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都市绿地精准变量灌溉控制系统的研究

都市绿地精准变量灌溉控制系统的研究

作者：匡秋明北京林业大学

学位级别：硕士

水资源匮乏成为全球性的问题，节水成为人们最关心的主题之一。世界各国纷纷采取改进节水灌溉工程技术，改革灌溉管理机制等措施节约水资源。喷灌、滴灌已成为热门的节水灌溉方式。在灌溉系统中推广自动化控制技术，并结合用于监测土壤... 详细信息

水资源匮乏成为全球性的问题，节水成为人们最关心的主题之一。世界各国纷纷采取改进节水灌溉工程技术，改革灌溉管理机制等措施节约水资源。喷灌、滴灌已成为热门的节水灌溉方式。在灌溉系统中推广自动化控制技术，并结合用于监测土壤墒情和绿地植被生长情况的传感器技术，可实现灌溉系统的智能化，这不仅可以提高水资源利用率，还有助于绿地植被的生长。本研究的主要内容和结论如下：1．对比国内、外节水灌溉自动控制系统之后，提出了一套应用于绿地节水灌溉的自动控制系统方案。2．给出了本系统的设计原则，依据该原则对该系统进行了总体设计，提出了系统的组成及网络结构。3．应用单片机技术研发了灌溉监测控制器及阀门控制器，应用Visual Basic语言开发了上位机监控软件。4．分析绿地土壤的特性之后，提出了开关控制与模糊控制相结合的双模控制算法。5．在北京林业大学主楼前草坪上对该系统进行了安装和测试。试验证明：该系统可以用于绿地土壤含水率的实时监测，在控制参数设置合理的情况下，可以实现节水的目的。总之，本研究自主开发了整套绿地节水灌溉自动控制系统，该系统可以根据特定植物、土壤类型和地势条件，实现以土壤含水率和灌溉量为变量的灌溉控制。该系统便于用户设置合适的参数，以达到精准灌溉的目的，很好的完成自动调控土壤含水率的任务。

关键词：绿地精准灌溉土壤含水率灌溉监测控制器双模控制策略

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土壤水分传感器实用性能对比研究

北京林业大学学报 2006年第3期28卷 158-160页

作者：赵燕东白陈祥匡秋明张军 Paul Wolfgang 北京林业大学工学院中国农业大学信息与电气学院德国联邦农科院技术与生物系统研究所

该文针对时域反射法(TDR)、频率分解法(FD)型土壤水分传感器和中国农业大学研制的基于驻波率原理(SWR)的新型土壤水分传感器,在德国北部典型的沙壤土、黄土、含煤沙土及含铅壤土土样上做了试验.根据采集的数据进行方差分析,结果表明:SW... 详细信息

该文针对时域反射法(TDR)、频率分解法(FD)型土壤水分传感器和中国农业大学研制的基于驻波率原理(SWR)的新型土壤水分传感器,在德国北部典型的沙壤土、黄土、含煤沙土及含铅壤土土样上做了试验.根据采集的数据进行方差分析,结果表明:SWR型土壤水分传感器是一种高精度、高可靠性、受土壤质地影响不明显的快速土壤水分测量传感器,其性能可与世界先进TDR型和FD型土壤水分测量传感器相媲美.

关键词：驻波率时域发射法频率分解法土壤传感器

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多源数据融合高时空分辨率晴雨分类

软件学报 2017年第11期28卷 2925-2939页

作者：匡秋明杨雪冰张文生何险峰惠建忠中国气象局公共气象服务中心北京100081 气象大数据与机器学习联合实验室北京100190 中国科学院自动化研究所北京100190

高时空分辨率晴雨分类与交通、旅游、农业灌溉及人们日常出行都密切相关,然而"天有不测风云","东边日头西边雨",准确的高时空分辨率晴雨分类是极具挑战性的问题.提出了一种基于多源数据的多视角学习晴雨分类方法,其中,多源数据包括雷达... 详细信息

高时空分辨率晴雨分类与交通、旅游、农业灌溉及人们日常出行都密切相关,然而"天有不测风云","东边日头西边雨",准确的高时空分辨率晴雨分类是极具挑战性的问题.提出了一种基于多源数据的多视角学习晴雨分类方法,其中,多源数据包括雷达、卫星及地面观测因子及晴雨观测数据.该方法表述如下:首先,依据雷达观测因子构造了Vis CAPPI视角和Vis PPI视角,依据葵花卫星资料构造了Vis Sat视角,依据地面观测因子构造了Vis Ground视角;然后,对这4个视角特征进行组合获得组合视角Vis CAPPI_PPI,Vis Radar_Sat,Vis Radar_Groumd,Vis Sat_Ground,Vis Radar_Sat_Ground,应用随机森林机器学习方法分别对这些视角进行样本学习,获得这些视角的晴雨分类模型;最后,对这些视角晴雨分类模型估计进行融合,获得晴雨分类结果.主要贡献在于:(1)提出了雷达、卫星和地面观测因子多视角构建方法,构建了Vis CAPPI,Vis PPI,Vis Sat和Vis Ground晴雨分类视角及其组合视角;(2)提出了一种多视角方法(multi-view weight random forest,简称MVWRF),能够处理雷达、卫星和地面观测因子多源数据融合晴雨分类问题,提高1km×1km和6min时空分辨率晴雨分类准确率.在2016年10月7日和8日,泉州雷达覆盖的393个气象观测站上进行模型训练和测试,结果显示,该方法能够取得较高的晴雨分类准确率和较低的漏报率、空报率,优于对比方法.

关键词：多源数据随机森林多视角晴雨分类

多尺度残差金字塔网络模型三维气象要素降尺度研究

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大气科学学报 2022年第5期45卷 660-673页

作者：匡秋明沈晨凯于廷照刘进中国气象局公共气象服务中心北京100081 深圳今日头条科技有限公司广东深圳518054 武汉大学计算机学院湖北武汉430072

本文将研究对象从地面气象要素扩展到三维气象要素;针对三维气象要素空间分辨率提升问题,融合多气象要素交互影响、多尺度作用、多气压层气象要素天气系统配置作用等机理,提出一种多尺度残差拉普拉斯金字塔网络三维气象要素深度学习降... 详细信息

本文将研究对象从地面气象要素扩展到三维气象要素;针对三维气象要素空间分辨率提升问题,融合多气象要素交互影响、多尺度作用、多气压层气象要素天气系统配置作用等机理,提出一种多尺度残差拉普拉斯金字塔网络三维气象要素深度学习降尺度模型(Multi-Scale Residual Laplacian Pyramid Network,MSRLapN)。具体地,构造一种多尺度残差模块(Multi-Scale Resolution Block,MSRB),用于从三维空间多种气象要素中自动提取预报特征;从机器学习领域引入多尺度金字塔技术描述气象要素的多尺度交互作用;然后,通过超分辨重建循环迭代方法,基于大样本历史数据学习订正降尺度预报的误差。在华东气候区,本文针对相对湿度和风速两种气象要素,实现了7种前沿深度学习超分辨降尺度方法的三维空间气象要素降尺度,并将本文提出的方法与这7种深度学习超分辨降尺度方法与之对比,实验结果表明:MSRB模块可从数据中有效提取三维气象要素多尺度作用的特征信息,MSRLapN有效实现了三维气象要素降尺度,效果优于其他对比方法。

关键词：气象要素降尺度超分辨卷积神经网络三维空间

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四川盆地暖区暴雨的雷达回波特征及分类识别

应用气象学报 2020年第4期31卷 460-470页

作者：罗辉肖递祥匡秋明青泉康岚四川省气象台成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 中国气象局公共气象服务中心北京100081

暖区暴雨强度大且降水集中,可造成严重气象灾害。利用四川盆地实况降水和7部天气雷达资料,分析了2012-2017年28次暖区暴雨过程的降水特征,按超过20 mm·h^-1降水站数的突增,将暖区暴雨的雷暴群分为初生阶段和成熟阶段,根据不同降水类型... 详细信息

暖区暴雨强度大且降水集中,可造成严重气象灾害。利用四川盆地实况降水和7部天气雷达资料,分析了2012-2017年28次暖区暴雨过程的降水特征,按超过20 mm·h^-1降水站数的突增,将暖区暴雨的雷暴群分为初生阶段和成熟阶段,根据不同降水类型成熟前后的雷达回波特征,将雷暴群分为3种类型,3类回波特征差异明显,雷暴的长时间生消、合并以及传播作用使暖区暴雨降水强度大、范围广。在28次暖区暴雨过程中,四川盆地西北部出现次数最多,持续时间最长,回波基本呈现东北-西南向,与四川盆地西部龙门山脉走向基本一致,地形(产生偏东风)抬升在暖区暴雨的发生发展中起关键作用。对3类雷暴群质心高度、顶高、最大回波强度等要素的统计显示,不同类型雷暴群在初生阶段和成熟阶段的概率密度曲线存在双峰和单峰等结构特征。利用雷暴群的多个参数构建暖区暴雨分类识别的特征向量,并采用随机森林机器学习方法进行识别,取得较好效果。

关键词：暖区暴雨雷暴群回波特征随机森林

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AI技术与卫星资料应用研究现状分析

气象科技进展 2020年第3期10卷 21-29页

作者：匡秋明于廷照中国气象局公共气象服务中心北京100081

人工智能(Artificial Intelligence,AI)在环境要素预报、环境质量预报、气象基本要素预报以及高影响性天气预报等方面已取得研究性进展。其中,环境要素包括云、雾、雪,太阳能辐射及土壤水分、植被、湖泊等;环境质量包括空气质量、海洋... 详细信息

人工智能(Artificial Intelligence,AI)在环境要素预报、环境质量预报、气象基本要素预报以及高影响性天气预报等方面已取得研究性进展。其中,环境要素包括云、雾、雪,太阳能辐射及土壤水分、植被、湖泊等;环境质量包括空气质量、海洋环境质量等;气象基本要素包括降水、风、温度;高影响性天气包括冰雹、强风、雷电、对流暴雨、洪涝等。

关键词：卫星资料人工智能环境要素气象要素预报

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产出导向的工程教育类专业课程思政体系构建

高等工程教育研究 2025年第1期 75-82页

作者：施晓秋温州大学

立德对于工程人才培养不可或缺，课程思政作为落实立德树人于课程教学的重要举措，两者在目标与理念上具有一致性，在达成途径上具有相促性。由于缺乏对两者关系的正确认识，使得专业层面课程思政体系的系统性设计缺失，造成或加深课程... 详细信息

立德对于工程人才培养不可或缺，课程思政作为落实立德树人于课程教学的重要举措，两者在目标与理念上具有一致性，在达成途径上具有相促性。由于缺乏对两者关系的正确认识，使得专业层面课程思政体系的系统性设计缺失，造成或加深课程层面在教学定位与目标、内容与方法、考核与评价等方面的问题。立足工程人才培养之立德，融入专业人才培养方案编制，遵循整体性、针对性和覆盖性原则，抓住培养目标、毕业要求和课程体系三个锚点，运用“四阶段”反向设计法，系统规划产出导向的课程思政体系，进一步通过产出导向的单一课程教学设计、多课程关联设计、公共基础与通识课程统一设计，可提升课程思政的实施成效与集聚效应。既为工程教育类专业提供可行方案，也为其它大类专业提供思路与借鉴。

关键词：立德树人课程思政产出导向工程教育专业培养目标毕业要求

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基于刻蚀处理的池沸腾传热性能实验研究

原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 180-188页

作者：王菊萍匡纯纯刘妮上海理工大学制冷技术研究所上海200093

为探究刻蚀处理铜板表面对池沸腾传热性能的改善效果,搭建了可视化实验平台,制备不同刻蚀浓度和刻蚀时间处理的表面,采用去离子水为工质,进行饱和池沸腾实验.结果表明,氨水刻蚀浓度越大,表面的换热性能越强,氨水刻蚀时间越长,表面换热... 详细信息

为探究刻蚀处理铜板表面对池沸腾传热性能的改善效果,搭建了可视化实验平台,制备不同刻蚀浓度和刻蚀时间处理的表面,采用去离子水为工质,进行饱和池沸腾实验.结果表明,氨水刻蚀浓度越大,表面的换热性能越强,氨水刻蚀时间越长,表面换热性能越强.热流密度为43.2 W/cm^(2)时,0.05 mol/L氨水刻蚀4 h表面、0.05 mol/L氨水刻蚀5 h表面、0.05 mol/L氨水刻蚀8 h表面、0.03 mol/L氨水刻蚀4 h表面、0.05 mol/L氨水刻蚀4 h表面和0.10 mol/L氨水刻蚀4 h表面上的换热系数分别提高了46%、92%、105%、36%、45%、78%.此外,对其表面进行表征,结果说明了其优异的沸腾性能.刻蚀处理增强了表面粗糙度,有效面积,从而促进液体的补充,能够在较小的过热度下达到更高的临界热流密度.可视化研究结果表明,刻蚀表面具有更多的成核位点,更小的气泡离开直径和离开频率.这些结果显示出刻蚀表面强化池沸腾换热的潜力.

关键词：池沸腾刻蚀传热性能气泡动力学微纳结构表面

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智能时代青年的情感选择、问题及化解——基于情感社会学视角

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内蒙古社会科学 2025年第1期 157-163页

作者：高红明上海大学马克思主义学院

人工智能技术在情感领域的广泛应用使当代青年情感日益呈现出“不爱”(Unloving)的倾向。作为新旧时代过渡阶段的情感选择，“不爱”并非对传统的“爱”的单纯否定，而是智能时代不断加剧的情感物化问题的复杂反映。一方面，智能技术在... 详细信息

人工智能技术在情感领域的广泛应用使当代青年情感日益呈现出“不爱”(Unloving)的倾向。作为新旧时代过渡阶段的情感选择，“不爱”并非对传统的“爱”的单纯否定，而是智能时代不断加剧的情感物化问题的复杂反映。一方面，智能技术在资本增殖的驱动下将触手延伸至人们的情感交往领域，使当代青年在智能社交平台像售卖商品一样“展示自己”“待价而沽”;另一方面，智能技术将人类情感还原为各种数据、算法所能抽象呈现的对象，制造出智能情感并用于人的情感交流，使频繁接触和使用情感智能体的青年群体日渐对智能技术产生依赖。当代青年情感交往方式从“人—人”向“人—物—人”的转变加剧了情感物化问题，具体表现为情感的工具化、虚假化和冷漠化等现象。为了克服智能技术对情感带来的负面影响，回归本真性的情感，有必要从技术与社会、人与技术以及人自身的角度厘清技术边界、加强情感交往、提高青年的情感能力。

关键词：智能时代情感物化技术边界本真情感