基于GIS的农村居民点空间分布特征研究----以扶余市为例

科学认识乡村地域结构是全面推进农业农村现代化和乡村振兴的基础。本文以扶余市第二次土地调查调数据为基础，借助ArcGIS空间分析软件，运用规模分析、核密度估算、缓冲区分析，从用地规模、分布格局与土地利用条件方面探讨扶余市农村居民点地域分异特征。研究表明：扶余市以微、小型居民点居多，居民点数量随着规模的增大逐渐减少，居民点之间的距离差异较大，总体呈现大散居、小聚居，不均匀分散分布；农村居民点的平均核密度为0.4个/km2，空间布局呈东南部高密度集聚成片，向西逐渐密度降低，西部零散错落分布；居民点分布呈现较强的城镇指向性，交通用地对居民点有集聚的作用，河流对微型居民点和大型居民点有集聚吸引的功能。     

Transplantation of human amnion epithelial cells improves learning and memory function in Alzheimer's disease-like pathology rat model

AIM: To observe the treatment effect and its immune regulation of human amnion epithelial cells (hAECs) on Alzheimer's disease (AD)-like pathology rat model. METHODS: The hAECs were isolated from amnion with trypsin digestion, and the phenotype of hAECs was analyzed by flow cytometry. SD rats (n=48) were randomly divided into sham control group, model group, medium group and hAECs group. AD-like pathology rat model was induced by bilateral intraventricular injection of lipopolysaccharide (LPS). hAECs (5×10⁵) were injected into the hippocampus of the AD-like pathology rats. At 2 weeks after transplantation, the animals were tested by Morris water maze to observe the function of learning and memory. The pathological change of the brain was observed by HE staining. The expression of amyloid β-protein 42(Aβ42) and Tau protein and the level of acetylcholine (ACh) in the injury brain were determined by immunohistochemistry. The survival and differentiation of hAECs in the hippocampus were measured by immunofluorescent technique. The percentages of lymphocyte subsets in the peripheral blood mononuclear cells were analyzed by flow cytometry. The contents of serum cytokines were detected by cytometric bead array. RESULTS: Compared with model group and medium group, hAECs group showed shortened escape latency (P<0.01), increased frequency of going through the platform (P<0.05), reduced loss of hippocampal neurons, decreased expression of Tau protein and Aβ42 in the hippocampus (P<0.05), increased ACh level in the hippocampus (P<0.05), decreased percentages of Th1 and Th17 subsets, increased percentages of Th2 and Treg cells (P<0.05), decreased concentrations of IFN-γ and IL-2 in the serum, and increased concentration of IL-4(P<0.05). CONCLUSION: hAECs improve the cognitive learning and memory function and alleviate pathologic damage of hippocampus through immune regulation in AD-like pathology rats.     

基于CNN-BiLSTM的棉花产量预测方法

针对传统的作物产量估算方法在模型泛化方面的不足及缺少时序特征和空间特征的问题,该研究以机采棉为研究对象,结合无人机遥感平台与深度学习技术对棉花进行多期遥感观测与估产。以棉花苗期、蕾期和花期的影像为时间序列数据集,构建基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和双向长短期记忆（Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM）的混合模型（CNN-BiLSTM）进行棉花产量预估,提高时间维度和空间维度方面的特征提取能力,并分别验证CNN和BiLSTM的性能以及不同网络深度对估产的影响。研究结果表明,CNN和BiLSTM深度分别为14和1的CNN14-BiLSTM模型准确率最高,对比单一结构的BiLSTM该模型决定系数从0.851提升至0.885,其均方根误差和平均绝对百分比误差也均明显下降,在2.3 m×2.3 m的样方内,结果分别为147.167 g和6.711%。该研究实现了基于时间序列的棉花产量估算,可为类似的作物产量估算提供参考。     

基于MFO-LSTM的母猪发情行为识别

及时准确识别母猪的发情行为可以有效增加受胎率和产仔量,对提高养殖企业的繁育水平和经济效益具有重要意义。该研究针对生猪养殖过程中母猪发情行为识别存在主观性强、智能化水平低、假警报和错误率高、识别不及时等问题,提出了一种基于飞蛾扑火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)优化长短时记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)的母猪发情行为识别方法。利用安装在母猪颈部的姿态传感器获得母猪姿态数据,然后使用姿态数据训练MFO-LSTM姿态分类模型,将母猪姿态分为立姿、卧姿和爬跨3类。通过对姿态分类结果进行分析,确定以爬跨行为和活动量2个特征作为发情行为识别依据,使用MFO-LSTM分类算法判断母猪是否发情。以山西省太原市杏花岭区五丰养殖场的试验数据对该方法进行验证,结果表明,该方法在以30 min为发情行为识别时间时的识别效果最好,发情行为识别的错误率为13.43%,召回率为90.63%,特效性为81.63%,与已有的母猪发情行为识别方法相比错误率降低了80%以上。该方法在保证识别准确率的情况下有效降低了错误率,可满足母猪养殖生产过程中发情行为自动识别要求。     

智能气动肌肉的静态驱动特性研

研究了形状记忆合金丝(SMA)编织网的主动变形及对气动肌肉静态驱动特性的影响.建立了SMA丝内应力与静态驱动力的平衡方程.针对升降温中SMA丝的相变,分析了马氏体和奥氏体体积比变化,建立了温度SMA收缩率模型,并应用到气动肌肉的收缩率、收缩力和刚密度特性计算中.Matlab仿真得到了SMA变形曲线和气动肌肉特性变化曲面.分析结果表明SMA变形存在迟滞,SMA主动伸缩使得编织角变化范围更广,刚密度变化更突出.SMA收缩率变大,气动肌肉收缩力增强.     

基于SSA-LSTM的玉米土壤含氧量预测模型

土壤含氧量（Soil oxygen content,SOC）是影响作物生长的重要土壤环境因素之一,具有时序性、不稳定性和非线性等特点,精确预测土壤环境中含氧量的变化趋势,有助于制定更加合理的土壤通气增氧方案。本研究提出基于麻雀搜索算法（Sparrow search algorithm,SSA）和长短时记忆（Long and short-term memory,LSTM）神经网络预测模型,利用国家土壤质量湛江观测实验站记录玉米种植期间的气象环境和土壤环境数据,基于SSA-LSTM模型对SOC变化进行预测及相关性分析,并与传统的BP预测模型、LSTM预测模型、GA-LSTM预测模型及PSO-LSTM预测模型进行对比。试验结果表明,SOC与降雨量、土壤含水率、土壤温度、土壤充气孔隙度相关性极显著,相关系数高于0.8,与大气温度和风速相关性显著,与大气湿度和土壤呼吸速率相关性较弱。SSA-LSTM模型预测精度明显高于其他4组对照预测模型,R2达到0.95979,RMSE仅为0.4917%,MAPE为3.7331%,MAE为 0.3620%,预测值与试验值之间的拟合程度高。本研究可为土壤含氧量变化的精准预测及土壤通气增氧技术的应用推广提供理论支撑与科学依据。     

邛海盆地土壤氮素空间变异特征与影响因素研究

以西昌市邛海盆地为研究区域,随机均匀布点采集386个耕作层土壤样点,分析化验土壤理化性质,运用地统计学方法和GIS技术研究邛海盆地表层土壤氮素含量的空间变异特征,利用方差分析、缓冲区分析和回归分析定量分析区域内土壤氮素空间变异的影响因素。研究结果表明,研究区表层土壤全氮和速效氮含量分别为(1.85±0.51)g/kg和(138.5±47.7)mg/kg,属较丰富水平,变异系数分别为27.52%和32.24%,属中等差异强度;土壤全氮和速效氮具有中等程度的空间相关性,空间变异均以随机变异为主,具有各向异性特征,在西北-东南方向上空间变异相对剧烈;研究区土壤全氮和速效氮含量总体上呈条带状或斑块状分布特征,高值区主要位于西昌市的东南郊区,并以此高值中心向南、向东和向北3个方向逐步递减,低值区主要出现在邛海北面近湖岸地带。影响因素分析结果表明,土地利用方式、土壤母质、土壤质地、土壤p H值、城镇、河流、邛海湖对土壤全氮和速效氮空间变异具有显著影响,而道路对土壤氮素空间变异影响不显著。     

基体改良效应石墨炉原子吸收法直接测定植物样品中微量钼

本文研究利用460μg/mlNa_2CO _3—1000μg/mlCa_(2+)复合溶液作石墨炉原子吸收法(GFAAS)直接测定植物样品中微量钼的基体改良剂,详细讨论了该改良剂的作用、特性、钼原子化条件和基体干扰情况。使用本试验推荐的基体改良剂,在一定的浓度范围内能彻底消除钼的记忆效应,大大提高测定灵敏度,钼的原子吸收信号增加104.6％,特征性浓度为0.5ng/mlMo,相对偏差(RSD)为2.4％。     

人参皂苷Rg3(R),Rg3(S),Rg5/Rk1对乙醇致小鼠记忆阻碍改善作用的影响

采用被动回避穿越法研究了人参皂苷Rg3(R),Rg3(S)和Rg5/Rk1(1∶1)对乙醇致小鼠记忆阻碍改善作用的影响。结果表明:灌服人参皂苷Rg3(R),Rg3(S)和Rg5/Rk110 mg/kg后,显著延长了小鼠避暗的潜伏期,尤其以人参皂苷Rg5/Rk1作用最为显著,Rg5/Rk1处理组的潜伏期是对照组的2.97倍,Rg3(R),Rg3(S)分别为对照组的2.35和2.53倍,差异极显著(P<0.01)。说明这些化合物具有改善乙醇致小鼠的记忆障碍的能力。     

基于部首嵌入和注意力机制的病虫害命名实体识别

为了解决农业病虫害命名实体识别过程中存在的内在语义信息缺失、局部上下文特征易被忽略和捕获长距离依赖能力不足等问题,以农业病虫害文本为研究对象,提出一种基于部首嵌入和注意力机制的农业病虫害命名实体识别模型(Chinese agricultural diseases and pests named entity recognition with joint radical embedding and self attention, RS-ADP)。首先,该模型将部首嵌入集成到字符嵌入中作为输入,用以丰富语义信息。其中,针对部首嵌入设计了3种特征提取策略,即卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、双向长短时记忆网络(Bidirectional long short term memory network, BiLSTM) 和CNN-BiLSTM;其次,采用多层不同窗口尺寸的CNNs层提取不同尺度的局部上下文信息;然后,在BiLSTM提取全局序列特征的基础上,采用自注意力机制进一步增强模型提取更长距离依赖的能力;最后,采用条件随机场(Conditional random field, CRF)联合识别实体边界和划分实体类别。在包含11个类别和24715条标注样本的农业病虫害自制语料上进行了实验。结果表明,本文模型RS-ADP在该数据集上精确率、召回率和F1值分别为94.16%、94.47%和94.32%;在具体实体类别上,RS-ADP在作物、病害、虫害等易识别实体上F1值高达95.81%、97.76%和97.23%。同时,RS-ADP在草害、病原等难以识别实体上F1值仍保持86%以上。实验结果表明,本文所提模型能够有效识别农业病虫害命名实体,其识别精度优于其他模型,且具有一定的泛化性。