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基于主成分分析和随机森林回归的冬小麦冠层叶绿素含量估算

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 532-542页

作者：王琪常庆瑞李铠陈晓凯缪慧玲史博太曾学亮李振发西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 江西农业大学国土资源与环境学院江西南昌330045

为提高冬小麦冠层光谱对叶绿素含量的估算精度,以陕西省乾县冬小麦为研究对象,利用SVC-1024i光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪实测了冬小麦冠层反射率和叶绿素含量,分析了一阶导数光谱、10种特征参数和9种植被指数与叶绿素含量的相关性,并利... 详细信息

为提高冬小麦冠层光谱对叶绿素含量的估算精度,以陕西省乾县冬小麦为研究对象,利用SVC-1024i光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪实测了冬小麦冠层反射率和叶绿素含量,分析了一阶导数光谱、10种特征参数和9种植被指数与叶绿素含量的相关性,并利用主成分分析(PCA)对叶绿素敏感的可见光波段(390~780 nm)一阶导数光谱进行降维,将特征值大于1的主分量结合特征参数和植被指数形成不同的输入变量,用偏最小二乘回归和随机森林回归构建冬小麦冠层叶绿素估算模型,并利用独立样本对模型进行验证。结果表明,小麦冠层叶绿素含量与一阶导数光谱在751 nm处的相关性最高(r=0.71),特征参数中红边蓝边归一化(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与叶绿素含量的相关性最高(r=0.66),植被指数(VI)中修正归一化差异指数(mND705)相关性最高(r=0.74)。在输入变量相同的情况下,基于随机森林(RF)回归的预测模型均优于偏最小二乘回归(PLSR)模型,其中PCA-VI-RF模型的各精度指标均达到最优(r^(2)=0.94,RMSE=1.05,RPD=3.70),是冬小麦冠层叶绿素含量估算的最优模型。

关键词：冬小麦冠层叶绿素主成分分析偏最小二乘法随机森林回归

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基于无人机RGB影像的染条锈冬小麦花青素含量监测

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麦类作物学报 2023年

作者：岳蓉尹本酥李振发李粉玲西北农林科技大学资源环境学院农业部西北植物营养与农业环境重点实验室

小麦植株感染条锈病后叶片花青素含量会发生明显变化。为了在地块尺度上利用冬小麦花青素值实现条锈病害的直观、快速监测,通过监测叶片花青素含量评估小麦条锈病严重程度,2021年获取感染条锈病的小麦田块的无人机RGB影像和采集地面病害区域的花青素含量数据。利用影像提取采样点感兴趣区的光谱特征参数和基于灰度共生矩阵的纹理特征参数,采用连续投影算法(SPA)结合相关性分析优选特征参数。分别采用单一光谱特征参数和组合参数,结合主成分回归(PCR)、拉索回归(LR)、随机森林回归(RFR)、梯度提升回归(GBR)和误差反向传播神经网络(BPNN)等方法构建了小麦花青素含量估算模型,并利用最优模型反演了田块的花青素含量。结果表明,图像光谱特征结合纹理特征后,花青素估算模型的R2增大,RMSE减小,模型精度显著提升。基于组合特征参数构建的随机森林模型精度最高,验证集R2、RMSE和MAE分别为0.801、0.026、0.021。该模型具有良好的花青素含量估算能力,得到的花青素值分布图与条锈病的空间分布具有一致性,能够定量化、可视化地反映病害严重程度。

关键词：无人机条锈病花青素可见光影像机器学习

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基于高光谱特征参数的冬小麦氮营养指数估算

麦类作物学报 2023年第11期43卷 1475-1483页

作者：王玉娜李粉玲李振发吕书豪西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

为了实现快速高精度获取冬小麦氮营养指数的高光谱监测技术,利用美国SVC HR-1024I型野外光谱辐射仪对2017-2019年关中地区的冬小麦进行遥感监测,获取“三边”参数、任意两波段光谱指数和植被指数,通过相关性分析和逐步回归分析方法筛选... 详细信息

为了实现快速高精度获取冬小麦氮营养指数的高光谱监测技术,利用美国SVC HR-1024I型野外光谱辐射仪对2017-2019年关中地区的冬小麦进行遥感监测,获取“三边”参数、任意两波段光谱指数和植被指数,通过相关性分析和逐步回归分析方法筛选冬小麦氮营养指数的敏感光谱参数,结合偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林算法(RFR)、支持向量机回归(SVR)和梯度增强回归(GBDT)建立冬小麦氮营养指数模型,并对模型估算精度进行验证。结果表明,从拔节期到灌浆期,各时期的氮营养指数与任意两波段光谱指数均呈极显著相关,其中拔节期氮营养指数与任意两波段光谱指数相关性均高于其他时期,且基于一阶导数光谱的归一化光谱指数和比值光谱指数与氮营养指数的相关系数最大,为0.66。拔节期基于梯度增强回归的冬小麦氮营养指数预测模型的决定系数(r^(2))和均方根误差(RMSE)分别为0.96和0.05,模型验证的r^(2)、RMSE和相对预测偏差(RPD)分别为0.95、0.12和2.12,模型预测精度最高。因此,拔节期基于梯度增强回归的冬小麦氮营养指数估算模型可用于冬小麦氮营养监测及后期田间管理。

关键词：冬小麦高光谱特征参数氮营养指数梯度增强回归估算模型

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纳米偏高岭土对混凝土抗冻性能的影响研究

中外公路 2023年第3期43卷 265-269页

作者：李振发广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司广东广州510507

对不同纳米偏高岭土掺量下混凝土冻融前后的单位面积剥蚀量、相对动弹模量、力学强度及断裂特征等指标进行研究,结果表明:纳米偏高岭土可以显著提高混凝土的抗冻性能,其改性混凝土单位面积剥蚀量及相对动弹模量损失率均较基准组有了明... 详细信息

对不同纳米偏高岭土掺量下混凝土冻融前后的单位面积剥蚀量、相对动弹模量、力学强度及断裂特征等指标进行研究,结果表明:纳米偏高岭土可以显著提高混凝土的抗冻性能,其改性混凝土单位面积剥蚀量及相对动弹模量损失率均较基准组有了明显改善;纳米偏高岭土改性混凝土冻融前后的力学强度及断裂性能均较对照组混凝土更高,且经历冻融循环后力学强度、断裂韧性及断裂能损失率更小,同时随着掺量的增大表现出先增大后减小的趋势,6%掺量下可以提升40%左右的开裂峰值荷载,60次冻融循环后抗压强度、抗弯拉强度分别较对照组提升约68.36%、70.28%,且混凝土断裂失稳期间的承载能力仍然较对照组有较大的提高。

关键词：纳米偏高岭土水泥混凝土抗冻性能力学强度断裂性能

基于主成分分析和随机森林回归的冬小麦冠层叶绿素含量估算

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麦类作物学报 2023年

作者：王琪常庆瑞李铠陈晓凯缪慧玲史博太曾学亮李振发江西农业大学国土资源与环境学院西北农林科技大学资源环境学院

为提高冬小麦冠层光谱对叶绿素含量的估算精度,以陕西省乾县冬小麦为研究对象,利用SVC-1024i光谱仪和SPAD-502型叶绿素仪实测了冬小麦冠层反射率和叶绿素含量,分析了一阶导数光谱、10种特征参数和9种植被指数与叶绿素含量的相关性,并利用主成分分析(PCA)对叶绿素敏感的可见光波段(390～780nm)一阶导数光谱进行降维,将特征值大于1的主分量结合特征参数和植被指数形成不同的输入变量,用偏最小二乘回归和随机森林回归构建冬小麦冠层叶绿素估算模型,并利用独立样本对模型进行验证。结果表明,小麦冠层叶绿素含量与一阶导数光谱在751nm处的相关性最高(r=0.71),特征参数中红边蓝边归一化(SDr-SDb)/(SDr+SDb)与叶绿素含量的相关性最高(r=0.66),植被指数(VI)中修正归一化差异指数(m ND705)相关性最高(r=0.74)。在输入变量相同的情况下,基于随机森林(RF)回归的预测模型均优于偏最小二乘回归(PLSR)模型,其中PCA-VI-RF模型的各精度指标均达到最优(r2=0.94,RMSE=1.05,RPD=3.70),是冬小麦冠层叶绿素含量估算的最优模型。

关键词：冬小麦冠层叶绿素主成分分析偏最小二乘法随机森林回归

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中国电子机械制造业产品内出口贸易空间布局

地理研究 2021年第1期40卷 119-137页

作者：李振发贺灿飞伦敦大学学院巴特雷特规划学院英国伦敦WC1E6BT 北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学-林肯研究院城市发展与土地政策研究中心北京100871

电子机械制造业产品在中国对外贸易中占有重要地位,以产品内贸易视角研究其出口空间布局有助于剖析中国出口体系结构特征。在区分中间、最终产品,一般、加工贸易的前提下,本文观察了出口所在地和目的国两个维度中国电子机械制造业产品... 详细信息

电子机械制造业产品在中国对外贸易中占有重要地位,以产品内贸易视角研究其出口空间布局有助于剖析中国出口体系结构特征。在区分中间、最终产品,一般、加工贸易的前提下,本文观察了出口所在地和目的国两个维度中国电子机械制造业产品出口企业空间布局,并基于技术关联探讨了其动态演化的驱动因素。结果如下:①在全国层面,除加工贸易最终产品外,一般贸易中间产品、加工贸易中间产品和一般贸易最终产品与某地产品结构的技术关联程度越高,对应的出口企业越可能到该地进行出口。在东部地区,上述关系在4类产品中均存在,而在中部和西部地区,其只存在于一般贸易产品。②一般贸易产品与某国从中国进口的产品结构技术关联程度越高,对应企业越倾向于出口到该国。但依据收入水平将目的国分组后,这种促进关系在高收入国家中不存在。加工贸易产品出口企业目的国布局与对应技术关联程度无明显关系。

关键词：电子机械制造业产品内贸易中间/最终产品一般/加工贸易技术关联

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铜催化溴化吲哚及其衍生物的合成

铜催化溴化吲哚及其衍生物的合成

作者：李振发天津中医药大学

学位级别：硕士

吲哚及其衍生物是自然界中广泛存在的杂环化合物之一,主要应用于医药、翁染料、香料、农药、化妆品、电子材料和有机功能材料等领域。吲哚衍生物不仅是动物组成蛋白质的氨基酸的重要组成成分,如色氨酸、5-羟色胺、褪黑素等;同时也是天... 详细信息

吲哚及其衍生物是自然界中广泛存在的杂环化合物之一,主要应用于医药、翁染料、香料、农药、化妆品、电子材料和有机功能材料等领域。吲哚衍生物不仅是动物组成蛋白质的氨基酸的重要组成成分,如色氨酸、5-羟色胺、褪黑素等;同时也是天然植物激素的重要组成成分,如β-吲哚乙酸、靛玉红、蟾蜍素、毒扁豆碱、利血平等,在植物生长发育过程中起着关键作用。吲哚作为化学药物的基本结构骨架,因其高生物活性而在许多治疗领域中占有一席之地,例如抗病毒、抗藻、镇痛、镇静、抗炎、抗菌等。溴化吲哚及其衍生物是一类非常重要的含氮杂环化合物,广泛存在于海洋动植物中,因其在翁染料、有机合成中间体、医药等方面有着巨大的应用,所以探寻溴化吲哚的简便、高效的工业合成方法一直是研究人员关注的热点。近40年来,在过渡金属催化反应中特别是铜、钯、镍等金属催化的反应,广泛应用于构建各种杂环化合物,由于铜盐具有经济价廉、无毒低毒等优点,以及在大规模反应中的潜力,使其应用在有机合成中受到了极大的关注,因此基于铜催化反应的各种新的实用和有效的方法也得到了发展,在杂环化合物中特别是吲哚类化合物的合成受到了极大的发展。过渡金属催化合成含氮杂环在有机合成中是一个非常热点的课题,在有机反应中有着广泛的应用。本文研究了铜催化的亚胺一般中间体的自环化反应,利用有机合成金属催化和柱色谱等实验方法,通过核磁、质谱等检测技术,建立了铜催化α,α-二溴-β-亚氨基酸酯的连续自由基环化反应制备了5-或6-溴化的吲哚及其衍生物。研究了温度及时间、催化剂种类及其用量、溶剂种类、碱类、配体对产物产率的影响,筛选出最优反应条件:以Cu Br作为铜试剂,Cu Br的用量为1.0当量,乙腈作为反应溶剂,于100 C下油浴加热反应4h。在上述的条件下,根据文献报道制备了四十二种不同取代基取代的烯胺底物,最终成功制备了二十一种溴化吲哚和四种溴化吲哚衍生物。实验结果表明,该反应在一锅法的条件下经历了连续的自由基环化反应过程,对于不同的取代基,如卤素、烷基、芳香基都具有良好的耐受性;具有操作简单、方便快捷、产物产率高、经济实用、环境友好、易于到车间放大生产等优点。

关键词：铜催化自由基反应溴化吲哚吲哚衍生物

中国电子机械制造业出口产品贸易网络研究——基于产品内分工与贸易视角

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人文地理 2020年第4期35卷 99-110页

作者：李振发贺灿飞北京大学城市规划与设计学院深圳518055 北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学-林肯研究院城市发展与土地政策研究中心北京100871

在区分中间/最终产品、一般/加工贸易后,描述了中国电子机械制造业出口产品贸易网络,并探讨了出口经验和产品关联如何影响企业进入网络从事出口和拓展优势贸易伙伴。结果表明:(1)出口地、目的国、出口地—目的国维度出口经验和产品关联... 详细信息

在区分中间/最终产品、一般/加工贸易后,描述了中国电子机械制造业出口产品贸易网络,并探讨了出口经验和产品关联如何影响企业进入网络从事出口和拓展优势贸易伙伴。结果表明:(1)出口地、目的国、出口地—目的国维度出口经验和产品关联可以显著地促进4种电子机械制造业产品企业进入特定贸易网络进行出口。(2)在位出口企业扩展优势伙伴方面,出口地—目的国维度出口经验对4种企业均有促进作用;目的国出口经验、出口地产品关联的促进作用集中在中间产品企业;出口地出口经验则集中在一般贸易企业。

关键词：电子机械制造业产品出口贸易网络产品内分工与贸易出口经验产品关联

空心涡轮叶片陶瓷铸型微细结构负压吸注充型工艺研究

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西安交通大学学报 2016年第10期50卷 147-152,160页

作者：杨强鲁中良李振发苗恺李涤尘西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 西安交通大学高端制造装备协同创新研究中心西安710049 北京航空航天大学先进航空发动机协同创新中心北京100191

为了提高在基于光固化成型技术的空心涡轮叶片型芯、型壳一体化陶瓷铸型制造方法中陶瓷浆料对微细复杂结构的充型能力和铸型结构的完整性,提出了负压吸注凝胶注模工艺方法。以某型号空心涡轮叶片的冷却通道微孔为研究对象,利用细长管道... 详细信息

为了提高在基于光固化成型技术的空心涡轮叶片型芯、型壳一体化陶瓷铸型制造方法中陶瓷浆料对微细复杂结构的充型能力和铸型结构的完整性,提出了负压吸注凝胶注模工艺方法。以某型号空心涡轮叶片的冷却通道微孔为研究对象,利用细长管道充型原理,分析了凝胶注模工艺制造陶瓷铸型的充型行为。采用仿真分析的方法,在不同进出口压力差下,对冷却通道微孔简化模型负压吸注的充型情况进行模拟仿真,得到合理的负压吸注进出口压力差参考值,通过负压吸注实验和工业微米X射线成相系统检测对仿真结果进行验证。最后,分析了负压吸注工艺对陶瓷铸型性能的影响。研究结果表明:当氧化铝基陶瓷浆料固相体积分数为60%、负压吸注的进出口压力差为0.03 MPa时,可实现空心涡轮叶片冷却流道微孔结构的凝胶注模完整无缺陷充型,并且可以提高陶瓷铸型坯体的致密度和强度。

关键词：光固化成型技术空心涡轮叶片冷却微孔负压吸注陶瓷铸型