基于输出系数模型的北京地区农业面源污染负荷估算

农业生产活动产生的面源污染物是环境污染负荷的主要来源之一。利用输出系数模型对北京市农业面源污染负荷进行了估算。结果表明,2006年北京市农业面源污染物总氮和总磷负荷量分别是19 565.7×106和2 413.1×106 g/a。土地利用方式显著影响氮和磷负荷,不同污染源类型对污染负荷贡献的差异较大。不同污染源类型对总氮污染负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞耕地＞林地＞畜禽养殖＞园地＞牧草地,对总磷负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞畜禽养殖＞耕地＞林地＞园地＞牧草地。各区县总氮和总磷负荷量和负荷强度的差异较大,其中大兴、顺义、房山、密云和通州的总氮和总磷负荷量较大,而朝阳、丰台、通州、顺义和大兴的总氮和总磷负荷强度较大。农业面源污染物氮和磷分布状况和负荷强度的研究,为北京地区区域规划和农业结构调整提供了科学依据。     

基于无人机影像自动检测冠层果的油茶快速估产方法

快速准确的产量估算对油茶经营管理和可持续发展具有重要意义。该研究针对油茶快速估产的应用现状,提出一种基于无人机影像自动检测冠层果的方法用于油茶快速估产。首先借助无人机航拍影像,通过随机抽样选取120株油茶树进行无人机近景摄影和人工采摘称量;然后利用Mask RCNN(Mask Region Convolutional Neural Networks)网络开展基于近景影像的油茶冠层果自动检测与计数;采用线性回归和K最邻近建立冠层果数与单株果数之间的关系,同时结合研究区典型样木株数和平均单果质量,构建基于冠层果自动检测的估产模型。结果表明:1)无人机超低空近景影像结合Mask RCNN网络能够有效检测不同光照条件油茶果,平均F1值达89.91%;2)同传统卫星遥感相比,基于无人机近景摄影的冠层果自动检测在作物产量估测方面显示出明显优势,Mask RCNN网络预测的冠层果数与油茶样木单株果数之间具有良好的一致性,拟合决定系数R2达0.871;3)结合线性回归和K最邻近构建的模型估产精度均较高,拟合决定系数R~2和标准均方根误差NRMSE(Normalized Root Mean Square Error)分别在0.892～0.913和28.01%～31.00%之间,表明基于无人机影像自动检测冠层果的油茶快速估产是一种切实可行的方法。研究结果可为油茶快速估产和智能监测提供参考。     

非均质物料链式组合称重定量算法优化与试验

非均质物料质量差异较大且不可分割,组合称重定量过程中组合对象不确定,存在组合称重定量精度与组合速度的矛盾。该研究针对链式组合称重定量系统,提出以定量精度及组合效率为目标,对组合样本数和抽样数进行优化分析,达到保证组合称重定量精度下,减少数据计算量以提高组合定量速度的目的。研究表明,在相同允许组合误差下,增大组合样本数可提高组合成功概率,但组合计算量随组合样本数增加而呈指数增加。通过对服从正态分布N(100,102)的质量数据进行10 000轮组合计算发现,当组合定量目标质量为500 g,允许组合误差为0.1 g时,组合计算时间较短的组合样本数为14。并对优化组合样本数和抽样数的组合算法进行了链式组合称重定量试验验证。试验结果表明,在物料质量标准差≤30 g,允许定量组合误差为0.1 g时,优化后的组合算法与优化前遍历组合算法在定量组合成功概率总体上保持在95%左右,且优化后的算法组合计算时间减少了40%。研究结果可为非均质物料链式组合称重定量系统的研制提供参考。     

微生物降解动力学参数估计新算法的比较

为了有效地估计较大范围变化的微生物降解动力学参数,发展了基于瞬时精英保护策略的遗传算法(IEPGA)和简单改进遗传算法(IGA),并和多次在参数区间内获取随机初值联用Matlab的lsqnonlin搜寻的算法进行了比较.这些算法利用模拟数据和文献数据,估计了积分形式的Monod模型参数.结果表明,虽然三者均能较好解决这一问题,但考虑到实际运行规模、时间以及最终结果精度,对于较大范围变化的微生物降解参数估计问题,多次(>20次)随机初值联用lsqnonlin的方法相对两种遗传算法更为可行.     

枣园蜘蛛群落结构特征的研究

在实际调查的基础上,研究了山西省农科院果树研究所枣园蜘蛛群落的组成,经初步鉴定整理出该枣园蜘蛛隶属于9个科23个种,群落的优势种类为微蛛科（Erigonidae）、狼蛛科（Lycosidae）、蟹蛛科（Thomisi-dae）和平腹蛛科（Gnaphosidae）。并采用丰富度（S）、总个体数（N）、优势度（I）、多样性指数Η′及均匀度（E）等指标对枣园蜘蛛的群落特征进行了初步分析。研究结果表明：只有4,5月上中旬枣园蜘蛛群落的多样性值在1.94-2.10之间,其余时间均低于1.9。多样性值的数据,表明在4,5月枣园蜘蛛群落很不稳定,波动较大。同时还探讨了温度、相对湿度等环境因素的变化对枣园蜘蛛群落的影响,分析表明：温度的变化对枣园蜘蛛群落的影响较大,而相对湿度的变化对其的影响则不显著。用SPSS统计学软件,分别以温度和总个体数N为自变量和因变量进行了曲线拟合。     

近50年锦州地区降水及旱涝变化特征分析

根据1960-2005年锦州地区降水资料,对年际、春季和夏季降水序列通过线性趋势估计法和谱分析法分析了锦州自20世纪60年代以来降水的演变趋势及周期变化,并且根据降水量和降水量距平百分比统计了锦州近50年旱涝变化特征。结果表明,锦州地区年降水量和夏季降水量呈波动减少的趋势,而春季降水却呈上升的趋势。年、春季和夏季降水序列都存在3-5年的高频震荡。通过旱涝统计,锦州地区平均近2年就出现一次干旱。     

吉林省玉米品种资源抗大斑病组分测定和抗性评价

通过分析引起病害发生的重要因子,组建利用综合感病指数评价品种抗性模型,即:综合感病指数=单株病斑数(侵染几率)×相对产孢量×病斑大小。根据该公式,综合病指值越大,表示该品种感病越重,抗病性越弱;反之,表示该品种感病越轻,抗病性越强。利用这种方法对100余份国内和引自美国的玉米自交系及杂交种进行抗大斑病组份测定和抗性评价,选出对大斑病免疫或高抗玉米品种74份,既可用于农业生产,又可用于抗病育种资源材料。     

基于GIS的玉米估产模型研究——以陕西省周至县为例

以陕西省周至县为研究区,探讨了基于土壤养分空间数据的玉米估产模型的建立及应用。对研究区土壤养分点数据进行空间插值,获得了区内9种养分的分布数据,运用SPSS软件对养分含量与玉米产量进行主成分分析,建立玉米产量估算模型。     

基于尺度噪声水平估计的双树复数小波变换图像去噪方法

利用噪声与图像双树复数小波变换各层系数的关系,提出基于尺度噪声水平估计的双树复数小波变换图像去噪方法并进行了试验.结果表明,该估计方法与图像噪声水平近似线性相关,能很好地反映各层系数的噪声水平.双变量收缩函数阈值去噪法采用该估计比采用全局噪声水平估计去噪效果更好,平均结构相似度明显提高.     

青铜峡灌区“资源型”真实节水量估算研究

从灌区水资源角度出发,提出灌区"资源型"真实节水量估算方法,分析计算了青铜峡灌区综合节水措施作用下的取水节水量和资源型真实节水量.计算得出,青铜峡灌区取水节水量为13.23亿m3,"资源型"真实节水量为6.54亿m3,相当于灌区取水节水量的49.43%.结果表明:在节水条件下,衡量青铜峡灌区的节水效果宜采用"资源型"真实节水量,因为只有"资源型"真实节水量才是有意义的.