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多模态遥感数据融合的水土流失定量模拟方法研究

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多模态遥感数据融合的水土流失定量模拟方法研究

作者：曹一鸣重庆交通大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀遥感监测是大区域尺度、长时间序列的生态评价和土地资源实时动态监测的重要内容。侵蚀模型的迅速发展,代表了模型功能的逐渐全面和应用的逐渐广泛,但同样也避免不了对各类模型算法考虑的欠佳和实际应用场景的限制。目前大多模... 详细信息

土壤侵蚀遥感监测是大区域尺度、长时间序列的生态评价和土地资源实时动态监测的重要内容。侵蚀模型的迅速发展,代表了模型功能的逐渐全面和应用的逐渐广泛,但同样也避免不了对各类模型算法考虑的欠佳和实际应用场景的限制。目前大多模型基于与水土流失密切相关的土壤侵蚀、细沟侵蚀和降雨径流等侵蚀过程,建立在不同的时空尺度上时,占主导地位的侵蚀过程也会不同,相对应侵蚀模型的应用方向和验证环境都存在一定的局限性。现阶段的侵蚀模型还无法实现水土流失侵蚀过程的多尺度综合评价,对于侵蚀要素的空间异质性和土壤侵蚀的尺度变异性问题,处理精细化程度还不足够。为研究多因素和下垫面空间变异影响下的水土流失多维动态演变,实现流域内高精度的水沙侵蚀过程模拟,全面分析水沙迁移时空分布特征和预测侵蚀风险发生规律。本文提出了一种多模型耦合的水土流失遥感监测方法,具体研究内容和结论如下:（1）建立了多模型耦合的流域多特征水土流失遥感监测方法。耦合修正通用土壤流失方程RUSLE、流域水土评价分布式水文模型SWAT和计算机水蚀预报模型WEPP建立的水土流失遥感动态监测方法。构建坡面—细沟—河道相互耦合的水土流失遥感动态监测方法,以细沟连接坡面和流域物质传输和信息交换的纽带,从面、线和点尺度综合评价流域径流泥沙的时空演变动态过程。满足流域水沙输移与转化等水文过程模拟的同时,还具备对流域水沙侵蚀涉及的坡面流失、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性综合评价。（2）验证模型在大小不同尺度流域的实际应用效果。通过实际精度检验发现,土壤侵蚀反演与实际侵蚀规律具有较强的一致性,河道水沙反演的纳什效率系数NSE和决定性系数R2均达到0.6以上,不确定分析评价因子P-factor和R-factor也比较理想,模拟预测结果鲁棒性较好。同时基于反演产生的样本数据分析,模型两两之间都存在较强的相关性,WEPP模型和SWAT模型达到了极显著相关水平,R2为0.96,RUSLE模型和WEPP模型函数也表现出显著相关性,R2达到了0.77,RUSLE模型和SWAT模型的R2为0.58。同时,坡面侵蚀和河道侵蚀与土壤侵蚀呈现出高度相似的侵蚀规律。随着坡面侵蚀和河道侵蚀程度的增加,所对应的土壤侵蚀程度呈线性增长。结合大小尺度流域的侵蚀评价结果,证明了WEPP模型和SWAT模型间的极显著相关性,坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的。（3）探讨不同侵蚀因子之间对侵蚀模拟结果的影响规律。其中降雨量对土壤侵蚀有着直接影响,流域年降雨量对于产流产沙量的影响是呈正比的。同时植被覆盖率较高,分布密集,说明发生土壤侵蚀的风险就越低,对于减缓坡面和河道的水沙流失都起着重要作用。但是不管是坡面产流还是坡面汇沙,都随着坡度的增加,产流产沙能力都在不断增强。同时大部分不同土壤类型在不同空间尺度上的影响情况存在较强的一致性规律,但也有部分土壤在不同空间尺度上的影响情况存在较大区别。

关键词：水土流失多模型耦合 SWAT模型 RUSLE模型 WEPP模型

国际视野下2022年版数学课标素养主要变化

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中学数学杂志 2024年第2期 1-6页

作者：李让美曹一鸣北京师范大学数学科学学院 100875

将基于素养导向的新课程理念有效融入课程实施,关键在于实施者对素养的理解.为了帮助一线数学教师充分把握素养内涵,研究借鉴面向2030的素养框架,聚焦初中阶段,对比分析2011年版和2022年版义务教育数学课程标准中的素养要求,旨在从国际... 详细信息

将基于素养导向的新课程理念有效融入课程实施,关键在于实施者对素养的理解.为了帮助一线数学教师充分把握素养内涵,研究借鉴面向2030的素养框架,聚焦初中阶段,对比分析2011年版和2022年版义务教育数学课程标准中的素养要求,旨在从国际视野审视我国初中数学课程育人目标发生的变化.结果显示:(1)初中数学课程一直重视培养学生的读写能力、计算能力等基本素养,以及解决问题、批判性思维等高阶能力;(2)相比于2011年版数学课标,2022年版更加关注合作/协作、自我调节/控制、坚毅力/适应力等社会情感技能,以及ICT/数字素养和企业家精神等新兴素养;(3)2022年版数学课标对其余大多数素养的要求也有所提高,例如体育/健康素养,以及创造新价值、行动、反思等变革能力.

关键词： 2022年版数学课标初中数学课程课程目标素养

课程思政视域下香港地区初中数学教科书内容的分析——以“牛津版”和“培生版”为例

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数学通讯 2024年第13期 1-6,19页

作者：李娜梁林佳曹一鸣华中师范大学数学与统计学学院 430079 北京师范大学数学科学学院 100875

课程思政在教育教学中的渗透,有利于培养香港地区青少年的国家认同感.本文从思政元素显隐性、课程领域、分布位置和与知识的关联程度四个方面来分析香港地区“牛津版”和“培生版”两个版本的初中数学教科书,可以知道:显性思政元素的数... 详细信息

课程思政在教育教学中的渗透,有利于培养香港地区青少年的国家认同感.本文从思政元素显隐性、课程领域、分布位置和与知识的关联程度四个方面来分析香港地区“牛津版”和“培生版”两个版本的初中数学教科书,可以知道:显性思政元素的数量多于隐性思政元素,地域文化浓厚,爱国教育有所体现,但中国数学文化和个人发展与人际交往维度体现不够充分.提出建议:未来的香港地区数学教材应加强并丰富显性思政元素的呈现,尤其是中国传统文化以及传统数学文化的渗透和体现.

关键词：课程思政香港地区教科书初中数学 “牛津版”,“培生版”分析建议

课程思政视域下香港初中数学教科书内容的分析——以“牛津版”和“培生版”为例

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数学通讯 2024年第13期 1-6+19页

作者：李娜梁林佳曹一鸣华中师范大学数学与统计学学院北京师范大学数学科学学院

课程思政在教育教学中的渗透,有利于培养香港青少年的国家认同感.本文从思政元素显隐性、课程领域、分布位置和与知识的关联程度四个方面来分析香港“牛津版”和“培生版”两个版本的初中数学教科书,可以知道:显性思政元素的数量多于隐... 详细信息

课程思政在教育教学中的渗透,有利于培养香港青少年的国家认同感.本文从思政元素显隐性、课程领域、分布位置和与知识的关联程度四个方面来分析香港“牛津版”和“培生版”两个版本的初中数学教科书,可以知道:显性思政元素的数量多于隐性思政元素,地域文化浓厚,爱国教育有所体现,但中国数学文化和个人发展与人际交往维度体现不够充分.提出建议:未来的香港数学教材应加强并丰富显性思政元素的呈现,尤其是中国传统文化以及传统数学文化的渗透和体现.

关键词：课程思政香港教科书初中数学 “牛津版” “培生版” 分析建议

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多模型耦合的流域水土流失监测方法研究

生态学报 2024年第14期44卷 6037-6052页

作者：曹一鸣姬翠翠裴向军李霞陈立川梁丹陈茂霖潘建平重庆交通大学智慧城市学院重庆400074 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室成都610059 重庆交通大学河海学院重庆400074 重庆地质矿产研究院重庆400042

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点。而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定。为此提出不同尺... 详细信息

濑溪河流域存在严重的水力侵蚀,同时伴随着水土流失分布点多线长面广的特点。而现有模型几乎只考虑了流域尺度上的坡面和河流侵蚀过程,或者是坡面和流域尺度的基本结合,导致对土壤侵蚀全过程的物理模拟产生高度不确定。为此提出不同尺度模型相互耦合的水土流失监测体系,从三级顺序“坡-沟-河”结构,全面反演流域水沙的时空动态迁移过程。基于多模型耦合体系的流域应用表明:①单一模型在濑溪河流域都表现出良好的适用性和准确性。RUSLE模型预测结果与实际侵蚀规律高度吻合,SWAT模型参数率定的纳什效率系数(NSE)和决定性系数(R^(2))均达到0.6以上,模拟预测结果鲁棒性较好。②不同侵蚀模型的特征反演相互关联程度都达到极显著相关水平。WEPP和SWAT模型间R^(2)为0.96,RUSLE和WEPP模型间R^(2)为0.77,RUSLE和SWAT模型间R^(2)为0.58,分析表明坡面、细沟和河道尺度下的侵蚀物理过程是紧密耦合的。③多模型耦合的水土流失全过程风险评价较单一模型更为全面。通过对土壤侵蚀物理过程的空间耦合,实现流域土壤侵蚀、细沟冲刷和河道沉积等相关侵蚀过程的整体性评价,利于从不同尺度全面反演流域水沙输移的时空动态迁移过程和预测侵蚀风险发生规律。

关键词：水土流失多模型耦合水文模型 SWAT模型 RUSLE模型 WEPP模型土壤侵蚀模数径流模拟

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二氧化硅纳米颗粒尺寸和颜色调控研究

产业创新研究 2024年第14期 123-125页

作者：曹一鸣高睿阳曹顺有曲阜师范大学山东济宁273165

二氧化硅具有粒径小、抗老化、强度高和耐腐蚀等化学性能,且在建筑、化工、纺织等领域都有着重要的作用。为了进一步对二氧化硅纳米颗粒尺寸和颜色进行调控研究,本实验通过调节正硅酸乙酯与氨水的配比合成不同粒径大小的SiO_(2)颗粒,从... 详细信息

二氧化硅具有粒径小、抗老化、强度高和耐腐蚀等化学性能,且在建筑、化工、纺织等领域都有着重要的作用。为了进一步对二氧化硅纳米颗粒尺寸和颜色进行调控研究,本实验通过调节正硅酸乙酯与氨水的配比合成不同粒径大小的SiO_(2)颗粒,从而制得不同颜色的光子晶体,分别从不同粒径和不同角度对SiO_(2)颗粒的颜色变化进行研究,得到结果能较好地符合修正后的布拉格公式。

关键词： SiO_(2)颗粒结构色 stöber法滴涂法虹彩效应

A^(2)O-SBR工艺在城镇污水处理厂中的应用

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水处理技术 2024年第2期50卷 144-147,152页

作者：曹一鸣肖露农海豪胡晓光唐权昌甘榜燚广西东兴北投环保水务有限公司广西东兴538100

A^(2)O-SBR工艺为A2O工艺与SBR工艺串联组合,为了探究A^(2)O-SBR工艺在城镇污水处理厂的应用效果,分析广西壮族自治区东兴市城东污水处理厂2021年运行情况,结果表明:厂区出水稳定达标排放,A^(2)O-SBR工艺脱氮除磷效果好;COD、NH_(4)^(+... 详细信息

A^(2)O-SBR工艺为A2O工艺与SBR工艺串联组合,为了探究A^(2)O-SBR工艺在城镇污水处理厂的应用效果,分析广西壮族自治区东兴市城东污水处理厂2021年运行情况,结果表明:厂区出水稳定达标排放,A^(2)O-SBR工艺脱氮除磷效果好;COD、NH_(4)^(+)-N、TP平均去除率为87.05%、97.23%、80.86%,最高去除率为97.55%、98.36%、91.21%;出水浓度相对稳定,A^(2)O-SBR工艺对上述三种污染物的去除率也相对稳定,对NH_(4)^(+)-N效果最好,全年去除率稳定达到95%以上;该污水处理厂平均处理成本0.53元/m^(3)。

关键词： A^(2)O-SBR工艺城镇污水脱氮除磷污水处理厂

国际视野下2022年版数学课标素养主要变化

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初中数学教与学 2024年第6期

作者：李让美曹一鸣

将基于素养导向的新课程理念有效融入课程实施，关键在于实施者对素养的理解.为了帮助一线数学教师充分把握素养内涵，研究借鉴面向2030的素养框架，聚焦初中阶段，对比分析2011年版和2022年版义务教育数学课程标准中的素养要求，旨在... 详细信息

将基于素养导向的新课程理念有效融入课程实施，关键在于实施者对素养的理解.为了帮助一线数学教师充分把握素养内涵，研究借鉴面向2030的素养框架，聚焦初中阶段，对比分析2011年版和2022年版义务教育数学课程标准中的素养要求，旨在从国际视野审视我国初中数学课程育人目标发生的变化.结果显示：（1）初中数学课程一直重视培养学生的读写能力、计算能力等基本素养，以及解决问题、批判性思维等高阶能力；（2）相比于2011年版数学课标，2022年版更加关注合作/协作、自我调节/控制、坚毅力/适应力等社会情感技能，以及ICT/数字素养和企业家精神等新兴素养；（3）2022年版数学课标对其余大多数素养的要求也有所提高，例如体育/健康素养，以及创造新价值、行动、反思等变革能力.

关键词： 2022年版数学课标初中数学课程课程目标素养

来源：人大复印报刊资料评论

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初中数学项目学习的教学实施路径