜力分析

为量化分析漳州市长泰区畜牧业可持续发展潜力，本文以2022年为基准年，根据氮磷养分平衡测算长泰区畜禽粪污土地承载潜力，评价畜禽粪污氮磷对环境的威胁程度。结果表明：长泰区畜禽粪污土地承载潜力为29.339%；畜禽粪污氮和磷对环境污染的预警值分别为0.495和0.322，氮对环境稍有威胁。在有效处理含氮较高的畜禽粪污的情况下，可重点通过源头减量的途径以减小粪污末端处理的负荷。     

穿斗式木结构直榫边节点承载性能试验研究

以传统民居穿斗式木结构直榫边节点为研究对象,分析节点承载机制,并设计制作3套杉木结构直榫边节点足尺试件(对照组1套、扒钉加固1套、角钢加固1套),进行低周往复加载试验。研究结果表明:直榫边节点破坏模式主要表现为节点木材横纹压屈变形和节点拔榫,滞回曲线轮廓均呈反“Z”形状,且呈现较明显的捏缩现象。与未加固节点相比,加固节点的承载性能均有所提高;扒钉加固节点在扒钉脱落失效前提高了节点刚度、累积耗能及变形能力,角钢加固节点在穿枋断裂前显著提高了节点刚度、累积耗能及变形能力。     

一种离散时间系统变结构趋近律

作用于刚性挡土墙侧土压力的计算一直沿用经典的朗肯或库仑土压力理论，这两种理论只能求得极限状态的土压力，而在许多实际情况下，挡土墙的土压力处于非极限状态.本文将潜在滑裂面视为一任意曲线，改进水平层分析法，同时基于摩擦角随位移的变化关系，对平动模式下墙后填土进行分析，推导出非极限状态下主动方向土压力分布、合力大小及作用点的理论公式.以各薄层微元的滑裂面倾角为变量，利用PSO (粒子群算法)对潜在滑裂面进行搜索从而获得土压力最优解.分析了内摩擦角、刚性挡土墙位移量对非极限状态主动方向土压力分布、土压力合力大小、土压力合力作用点高度以及潜在滑裂面的影响.本文提出的计算方法得出的结果与试验数据的大小及变化趋势基本吻合，具有推广应用价值.