Comparison of multivariate models and variable selection algorithms for rapid analysis of the chemical composition of field crops

This study evaluates the use of visible and near-infrared spectroscopy for rapid prediction of total carbon, total nitrogen, and total phosphorus concentrations in field crop samples. Two multivariate models (partial least squares regression and support vector machine regression) were compared. In addition, four spectral variable selection algorithms (competitive adaptive reweighted sampling, genetic algorithm, uninformative variable elimination, and variable importance for projection) were applied with support vector machine regression to determine the most accurate predictions. The results showed that support vector machine regression performed better than partial least squares regression for predicting the three chemical compositions. The combination of competitive adaptive reweighted sampling and support vector machine regression outperformed the other models for the predictions of total carbon and total nitrogen with high coefficients of determination of 0.91 and 0.90, respectively. For the determination of total phosphorus, the prediction accuracy of competitive adaptive reweighted sampling was comparable with the best result obtained from genetic algorithm with the coefficients of determination of 0.73 and 0.77, respectively. In conclusion, the support vector machine regression combined with competitive adaptive reweighted sampling has great potential to accurately determine the chemical composition of field crops using the visible and near-infrared spectroscopy.     

多因子问诊1998年和2016年松花江流域夏季降水

为了分析强El nino 衰减年（1998 年和2016 年）松花江流域夏季降水异常成因,提高松花江流域夏季降水预测能力。采用松花江流域97 站逐日降水资料,NCEP/NCAR再分析资料等资料,通过合成分析、相关分析等多种物理诊断方法分析1998 年和2016 年夏季降水异常成因。结果表明：仅仅依靠强El nino 事件的结束时间和强度还不能确定松花江流域夏季降水变化,还需要考虑中高纬环流及其大气内部的自身演变过程,例如东北冷涡的强度和发生时间,欧亚中高纬环流阻高的变化。需要综合考虑海温、副热带系统和中高纬环流系统的异常变化给松花江流域夏季降水带来的影响,从多因子角度诊断和预测松花江流域夏季降水,从而提升预测水平,为气象防灾减灾和农业生产服务提供决策依据。     

高度对色斑法测量雨滴粒径影响的试验研究

以前的色斑法雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上，通过回归分析，得到了以色斑直径和高度为变量的率定公式。研究表明，水滴下落高度小于5m时需考虑高度的影响；高度大于5m时，高度的影响可以忽略。通过相关性分析，公式的拟合性较好，对以后的色宽法测量雨滴粒径有指导意义。     

基于SPSS的抚顺地区参考作物需水量的区域分析

根据抚顺地区3个气象站的气象观测资料，应用1990年联合国粮农组织推荐的Penman—Monteith公式计算各站1995～2004年10年来的参考作物需水量ET。利用SPSS统计分析软件对ET。进行回归分析。分析结果表明：章党气象站和新宾气象站之间具有较好的线性关系。而清原气象站和新宾气象站、清原气象站和章党气象站之间的回归不显著。此分析为分析抚顺地区的气候提供一定的依据，也为将来利用地理信息系统（GIS）分析区域的参考作物需水量的空间分布提供一定的基础。     

基于AT89S52和DS18B20的多点温度检测报警系统

为了对温室大棚室温实施监测、避免局部温度过高,利用多片DS18B20单总线型数字温度传感器,采用外部供电方式,结合AT89S52单片机,外加串口电路、报警电路以及显示模块,设计了多点温度测量并报警的硬件系统。依据DS18B20型温度传感器操作指令,首先读取各传感器的序列号,并确定传感器对应的各点位置关系,定时循环读出各个传感器的温度值并循环显示,单片机依据设定的报警温度上下限做出报警处理;同时,也可利用串口把各点的温度值传给上位机作进一步的处理。实例表明,该系统工作稳定,操作方便,成本低廉,实现了温室大棚中的多点温度检测以及越限报警功能,测温误差在±0.5oC以内。     

等维灰数递补动态模型在城市生活用水量预测中的应用

运用灰色系统理论中“等维灰数递补动态模型”对城市生活用水量进行了分析与预测。一是对用水人口进行预测,并运用回归理论对城市生活用水量与用水人口的关系建立模型,对城市生活用水量进行了预测;二是运用等维灰数递补动态模型直接对生活用水量进行预测。     

湘西桤木人工林蓄积量模型及适宜经营密度研究

密度是表达林分结构的重要指标,立地条件、树种及林龄不同时,其林分最佳密度也不相同。笔者以湘西桤木人工林为研究对象,采用数量化方法I和非线性回归分析方法,对2009年和2010年调查的78块标准地数据进行数据分析处理与建模。结果表明：（1）平均高、公顷株数、土层厚度、龄组、坡向、坡位、自然灾害、海拔、树种组成8种因子中,平均高、公顷株数、土层厚度和龄组对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均有显著性影响,而海拔和树种组成对湘西桤木人工林平均木材积和单位面积蓄积量均无显著性影响。这对建立桤木人工林蓄积量与密度、平均高收集数据时提供理论指导,同时既能节省外业调查费用,又能保证建模数据的科学性。（2）建立了湘西8~10年桤木人工林蓄积量与密度、平均高相关关系模型： ,建模精度为96.8458%,平均相对误差为1.1334%。模型适应性检验表明,残差值呈对称均匀分布,其平均相对误差为-1.2156%。（3）该地区8~10年桤木人林的最佳经营密度为800~1000株/hm2。这对于合理地经营和管理湘西桤木人工林具有重要的理论和实际指导意义。     

籼稻谷带菌量与储藏温度和时间回归方程的研究

通过模拟储藏,研究了温度和时间对储藏籼稻谷水分、细菌量和霉菌量的影响.结果表明:随着温度的升高和时间的延长,符合安全水分的稻谷含水量下降,在15℃、20℃时,细菌量和霉菌量基本维持原来水平,储藏200 d后,稻谷的色泽、气味正常,无霉变、生虫现象,而当储藏温度超过25℃时,细菌量和霉菌量下降,但储藏200 d后,稻谷的色泽、气味不正常,并出现生虫现象,因此低温储藏有利于稻谷水分的保持和延缓细菌和霉菌的生长,减少数量和霉变损失.方差分析和回归方程的拟合表明温度和时间是储藏稻谷细菌量或霉菌量变化的极显著影响因素,并且细菌量或霉菌量与储藏温度和时间呈显著的二元线性关系.     

农业机械化与黑龙江省农业发展实证分析

从各国农业发展经验看,农业机械化对各国农业的发展具有重要的促进作用,而黑龙江省是我国的农业大省,有必要对其农业机械化与农业发展关系进行研究。为此,运用多元线性回归模型,分析了阻碍农业机械化的影响因素:农村剩余劳动力转移缓慢,农户分散经营,投入少。同时,提出了具体措施来提高黑龙江省农业机械化水平:促进农村剩余劳动力的转移,加大政府对农业机械的投入,建立农业机械化服务体系,以此促进农业机械作用的发挥从而推进黑龙江省农业的发展。     

基于CLUE-S模型的煤矿城市土地利用变化模拟

以淮南市为研究区,选择1985、1995、2005、2016年土地利用数据,在分析土地利用动态变化特征的基础上,利用CLUE-S模型模拟预测了未来土地利用格局。结果表明：1985—2016年,研究区耕地面积减少11.62%;建设用地和水体面积百分比分别增加7.98个百分点和4.29个百分点。2005—2016年是各地类变化最强烈的阶段,其综合土地利用动态度最大,为13.46%。建设用地变化速率最快,其土地利用动态度为5.19%。土地转移主要发生在耕地、水体和建设用地之间,以耕地向建设用地和水体的转换为主。耕地转为建设用地的面积达207.61 km²,新增水体集中分布在潘谢矿区。加入空间自相关性和土壤质量因子后,耕地和建设用地的Logistics回归效果显著改善,ROC分别增加0.201和0.133。年均降水量是影响耕地变化的主要驱动因子,与耕地分布概率呈负相关;而建设用地变化主要驱动因子为GDP。土地利用模拟的Kappa系数为0.74,CLUE-S模型在研究区域具有较好的模拟能力。运用CLUE-S模型预测了研究区2028、2034、2040年土地利用空间分布,未来...