实测拟合Mironov介电常数的SMOS对土壤水分反演精度的优化

为对农业干旱预测方法和提高SMOS的反演精度参考,介于Mironov介电常数与土壤水分的变异趋势呈相似规律,尝试利用区域性实测数据非线性拟合二者的量化关系,进而由SMOS L2介电常数直接反求土壤水分、快速改善其反演精度。结果表明:在不考虑空间异质性的情况下,该方法将绝对误差由0.095~0.112降低至0.071~0.072。说明,以真实观测作为先验辅助信息,采用优化参数的方式能够有效提升SMOS对土壤水分的整体反演精度。     

欧洲鹅耳枥光响应曲线模型拟合与应用

为筛选出欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus)及其4个品种(Carpinus betulus‘Albert Beekman’、Carpinus betulus‘Frans Fontaine’、Carpinus betulus‘Lucas’、Carpinus betulus‘Fastigiata’)光响应曲线拟合的最优模型,并找出北京和南京两地光合能力较强的品种,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正模型对欧洲鹅耳枥及其4个品种在北京和南京两地的光响应曲线进行拟合。研究发现,(1)欧洲鹅耳枥及其4个品种光响应模型拟合效果依次为直角双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型;(2)北京地区欧洲鹅耳枥及其4个品种的光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’C.betulus‘Albert Beekman’C.betulus‘Lucas’C.betulus‘Frans Fontaine’C.betulus,南京地区光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’C.betulusC.betulus‘Lucas’C.betulus‘Albert Beekman’C.betulus‘Frans Fontaine’。(3)C.betulus‘Lucas’、C.betulus‘Fastigiata’和C.betulus更适宜在南京地区生长,而C.betulus‘Albert Beekman’、C.betulus‘Frans Fontaine’更适宜在北京地区生长。     

江淮地形对一次梅雨锋暴雨影响的数值模拟试验

利用WRF-V2.1模式对2007年7月8日至9日一次江淮地区暴雨过程进行数值模拟以及地形敏感性试验。研究表明,大别山地形对这次降水过程中有着重要影响,在迎风坡,地形强迫暖湿气流气旋性辐合上升,降水量增加,至山顶气流辐合上升运动减弱,反气旋性辐散增强,降水量减少;而在背风坡,下坡风和绕山气流影响大气垂直运动,引起降水量变化;同时,地形激发中尺度波动,造成降水阵性分布。     

强非线性水平混沌振动台

该文研究了一种水平混沌振动台,机构的运动微分方程是强非线性的,数值仿真和实验结果表明,该振动台的动态响应是混沌的,且敏感依赖于初始条件。     

冬灌对越冬期土壤水分状况影响的数值模拟

根据土壤水动力学、地表能量平衡、空气动力学理论建立了越冬期土壤冻融条件下土壤—大气连续体的水热传输模型，包括冻融条件下土壤水热迁移子模型、地气间水热交换子模型。在该模型的基础上，模拟了北京地区冬灌对越冬期土壤水分状况的影响，从理论上得到了冬灌具有贮水作用的结论，并分析了合理的冬灌定额。     

种植作物条件下粉砂壤质土壤水盐运移的数值模拟研究

利用大型水盐运动模拟土柱研究了在田间气候作用下作物 (小麦 玉米连茬种植 )生长对土壤水盐运移的影响。研究并建立了土壤水盐运移的数学模型 ,就模型所需的饱和导水率、水力传导度、水分特征曲线、水动力弥散系数进行了室内外测定 ,并对数学模型进行了数值求解。对四个土柱的模拟结果与实测结果进行了数据分析和对比。结果表明 :数值模拟结果和实测数据比较 ,除个别点有一定偏离之外 ,模拟计算结果与实测值拟合效果比较理想 ,说明该模型用于模拟种植作物条件下粉砂壤质土壤的水盐运移是实际可行的。     

基于遗传算法的人工神经网络模型在冬小麦根系吸水模型中的应用

基于土壤水分与冠部数据,应用遗传算法优化人工神经网络模型的权值,将获得的冬小麦根长密度分布应用于根系吸水模型中,并进行了水分数值模拟,水分模拟效果整体较好,表明应用该方法可以为根系吸水模型提供准确的根系参数,并且较为方便,这对于根系吸水模型的建立及应用有着重要的意义。     

猪体三维电学模型构建与验证

针对剩余电流保护装置因保护死区造成的投运率低和误动作问题,构建生物体的电学模型,获取大量的触电信号,进一步研究触电电流与剩余电流间的相互关系,可为解决保护装置存在的上述问题奠定基础。该文以猪为研究对象,采用Otsu算法将CCD相机采集的标准图像二值化,利用Canny边缘检测法提取图像轮廓并细化,在对图像归一化处理的基础上采用圆弧拟合法获取猪体轮廓关键点,并运用整体变换法获得猪体514个关键点的三维空间坐标,在ANSYS平台上建立猪的三维实体模型;基于修正系数法研究猪体组织介电特性的基础上,构建猪的电学模型并进行触电仿真试验。结果表明：触电电压相同时,面接触触电方式,左前肢-左后肢和左前肢-右后肢触电路径下平均电流密度分别为0.973和0.641 A/m2,线接触触电时分别为0.782和0.579 A/m2;相同触电方式下,左前肢-左后肢触电路径中的电流密度大于左前肢-右后肢触电路径中的电流密度,相同触电路径下,面接触触电方式触电电流密度大于线接触触电的电流密度;2种触电方式下各30组数据,触电仿真电流与触电物理试验获得电流的平均相对误差为3.5%,该电学模型在生物体触电仿真研究中可行。研究结果可为进一步研究人体电学模型提供参考。     

基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型

旨在阐明双季稻分蘖数与冠层反射高光谱间的定量关系,构建基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型。基于不同早、晚稻品种和施氮水平的田间试验,于关键生育期(分蘖期、拔节期和孕穗期)测定早、晚稻分蘖数,同步使用FieldSpec HandHeld 2型高光谱仪采集早、晚稻冠层反射高光谱数据,分别利用光谱指数法和连续小波变换构建新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数进行监测,建立双季稻分蘖数光谱监测模型,并用独立试验数据进行检验。结果表明,新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数的监测效果优于其他类型光谱参数(植被指数和“三边”参数),其中位于红边区域的小波特征db7(s9,w735)监测早稻分蘖数时表现最优,监测模型R2为0.754,模型检验相对均方根误差RRMSE为0.128;位于红边区域的小波特征mexh(s6,w714)监测晚稻分蘖数时表现最优,监测模型R2为0.837,模型检验RRMSE为0.112。研究结果可为双季稻分蘖数快速无损监测和群体质量精确调控提供理论基础与技术支持。     

干湿循环下云南非饱和红土土—水特性研究

以云南红土为研究对象,以脱湿、吸湿引起的干湿循环作为控制条件,考虑初始干密度(1.20,1.25,1.30g/cm3)、初始含水率(30.0%,33.0%,36.0%)、预固结压力(0,50,100,200kPa)、过筛粒径(0.5,1.0,2.0mm)等影响因素,通过压力板仪法,研究干湿循环下云南非饱和红土的土—水作用特性。结果表明:干湿循环过程中,不同影响因素下红土的基质吸力随含水率的增大而减小,其土—水特征曲线呈直线型或倒J形,其脱湿变化过程可以分为快速脱湿、缓慢脱湿、稳定脱湿3个阶段,对应的吸湿变化过程也可以分为快速吸湿、缓慢吸湿、稳定吸湿3个阶段。相同基质吸力下,随初始干密度、初始含水率、预固结压力的增大,红土的含水率增大;随粒径的增大,红土的含水率减小。初始干密度、预固结压力、粒径(0.5mm除外)影响下的红土的土—水特征曲线可采用幂函数关系进行拟合,不同初始含水率、粒径0.5mm时的土—水特征曲线可采用线性函数关系进行拟合。红土脱湿过程的含水率高于吸湿过程的含水率,脱湿—吸湿过程中的土—水特征曲线存在滞后现象,其实质在于干湿循环作用下红土具有孔隙效应、瓶颈效应、角度效应的综合结果。