Spatial scaling of soil salinity indices along a temporal coastal reclamation area transect in China using wavelet analysis

High spatial variability of soil salinity in coastal reclamation regions makes it difficult to obtain accurate scale-dependent information. The objectives of this study were to describe the spatial patterns of saline-sodic soil properties (using soil pH, electrical conductivity (EC_1:5) and sodium ion content (SIC) as indicators) and to gain knowledge of the scaling relationships between those variables. The soil pH, EC_1:5 and SIC data were measured at intervals of 285 m along a 13,965-m temporal transect in a coastal region of China. The spatial variability of soil pH was weak but it was strong for soil EC_1:5 and SIC at the measurement scale. There was a significant positive correlation between soil EC_1:5 and SIC, while correlations between soil pH and either EC_1:5 or SIC were weak and negative. For each saline-sodic soil parameter, the variability changed with the decomposition scales. The high-variance area at the larger scales (≥570 m) occupied less than 10% of the total area in the local wavelet spectrum, which meant that the spatial variations of the salinity indicators were insignificant at these scales. For local wavelet coherency, at a scale of 1500–2800 m and a sampling distance of 0–4500 m, the covariance was statistically significant between any two of the saline-sodic soil parameters.     

1976-2006年江苏省气温和降水量的时空变化特征

气候变化的时空差异及其发展趋势是我国生态环境变化的重要驱动因子。通过获取江苏省13个气象站点1976—2006年气象资料,应用空间插值、线性趋势法、滑动平均法、Mann-Kendall 非参数检验、滑动t-检验和小波变换等方法对江苏省气温和降水量进行线性趋势分析、平滑预测分析、突变分析和周期性分析,揭示该地区气候时空差异和变化发展趋势。结果表明：1976—2006年,苏北、苏中和苏南地区平均气温、平均最高气温和平均最低气温呈现波动上升趋势,且多在20世纪90年代发生突变现象,呈现明显上升趋势,在25～32 a、15～25 a和10～15 a的三类时间尺度上存在着比较稳定的周期变化规律;降水量均波动起伏较大,无明显的增减现象,且在1990—2000年间以正距平为主;年降水量多在20世纪70年代末和本世纪初发生突变;降水量在25～32 a、15～25 a和10～15 a的三类时间尺度上存在着明显的周期性变化。通过上述研究,有助于科学认识气候变化规律,积极应对区域气候变化,保障江苏省生态稳定及促进社会经济发展。     

基于小波分析的伊塞克湖水位变化特征

根据伊塞克湖1950—2010年期间的年平均水位资料,采用趋势分析和小波分析,对伊塞克湖年平均水位变化时间序列进行研究,从而揭示伊塞克湖水位变化的总体趋势和周期性变化规律。结果表明:（1） 1950—2010年期间,伊塞克湖水位总体呈下降趋势,共下降1.27 m,1950—1997年水位持续下降,1998年开始转为上升。（2） 20世纪90年代之前,人类活动是引起湖泊水位下降的主要驱动因子;20世纪90年代后,在全球气候变化的作用下,该地区降水量的增加影响到径流量的增加,从而引起湖泊水位的缓慢上升。（3） 1950—2010年间的周期性分析结果显示,伊塞克湖年平均水位存在21 a的主周期,并且2010年以后的一段时间伊塞克湖水位处于偏高时期。     

茶叶咖啡碱近红外光谱模型简化方法

该文以茶叶为研究对象,以近红外光谱分析技术快速检测茶叶中的咖啡碱含量为目的,采用一种小波包分析-移动窗口偏最小二乘法（WPA-MWPLS）的处理光谱数据方法,即利用小波包精细的多层分解功能扣除背景、降低噪声的影响,利用移动窗口偏最小二乘法（MWPLS）挑选与茶叶中咖啡碱相关性较大的波数区间使用偏最小二乘法建立校正模型。与只经过Savitzky–Golay预处理后直接利用PLS所建模型相比,采用小波包分析-移动窗口偏最小二乘法使得预测相关系数R由0.9170提高到了0.9625;预测均方差RESEP由0.3071下降为0.2463。该结果表明：该方法具有预处理简单、优选参数和建模变量少等特点,能在很大程度上简化建模过程、提高建模和分析速度。     

基于子波变换的时间序列波动特征分析

本文运用子波变换的分析方法,研究股票时间序列多尺度局域结构的波动性。通过对具体的股指数据分析、比较表明:利用子波分析法,不仅能准确判定出序列的稳定周期大小和相对强弱,比较不同股指序列的周期相关性,而且能提取序列的局部波动和突发波动信息。     

Intellectual prediction of a permeability index for blast furnaces

The permeability index for blast furnaces is an important monitoring parameter in their operation. Proper trend prediction of the permeability index is important for good operation. Support vector machines (SVM) combined with wavelet analysis are adopted to build a forecasting model. Four historic values of a permeability index are analyzed by a wavelet analysis via seven levels. Based on eight wavelet analyzed values and combined with operating parameters, eight sub models are built using the least square support vector machines method. The prediction components are reconstructed to obtain a forecast. The details of modeling, validation and result analyses are presented.     

贵阳喀斯特地区夏旱特征分析

[目的]揭示贵阳喀斯特地区夏旱强度指数变化的多尺度时空分布规律,分析夏旱变化的周期特征和突变点,为工农业生产服务。[方法]利用1951～2004年共54a8个站6～8月日降水量资料,计算了贵阳喀斯特地区夏旱强度指数。采用Morlet小波函数,时贵阳喀斯特地区夏旱强度指数时间序列进行了小波分析。[结果]贵阳喀斯特地区夏旱强度指数序列变化具有明显的周期和突变点,夏旱强度指数存在22a的周期特征;2～3a的周期震荡也很明显;并且存在着2a的主周期。[结论]根据主周期进行预测,干旱程度将加重。同时,还分析了夏旱的分布特征、形成的环流形式和物理因子。     

豫东农区冬小麦生育期气候变化的多时间尺度分析

为了研究豫东农区冬小麦生育期内的气候变化特征,预测气候变化趋势,选取豫东地区5个气象观测站1951—2011年的气候观测资料,集成Mann-Kendall、一元线性回归、5年滑动平均、Morlet小波及变异系数等方法,分析了豫东农区冬小麦生育期10月至翌年5月气候的突变事实、变化趋势、变化周期及年际变率特征。结果表明,豫东农区冬小麦生育期内气温序列存在突变年份,主要表现为增温突变;降水序列不存在突变年份,其变化趋势不明显。近60年来气温和降水变化趋势的震荡周期特征复杂,存在多重时间尺度上的嵌套结构。气温序列变异系数普遍较小,降水序列变异系数普遍较大。豫东农区近60年气温升高趋势明显,主要由近20年增温贡献,未来一段时期内气温可能会出现升降温交替现象,但变化幅度较小,总体上呈持续增温趋势,气候变暖对农业生产的影响既有利也有弊,冬春季增温显著一方面有利于提高冬小麦产量,另一方面会加剧病虫害及霜冻干旱灾害的发生。降水变化趋势在60年时间序列上不明显,周期预测显示未来一段时期内降水有增加趋势,年际变率较大,给降水准确预测带来难度,加剧豫东农区旱涝灾情。     

基于模糊最优小波包的植物胁迫因子识别

为了正确地识别植物常见的胁迫种类,以采集的正常状态和7种胁迫下的植物电信号为样本,结合小波包分解提取特征值能力强的优点,应用模糊准则来优化小波包分解,提取植物电信号中的最优小波包基能量值构成特征集,应用更适合处理模糊的、非线性信号的BP神经网络作为分类器,以实现对不同逆境因子类型的识别.首先利用小波包对采集的植物电信号进行降噪预处理,然后列举了样本经基于模糊准则的小波包处理后各小波包基上的能量样本值,绘制了特征分布图,最后通过对芦荟、碧玉、虎皮兰和蟹爪兰4种植物所处7种胁迫的判断,以统计特征值作为对照,采用所提方法胁迫平均识别率达到95.95％,验证了此方法的准确性和可行性.     

潍坊市农业气候资源变化特征分析

为了在气候变暖的大背景下最大限度地利用好自然资源,合理安排农业生产,利用1961—2010年潍坊市9个县市区气象资料,应用线性气候倾向率、Mann-Kendall非参数检验方法以及Morlet小波分析方法,对潍坊市农业气候资源变化特征进行诊断分析。结果表明：潍坊市除了≥20℃积温以外,其他各界限温度积温都表现出极显著增多趋势,增幅在55.6~77.3℃?d/10 a之间;各界限温度初终日间降水量呈减少趋势,但减少趋势并不显著;≥0℃、≥10℃间隔日数及无霜期表现出显著增多趋势,增幅分别为4.8 d/10 a、2.6 d/10 a和2.3 d/10 a。≥0℃、≥10℃积温在1994年发生突变,≥5℃、≥15℃、≥20℃积温在1998发生突变;各界限温度初终日间降水序列不存在显著的突变点;≥0℃、≥10℃初终日间隔日数及无霜期突变点发生在1991年、1996年、2004年。除界限温度初终日间降水及≥20℃积温外,其他积温普遍存在6年时间尺度的周期变化,无霜期存在6~8年的时间尺度周期变化。