基于改进萤火虫算法的投影寻踪太湖水质综合评价

针对水质评价中指标的多样性及不相容性,提出了基于改进的萤火虫算法的投影寻踪水质评价方法。该方法根据水质标准等级样本集所划分的标准,构建投影指标函数,并用改进的萤火虫算法进行优化,使搜索步长逐步减小,寻优后期也可具有良好的局部搜索能力,得到最佳投影方向,使综合评价结果能够客观准确地反映出水质状况。运用该方法对太湖的水质数据进行综合评价,并与传统方法综合评分法(F值法)得到的结果进行对比,评价结果更符合当地水质状况实际情况,且对水质等级划分更为清晰。     

基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型

针对现有的旱情评价方法容易出现评价等级离散和结果不易分辨等问题,提出了基于人工鱼群的投影寻踪旱情评价模型,利用人工鱼群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时采用自适应人工鱼步长和拥挤度因子对人工鱼群算法进行改进,克服其易陷入局部最优等缺点,提高了全局搜索能力和收敛速度。以三江平原红兴隆分局为例,选用降雨距平百分率、Z指标和降水温度均一化指标3个指标综合计算投影值,建立了基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型。结果表明,该模型有效避免了单项指标评价的不相容性,用于区域旱情评价是切实可行的,为旱情评价提供了参考。     

仿人机器人头部设计与目标跟踪运动控制

针对仿人机器人视觉目标跟踪任务需求,设计了一种高精度、灵巧型仿人机器人头部系统,构建了视觉感知模块与3自由度机械臂运动机构。利用虚拟连杆方法对仿人机器人头部进行运动学建模,将目标跟踪问题转换为机械臂的运动学逆解问题,通过计算机构可操作度与条件数,显示机器人头部对目标跟踪任务具有良好的运动学灵活性。在此基础上,基于梯度投影法建立了目标跟踪运动学逆解与规避关节极限位置的同步优化算式,并针对视觉测量系统带宽较窄、容易造成较大跟踪误差的问题,提出了在两次视觉测量间隔内用轨迹预测的方法获得目标位置的估计值,以提高跟踪精度。仿真与实验结果表明,在测量盲区内采用轨迹预测方法,可将跟踪精度提高约80%,实现高精度目标跟踪。所提出的仿人机器人头部及控制方法,对动态目标具有良好的跟踪性能。     

投影寻踪模型在水稻灌溉制度评价中的应用

优化水稻灌溉制度是解决粮食安全与水资源短缺两大紧迫问题的关键。从水稻灌溉制度评价方法研究出发,针对传统的水稻灌溉制度评价中指标权重赋值客观性差的问题,提出了基于粒子群优化投影寻踪模型的水稻灌溉制度评价方法,该方法通过对水稻主要生育阶段的多个状态变量建立投影寻踪模型并优化投影方向,从而根据状态变量在最佳投影方向线型投影得到的投影值大小进行水稻灌溉制度的综合评价,避免了专家赋权的人为干扰。选取水稻分蘖及灌浆2个重要生育阶段,分别建立模型并对4种灌溉模式进行综合评价,其评判结果与实际相符,验证了该方法的准确性与可行性。     

城镇建设用地预测方法研究

针对我国现行城镇建设用地预测方法的特点及其存在的问题,将灰色系统理论引入城镇建设用地预测,并通过关联度来分析人口、GDP和固定资产投资对城镇建设用地的影响权重。通过城镇居住整体容积率的控制,提出了一种节约、集约型的建设用地预测模型,从而为新一轮土地利用总体规划修编提供科学依据。     

天目山－怀玉山区水源涵养与生物多样性保护 重要区生态承载力评价

为了明确近10年天目山－怀玉山区水源涵养与生物多样性保护重要区生态承载力状况,基于社会发展压力、经济发展压力、资源环境支撑力和生态弹力构建评价指标体系,利用投影寻踪模型对2008—2017年天目山－怀玉山区水源涵养与生物多样性保护重要区生态承载力进行评价。研究结果显示,第三产业占GDP比重、人均国内生产总值、一般工业固体废弃物产生量及森林覆盖率对研究区城市生态承载力有较大影响。2008年研究区城市生态承载力评价等级基本安全的城市有6个,较不安全的城市有5个,不安全的城市有2个。2017年研究区城市里生态承载力评价等级较安全的城市有1个,基本安全的城市有1个,较不安全的城市有7个,不安全的城市有4个。2008—2017年5个城市生态承载力呈上升趋势,8个城市生态承载力呈下降趋势。研究区城市生态承载力在空间分布上呈现由中心向南北递减的趋势。     

Evaluation on the fitness and population projection of Nilaparvata lugens in response to elevated CO2 using two-sex life table

Abstract

The life history and fitness of Nilaparvata lugens being reared under ambient level (current CO₂ concentration), medially elevated (550?µL/L) and highly elevated (750?µL/L) CO₂ concentration for long-term generation were compared using two-sex life table instead of traditional age-specific life table. The results showed that significantly longer larval duration and lower fecundity of N. lugens were observed in 750?µL/L relative to 550?µL/L treatment (P?<?0.05). Accordingly, 550?µL/L CO₂ significantly enhanced population parameters of N. lugens, including significantly higher intrinsic rate of increase (r), finite rate (λ) and net reproductive rate (R_O), but not for 750?µL/L CO₂. Taken together, N. lugens performs enhanced development rate, fecundity and survival in individual life history and higher potential in population multiplication under 550?µL/L CO₂ level, while only indicates the less enhanced development rate and survival without significant increased capacity of population expansion under 750?µL/L CO₂ level. These results should facilitate predicting the fitness and potential population damage of N. lugens, which is valuable for the integrated control of N. lugens in the future increasing CO₂ concentration.     

基于无人机高光谱遥感的柑橘患病植株分类与特征波段提取

目的 结合传统与现代农业病虫害监测的优缺点,探索通过无人机高光谱遥感技术检测出患病的柑橘植株、通过人工田间调查方式判断其患病种类及患病程度的病虫害监测方法。方法 使用无人机获取原始高光谱图像,经过光谱预处理和特征工程后,采用连续投影算法提取对柑橘患病植株分类贡献值最大的特征波长组合,基于全波段使用BP神经网络和XgBoost算法、基于特征波段使用逻辑回归和支持向量机算法,建立分类模型。结果 基于全波段的BP神经网络和XgBoost算法的ROC曲线下面积(Area under curve,AUC)分别为0.883 0和0.912 0,分类准确率均超过95%;提取出698和762 nm的特征波长组合,基于特征波长使用逻辑回归和支持向量机算法建立的分类模型召回率分别达到了93.00%和96.00%。结论 基于特征波长建模在患病样本分类中表现出很高的准确率,证明了特征波长组合的有效性。本研究结果可为柑橘种植园的病虫害监测提供一定的数据和理论支撑。     

基于计算机视觉的作物行定位技术

针对基于计算机视觉的作物行中心线定位困难问题,提出了基于垂直投影法的作物行定位方法。对作物图像运用过绿特征值分割作物和背景,将得到过绿特征图像划分为若干水平图像条,对图像条过绿特征值进行垂直投影,求取投影曲线上突出峰点的位置;利用稳健回归法对位置点进行线性拟合得到作物的行中心线。采用320×240像素的大豆图像进行作物行定位实验,结果表明采用该方法能够获得较好的定位结果。     

全球变暖背景下江淮地区气候变化趋势预估

利用政府间气候变化委员会（IPCC）提供的20多个最新一代气候模式的预测结果,分析了中等排放SRESA1B情景下我国江淮地区2011～2100年的气候变化趋势。结果表明,在全球变暖的背景下,未来江淮地区年平均气温将不断上升,增温幅度由东南向西北逐渐升高,到21世纪末年平均气温将上升3.3℃;年平均降水量持续增多,降水增幅随纬度的升高以及随时间的推进而加大,且将在2041年后显著增强。