线扫描铁轨表面缺陷成像与检测

基于线扫描的机器视觉成像系统，用于采集铁轨表面图像，提出一种以图像增强和自动阈值分割为核心的缺陷检测算法，该算法能够准确检测出铁轨表面缺陷.图像增强采用局部零均值法，克服了铁轨表面光线反射不均的缺点，提高了缺陷和背景的区分度.自动阈值分割采用强调概率的最大背景类方差法，取到的阈值使背景类方差最大的同时保持缺陷出现概率较小.将本文的核心方法与传统方法进行对比实验，验证了该算法的有效性和快速性，具有一定的实用价值.     

黄河中游河龙区间侵蚀产沙对景观特征的非线性响应

为明确退耕还林（草）工程期间景观特征变化对侵蚀产沙过程的非线性影响机制，以2006—2016年黄河流域河龙区间33个水文站控制子流域为研究对象，采用增强回归树方法分析了河龙区间子流域产沙模数时空差异的景观驱动因子，定量评价了各景观特征与产沙模数的非线性关系。结果表明，林地和耕地面积比例对产沙模数变异贡献最大，分别贡献22.0%和16.9%的变异；林地面积的增加和耕地面积的减少可以减少产沙模数，但当林地面积>15%，耕地面积<20%时，对产沙模数的影响减弱；增加林地和草地的植被覆盖度对水土流失的减缓作用也存在阈值，草地和林地植被覆盖度的阈值分别为0.5和0.3，当超过该阈值后，其对侵蚀产沙过程的减缓作用趋于弱化；适当减少边界密度数量有利于控制流域土壤侵蚀，当边界密度<60 m/100 hm²时，边界密度对产沙模数影响不大，当超过阈值后，产沙模数随着边界密度的增加急剧增大。当边界密度维持在60 m/100 hm²之内时，可以达到适宜的水土流失防治效果。研究结果揭示了河龙区间流域尺度上景观因子对侵蚀产沙过程的阈值效应，可以为黄河流域植被合理恢复提供重要参考。     

一种基于生态流量的水资源开发利用率阈值估算方法

水资源开发利用率阈值是进行水资源开发利用、安全评价、风险调控与综合管理的控制性指标。尽管国际上常以年取水量与年可获得水资源量的比值40%作为水资源开发利用率阈值，但该阈值的确定依据和合理性并未明晰，同时该阈值为固定值未能考虑水资源禀赋的时空变化，给通常面对水资源时空分布不均的管理实践带来挑战。根据水资源开发利用率阈值与河道内生态流量之间的互补关系，在利用SWAT分布式水文模型模拟流域天然径流的基础上，通过基于多层次生境条件的改进Tennant法（MTMMHC法）计算了汉江流域各子流域各月份在丰、平和枯年份的不同等级生态流量，并确定了相应的水资源开发利用率阈值，体现了水资源开发利用率阈值在不同河段和不同季节的变化情况。结果表明：MTMMHC法能同时考虑流量的年内和年际变化并反映流量在丰、平和枯年份的差异性。在汉江流域，各子流域各月份在丰、平、枯年份的水资源开发利用率阈值均不同，且各子流域各月满足最适宜生态流量所对应水资源开发利用率阈值大多在20%以下，低于现行的国际上40%的标准。因此，该阈值估算方法不仅明晰了水资源开发利用率阈值与河道内生态流量之间的互补关系，而且考虑了水资源禀赋的时空...     

再论中国磷肥需求预测——基于农业绿色发展视角

磷肥产业发展关乎我国粮食安全、资源利用和环境保护。近40年来由于化学磷肥的持续施用，我国农田土壤有效磷快速提升，在这一背景下基于农业绿色发展的要求，调整未来我国磷肥的需求预测十分必要。本文综合分析了我国农田土壤有效磷的变化，明确了在粮食作物上我国农田土壤有效磷平均已经达到或超出了作物生产的农学阈值(15～25 mg·kg^-1)，在蔬菜和果树等经济作物上土壤有效磷已经全面超过农学阈值。农业绿色发展要求在保障作物高产的同时，要充分发挥作物的根系/根际生物学潜力以提高磷资源利用效率、同时改善农产品营养品质和降低环境风险，为此，应将磷肥施用策略从培肥地力保增长调整到以农学阈值为目标的维持施磷保增产、升效率、提品质。同时，农业绿色发展需要从工艺和农艺两方面最大限度提高农业废弃物中磷资源的再利用效率。据此，考虑我国粮食和其他农产品需求，继2007年基于土壤磷肥力变化预测我国磷肥需求的基础上，本文对我国未来农业磷肥需求进行了再预测。结果表明，到2030和2050年，我国化学磷肥的需求量分别为1084万吨和742万吨。因此，在各项措施持续优化基础上，我国化肥磷的需求在短期(203...     

基于改进UNet++模型的葡萄黑腐病病斑分割和病害程度分级

为了解决葡萄病害图像边缘分割模糊和发病初期分割难的问题，基于PlantVillage数据集中的葡萄黑腐病图像，提出一种基于改进UNet++的葡萄黑腐病病斑分割模型。该模型在提取图像特征时：一方面，采用自适应软阈值化方法消除噪声影响，提高葡萄病斑边缘的分割精度；另一方面，采用长、短连接结合的方式构建UNet++中的跳跃式连接结构，降低模型的计算复杂度。同时，在模型的横向输出层中融合多尺度特征，增强病斑的语义信息，进一步提高目标分割精度。在该模型的损失函数中，将Dice损失函数和交叉熵损失函数进行线性加权组合，以解决病斑像素面积与叶片面积不平衡的问题。采用五折交叉验证进行模型训练与测试。结果显示，本文模型的像素准确率达到98.433%,平均交并比达到92.056%,病斑交并比为81.230%,Dice系数为0.941,均优于传统的UNet++模型。采用病斑占叶面积的比例对病害程度进行分级。结果表明，本文模型对病害等级的划分准确率达97.41%。该模型能精确实现对葡萄黑腐病病斑边缘和小病斑的分割，以及病害程度分级，具有良好的稳健性。     

基于改进小波阈值的植物电信号降噪方法

多尺度分析方法对于小波分析参数选取与设计具有很强的依赖性，针对初步采集得到的植物电信号特点，提出一种小波阈值计算和选取方法，该方法融入了小波分解层数和调节因子，通过对小波阈值方法进行改进实现更加合理的植物电信号分解和降噪预处理。结果表明，该方法在植物电信号降噪效果方面获得了较好表现，同时根据信噪比(SNR)以及均方误差(MSE)计算结果，该方法进行降噪效果更为理想，能够满足信号分析需求。     

诸暨市不同作物对土壤镉铅吸收的研究：富集系数和安全阈值

不同作物对重金属的吸收能力有较大的差异,对此了解有助于因地制宜地选择合适的农作物进行污染耕地的安全利用。文章以诸暨市为例,同时采集了489对不同作物可食部位与对应耕层土壤样品测试镉、铅含量,计算了农作物可食部位镉、铅的富集系数,制订了稻谷、瓜茄果菜和叶菜安全生产的土壤镉、铅阈值。结果表明：农作物对镉的富集能力明显高于对铅的富集,市内农田土壤镉污染风险较高,发生铅污染的风险较小。不同作物对镉的富集系数有很大的变化,稻谷、花生中镉的平均富集系数高于蔬菜。叶菜对镉的富集系数高于根茎蔬菜、豆类蔬菜及瓜茄果类蔬菜。镉污染农田可种植玉米、番薯替代水稻,降低污染风险;在污染农田中种植蔬菜,应优先考虑种植瓜茄果蔬菜、根茎蔬菜或豆类蔬菜。对比分析表明,市内农产品镉、铅卫生质量状况与土壤环境质量类别存在明显的交错现象;在土壤环境质量筛选值以下,仍然存在稻谷镉超标的风险。但调查结果也表明,瓜茄果类蔬菜和叶菜安全生产的镉和铅阈值低于筛选值,酸性、微酸性和中性土壤中当镉含量分别在1.00、1.40、4.20 mg/kg以下及铅含量分别在141、448、1530 mg/kg以下时,没有发现瓜茄果蔬菜重金属超标;土壤镉含量分别在0.32、0.50和2.00 mg/kg以下和铅含量分别在87.30、121.00、164.00 mg/kg以下时,没有发生叶菜重金属超标现象。     

秸秆覆盖条件下玉米不同生育期间的干旱阈值研究

2018～2019年在人工遮雨棚内进行不同梯度的干旱胁迫试验,研究秸秆覆盖免耕条件下玉米不同生育时期的干旱阈值.结果表明,以减产5％为临界点,拔节至抽雄期间,覆盖免耕条件下的干旱阈值为0.609,明显高于裸地旋耕条件下的0.551;在抽雄至乳熟期间分别是0.524和0.512,相差不大.干旱阈值出现的时间,拔节至抽雄期...     

西兰花不同生育时期对高矿化度水滴灌的耐盐响应

为明确西兰花不同生育时期对高矿化度水滴灌的耐盐响应，采用盆栽试验，设置西兰花2个生育时期(莲座期和花球膨大期)分别滴灌不同矿化度的水溶液(水+肥+NaCl,灌水量和施肥量相同，NaCl施用量不同),水溶液的电导率分别为：1.5、2.9、4.6、5.4、7.3和9.4 dS·m^-1;处理期间土壤水基质势不低于-30 kPa,灌溉持续时间为1个月；分析不同生育时期滴灌不同矿化度水溶液对西兰花产量和生物量的影响。结果表明，莲座期滴灌不同矿化度水溶液，西兰花产量和生物量均随着灌溉水矿化度的升高而降低；花球膨大期滴灌不同矿化度的水溶液，1.5、2.9和4.6 dS·m^-1处理的西兰花产量和生物量基本相当，从5.4 dS·m^-1处理开始，西兰花产量和生物量随着矿化度的升高而逐渐下降。基于滴灌条件下灌溉水矿化度，莲座期西兰花的耐盐阈值在1.4～1.5 dS·m^-1,下降速率为2.8%～3.4%(dS·m^-1)^-1;花球膨大期的耐盐阈值为3.9～4.3 dS·m^...