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农业灌溉和施肥在陆面过程模型中的参数化方法研究进展

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应用生态学报 2024年第2期35卷 543-554页

作者：王菲周梓涵韩冬锐王猛魏清岗骆秀斌高瑞张卓然方经春山东省农业科学院农业信息与经济研究所济南250010 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

全球气候变化和人口激增背景下,灌溉和施肥成为保证粮食产量的重要途径,同时也深刻改变着陆地生态系统水循环、能量流动和物质循环过程。在陆面过程模型(LSM)中耦合灌溉和施肥方案对清晰把握陆⁃气相互作用、保障全球粮食安全有重要意义... 详细信息

全球气候变化和人口激增背景下,灌溉和施肥成为保证粮食产量的重要途径,同时也深刻改变着陆地生态系统水循环、能量流动和物质循环过程。在陆面过程模型(LSM)中耦合灌溉和施肥方案对清晰把握陆⁃气相互作用、保障全球粮食安全有重要意义。本文分别回顾了灌溉和施肥(氮肥)在LSM参数化过程中的3个关键参量(方式、用量和时间)的表达方法,指出了当前受到灌溉和施肥关键参量高时空分辨率数据匮乏的影响,LSM中的灌溉和施肥方案与实际农业生产方式有所偏离,难以充分反映灌溉和施肥对粮食产量、生态环境和局部气候的影响。最后,提出了LSM中灌溉和施肥方案的未来优化方向:1)考虑作物间的水分需求差异,对灌溉阈值进行差异化设置,正确评估不同作物的水资源消耗总量和强度;2)充分利用施肥灌溉的地面观测记录和日益丰富的区域格网数据,发展更加贴合实际农业操作的参数化方案,准确揭示灌溉和施肥的经济、生态和气候等效应;3)综合作物类型、物候阶段、土壤基础肥力等因素,发展施肥诊断方案作为模型的补充方案,提升模型在氮肥数据匮乏地区的应用性和模拟准确性。

关键词：陆面过程模型灌溉氮肥参数化方案

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安徽省气候变化对粮食作物种植结构的影响

黑龙江工程学院学报 2024年第3期38卷 39-47页

作者：张欣雅胡枫徐建辉周梓涵滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室、气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为明确气候变化对安徽省粮食作物种植结构的影响,选取2000—2020年粮食作物产量和播种面积数据,结合地理重心模型,分析气象要素、粮食作物产量和播种面积的时空变化特征,研究气候变化对3种粮食作物种植结构的影响。结果表明:1)气温整体... 详细信息

为明确气候变化对安徽省粮食作物种植结构的影响,选取2000—2020年粮食作物产量和播种面积数据,结合地理重心模型,分析气象要素、粮食作物产量和播种面积的时空变化特征,研究气候变化对3种粮食作物种植结构的影响。结果表明:1)气温整体呈上升趋势,呈现“升—降—升”特征;异常风速整体呈下降趋势,呈现“正相位—负相位”特征;日照时数整体呈上升趋势;2)稻谷、玉米和小麦播种面积重心的偏移趋势分别是东北、西北和东南向;3)稻谷、玉米和小麦产量重心的偏移趋势分别是东北、西南和东南向;4)气温对稻谷产量有显著正作用;风速对稻谷有显著正作用,对小麦有显著负作用;日照时数对稻谷、玉米和小麦均有显著正作用;湿度对玉米有显著正作用。21年间安徽省气候变化对农作物种植结构的影响明显。

关键词：种植结构气候变化地理重心 ArcGIS 安徽省

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基于深度学习的图像目标检测算法研究及应用

基于深度学习的图像目标检测算法研究及应用

作者：周梓涵齐鲁工业大学

学位级别：硕士

随着大数据时代的来临,越来越多的数据需要被存储和处理,这不仅需要海量的存储设备,还需要计算机拥有强大的数据处理能力,从而高效地完成数据处理任务。在这样的时代背景下,深度学习应运而生,并迅速应用到制造、医学,交通、金融等各个... 详细信息

随着大数据时代的来临,越来越多的数据需要被存储和处理,这不仅需要海量的存储设备,还需要计算机拥有强大的数据处理能力,从而高效地完成数据处理任务。在这样的时代背景下,深度学习应运而生,并迅速应用到制造、医学,交通、金融等各个领域。深度学习技术的快速发展以及大规模带标注图像数据集的广泛使用,使得计算机视觉技术在图像处理方面有非常大的突破,尤其是在目标检测领域。计算机视觉中的目标检测任务主要包括两大部分:目标对象的定位和分类。目标定位是对目标对象进行特征提取,并将提取到的特征利用有锚框或者无锚框的方式进行定位,进而预测目标对象在图像中的位置。之后,目标分类模块将检测到的对象进行分类,得到最后的分类结果。一方面,在二维目标检测任务中,图像的构成普遍比较复杂（例如,图像中包含单一或许多目标对象,图像背景信息复杂,目标物体难以区分）,目标检测任务也会变得相对困难。另一方面,从人的视角出发,图像中存在的对象不仅包含二维信息,还包含相应的三维信息。所以在研究提取二维目标信息的同时,也需要对目标对象的三维信息进行提取,从而重构三维目标对象。基于此,本文分别针对二维目标检测任务,联合二维目标检测和三维重构任务,提出了基于深度学习的目标检测改进算法。对于二维目标检测任务,本文提出了一种基于新型级联并行检测器的Grid R-CNN的目标检测算法。该算法通过并行有锚分支和无锚分支的方式来构建检测器。在有锚分支中,检测器将Grid R-CNN的目标定位方法与GA-RPN的形状预测模块方法相结合来预测更精确的锚框形状。在无锚分支中,检测器通过并行一个FSAF分支以减少重叠锚框的数量,进而获取高质量锚框。最后,本文使用检测器级联的方法,通过训练不断提高Intersection-over-Union（IoU）阈值的检测器来完成锚框确定和目标分类,从而进一步提高目标检测的准确度。经实验证明,我们提出的算法在Pascal VOC2007和COCO2017两个数据集上的表现总体上好于对比算法。在二维目标检测与三维重构任务方面,本文提出了一种基于对抗融合Mesh R-CNN的联合二维目标检测和三维重构算法。该算法首先使用DCGAN模型根据真实图片生成对抗图片,然后通过GA-RPN进行二维目标检测。为了获取鲁棒性更强的体素,该算法通过Pix2Vox实现二维像素到三维体素的转换并进行体素融合,提高三维体素生成的质量。最后,我们使用顶点对齐和主邻域聚合网络（Principal Neighborhood Aggregation network,PNA）来进一步细化三维网格,从而得到目标物体的最终三维网格模型。实验结果表明,我们提出的算法在Pix3D数据集上的表现总体优于对比算法。本文针对二维目标检测任务以及联合二维目标检测和三维重构任务,分别提出了相应的创新性算法,这两种算法的实验验证都取得了较好的效果,具有一定的理论创新性和应用价值。

关键词：目标检测三维重构生成对抗网络卷积神经网络图神经网络

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图的独立数、割边数以及A_σ谱半径

图的独立数、割边数以及A_σ谱半径

作者：周梓涵华中师范大学

学位级别：硕士

图论主要研究图所蕴藏的内部结构,独立数和割边数以及谱半径作为图的重要结构参数和代数参数,能够很好地刻画图的结构性质和代数性质.给定一个图G,我们分别用A(G)和D(G)来表示G的邻接矩阵和度对角矩阵.2017 年,Nikiforov 首次提出Aσ矩... 详细信息

图论主要研究图所蕴藏的内部结构,独立数和割边数以及谱半径作为图的重要结构参数和代数参数,能够很好地刻画图的结构性质和代数性质.给定一个图G,我们分别用A(G)和D(G)来表示G的邻接矩阵和度对角矩阵.2017 年,Nikiforov 首次提出Aσ矩阵:Aσ(G)=σD(G)+(1-σ)A(G),其中σ∈[0,1].这种新型矩阵的最大特征值被称为G的Aσ谱半径.显然,A(G)=A0(G),D(G)=A1(G)且Q(G)=2A1/2(G),其中Q(G)表示图G的无符号拉普拉斯矩阵,简称Q-矩阵.设Bnα表示独立数为α的所有n阶块图构成的集合,G(n,k)表示割边数为k的所有n阶图构成的集合.在本文中,我们分别刻画了在Bnα和G(n,k)中,Aσ谱半径达到最大时对应的唯一极图.令人惊讶的是,在这两种情况下对应的极图吻合,都是菠萝图.我们使用不同的方法建立了极图Aσ谱半径的上界,并在σ=1/2时对所得到的两个界进行了比较.本文主要内容分为七章,具体如下:·第一章主要介绍了论文的研究背景.通过对研究背景的系统分析,给出了我们研究工作的动机和出发点,进而展现了我们研究工作的必要性和创新点.·第二章给出了一些基本概念、符号以及一些需要用到的相关已知结论.·第三章对所有的正整数n和满足1≤α≤n-1的正整数α以及σ∈[0,1),刻画了在Bnα中Aσ谱半径达到最大时对应的唯一极图.·第四章对所有满足n≥5的正整数n和满足2≤α≤n-2的正整数α以及σ∈[0,1/2],用n,α,σ建立第三章中所得极图的Aσ谱半径一个紧的上界.·在第五章,对所有的正整数n和满足0≤k≤n-1的整数k以及σ∈[0,1),我们一方面刻画了G(n,k)中Aσ谱半径达到最大时的唯一极图;另一方面,当n≥5.1≤k≤n-3以及σ∈[0,1/2]时,用n,k,σ来建立了该极图Aσ谱半径一个紧的上界.·在第六章,通过分析我们发现Bnα中极图的独立数α和G(n,k)中极图的割边数k具有如下关系:α=k+1.进而通过在第四章和第五章所得到的结果,我们便可导出Q-谱半径的两个上界,并进行了比较,得到一个较好的上界.这些拓展了前人的一些结果.·第七章总结全文并作出展望.

关键词： A_σ谱半径 Q-谱半径块图独立数割边

大豆皂苷对吉富罗非鱼肠道菌群和肠道健康的影响

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动物营养学报 2022年第12期34卷 7993-8006页

作者：张鑫常恩慧付裕徐洁韩蓓周梓涵王安然苗淑彦扬州大学动物科学与技术学院扬州225000

本试验旨在研究大豆皂苷对吉富罗非鱼肠道菌群和肠道健康的影响。以鱼粉为主要蛋白质源,配制粗蛋白质和粗脂肪含量分别为35%和8%的对照组饲料(G1组);在对照组饲料中分别添加0.3%(G2组)和0.6%(G3组)的大豆皂苷(纯度为60%),配制2种添加大... 详细信息

本试验旨在研究大豆皂苷对吉富罗非鱼肠道菌群和肠道健康的影响。以鱼粉为主要蛋白质源,配制粗蛋白质和粗脂肪含量分别为35%和8%的对照组饲料(G1组);在对照组饲料中分别添加0.3%(G2组)和0.6%(G3组)的大豆皂苷(纯度为60%),配制2种添加大豆皂苷饲料;此外,用40%的豆粕替代对照组饲料中27%的鱼粉(替代57.5%的鱼粉蛋白)(G4组),配制1种添加豆粕饲料。4种试验饲料等氮等能,每种试验饲料饲喂3桶吉富罗非鱼,每桶放养40尾鱼,饲喂期为28 d。分别在养殖的第14天和第28天取样测定罗非鱼肠道菌群组成和肠道健康相关基因的mRNA相对表达量。结果显示:在第14天,G2、G3组的增重率(WGR)和特定生长率(SGR)显著低于G1和G4组(P0.05);G4组肠道中IL-8、IL-10、IFN-γ和CLDN4的mRNA相对表达量显著高于其余3组(P<0.05),而闭锁小带蛋白-1(ZO-1)和转化生长因子-β(TGF-β)的mRNA相对表达量显著低于其余3组(P<0.05);G2和G3组的TNF-α和闭合蛋白3(CLDN3)的mRNA相对表达量显著高于G1和G4组(P<0.05)。吉富罗非鱼肠道菌群中的优势菌门为梭杆菌门(Fusobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。随着养殖时间的延长,除G1组外的其余各组肠道菌群中Fusobacteria的相对丰度明显上升;除G2组外的其余各组肠道菌群中Proteobacteria和Bacteroidetes的相对丰度明显下降。吉富罗非鱼肠道菌群中的优势菌属为鲸杆菌属(Cetobacterium)、Aurantimicrobium、分枝杆菌属(Mycobacterium)、Reyranella和芽孢杆菌属(Bacillus)。随着养殖时间的延长,G1、G3和G4组肠道菌群中Cetobacterium的相对丰度上升,G2、G3和G4组肠道菌群中Bacillus的相对丰度下降。综合来看,大豆皂苷和豆粕对吉富罗非鱼的生长性能、肠道健康相关因子的表达以及肠道菌群组成和相对丰度均有显著影响,并与大豆皂苷添加量存在一定的相关性;然而,随着养殖时间的延长,吉富罗非鱼对大豆皂苷表现出一定的耐受性。

关键词：吉富罗非鱼大豆皂苷豆粕肠道健康肠道菌群肠道炎症

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中药有效成分智能提取算法研究进展

信息与电脑 2022年第18期34卷 70-73页

作者：周梓涵杨乐为东北大学秦皇岛分校河北秦皇岛066004

中药成分复杂,尤其是其制成中成药的过程中,成分的提取难以精确控制,因而采用科学的方法定量研究中药的提取控制过程十分重要。目前,较有前景、研究较多的是对重要提取过程进行数据驱动型建模,根据模型进行精确控制,其中又以智能算法的... 详细信息

中药成分复杂,尤其是其制成中成药的过程中,成分的提取难以精确控制,因而采用科学的方法定量研究中药的提取控制过程十分重要。目前,较有前景、研究较多的是对重要提取过程进行数据驱动型建模,根据模型进行精确控制,其中又以智能算法的表现最优异。基于此,通过查阅相关文献,总结归纳了4种经典智能算法在中药有效成分提取中的研究成果,分析了它们在应用中的优缺点,并对未来智能算法在中药提取过程中的应用进行展望。

关键词：中药成分提取遗传算法(GA) 粒子群算法神经网络

新兴产业的创新秘诀:技术创新+商业模式创新

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石油科技论坛 2018年第1期37卷 60-63页

作者：方小翠周梓涵国家纳米科学中心吉林省吉林市第一中学

近年来,国内外新兴产业领域崛起了一大批业界巨子。探寻他们创新成功的秘诀,很重要的一个方面就是把技术创新与商业模式创新融合一体,形成强大的生命力和竞争力。本文以特斯拉和苹果公司为例,研究和总结了两个公司在技术创新和商业模式... 详细信息

近年来,国内外新兴产业领域崛起了一大批业界巨子。探寻他们创新成功的秘诀,很重要的一个方面就是把技术创新与商业模式创新融合一体,形成强大的生命力和竞争力。本文以特斯拉和苹果公司为例,研究和总结了两个公司在技术创新和商业模式创新二者协同发展方面的成功经验。一方面,两种创新的有机融合可以促进和实现开放式、跨界创新,在更加广泛的领域进行创新资源整合的协同发展,是企业提高其创新能力和保持竞争优势的基础;另一方面,正确的商业模式创新在企业通过技术创新来创造价值进而获利的过程中扮演着重要角色,技术创新可以产生具备强市场竞争力的产品,商业模式创新则将产品更高效地送达用户,完成价值实现。这些新兴产业的创新秘诀可以为我国企业提供借鉴,对国家培育更多在国际上有竞争力的企业具有重要意义。

关键词：特斯拉公司苹果公司技术创新商业模式创新