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应用Sentinel-2A NDVI时间序列和面向对象决策树方法的农作物分类

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地球信息科学学报 2019年第5期21卷 740-751页

作者：杜保佳张晶王宗明毛德华张淼吴炳方中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102 中国科学院大学北京100049 通化市国土资源局通化134001 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101

农作物种植结构是农业生产活动对土地利用的表现形式。及时精确地获取农作物的空间分布信息对指导农业生产、合理分配资源以及解决粮食安全问题等具有重要意义。目前农作物信息提取研究大多局限于中低分辨率遥感影像的NDVI时间序列,影... 详细信息

农作物种植结构是农业生产活动对土地利用的表现形式。及时精确地获取农作物的空间分布信息对指导农业生产、合理分配资源以及解决粮食安全问题等具有重要意义。目前农作物信息提取研究大多局限于中低分辨率遥感影像的NDVI时间序列,影响了作物空间分布信息提取的准确性。随着Sentinel-2A卫星成功发射,为高分辨率NDVI时间序列的构建提供了可能。本文以黑龙江省北安市为研究区,基于覆盖完整生育期的Sentinel-2A多光谱数据,构建10 m分辨率的NDVI时间序列数据集,利用Savitzky Golay (S-G)滤波器对Sentinel-2A NDVI时间序列数据进行平滑。基于典型时相的多光谱数据和NDVI时间序列构建面向对象决策树分类模型进行作物类型遥感识别。通过对样本的NDVI时间序列曲线分析,可以得出NDVI时间序列能够清晰地区分作物物候差异。此外,本文还利用面向对象分类和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分类两种方法,对典型时相的多光谱数据进行了作物分类对比实验,并对结果进行了对比分析。研究结果表明:①典型时相多光谱数据引入平滑重构后的NDVI时间序列能够更好地描述作物的物候特性,能够准确刻画研究区作物发育情况,有效区分各类作物;②通过对比分类实验发现,典型时相多光谱数据引入NDVI时间序列特征,增强了不同作物之间的光谱差异,提高了作物分类精度,总体精度和kappa系数较典型时相多光谱数据进行分类的结果分别提高了7.7%和0.055;③基于面向对象的决策树分类模型在作物分类的结果中精度最高,总体精度为96.2%,kappa系数为0.892。本研究的方法为其他大区域农作物的分类提供了重要参考和借鉴价值。

关键词： Sentinel-2A 时序数据 NDVI 面向对象决策树农作物种植结构北安市

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5个时期黄河流域湿地格局及其变化研究

湿地科学 2021年第4期19卷 518-526页

作者：仇志强毛德华相恒星杜保佳王宗明中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102 中国科学院大学北京100049

黄河流域生态保护与高质量发展已经备受关注,掌握该流域湿地格局的动态,是保护和修复该流域湿地的基础工作,具有极其重要的意义。利用1980年、1990年、2000年、2010年和2015年的中国科学院湿地数据集(CAS Wetlands)中的黄河流域湿地空... 详细信息

黄河流域生态保护与高质量发展已经备受关注,掌握该流域湿地格局的动态,是保护和修复该流域湿地的基础工作,具有极其重要的意义。利用1980年、1990年、2000年、2010年和2015年的中国科学院湿地数据集(CAS Wetlands)中的黄河流域湿地空间分布数据,开展了整个黄河流域的湿地面积、湿地格局动态及其空间异质性的研究。研究结果表明,2015年,黄河流域的湿地总面积为27 374.2 km^(2),其中,天然湿地面积占比为89.5%,天然湿地以草本沼泽为主,草本沼泽主要分布在黄河源区,人工湿地以水库/坑塘为主,水库/坑塘的面积占人工湿地总面积的比例为90.9%;1980年、1990年、2000年、2010年和2015年黄河流域的湿地面积不断减少,与1980年相比,2015年天然湿地丧失了7 402.2 km^(2);5个时期黄河源区、黄河中上游区和黄河下游区不同类型湿地面积的变化具有空间异质性。

关键词：湿地格局天然湿地草本沼泽黄河流域

基于Sentinel-1/2的大兴安岭木本沼泽信息提取方法

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生态学杂志 2022年第2期41卷 404-416页

作者：赵宇欣张冬有毛德华杜保佳孙俊杰哈尔滨师范大学寒区地理环境监测与空间信息服务黑龙江省重点实验室哈尔滨150025 中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室长春130102 正元地理信息集团股份有限公司潍坊分公司山东潍坊261000

木本沼泽的遥感信息提取一直是湿地研究的难点之一,在复杂环境地区传统调查方法无法深入,而利用遥感影像提取湿地分布信息大大提高了研究效率,对于理解全球变化具有重要意义。本研究选取位于黑龙江省西北部大兴安岭地区额木尔河流域的... 详细信息

木本沼泽的遥感信息提取一直是湿地研究的难点之一,在复杂环境地区传统调查方法无法深入,而利用遥感影像提取湿地分布信息大大提高了研究效率,对于理解全球变化具有重要意义。本研究选取位于黑龙江省西北部大兴安岭地区额木尔河流域的一景影像为研究案例,融合应用Sentinel-1的雷达波段和Sentinel-2的红边波段,基于红边光谱特征和雷达特征等变量组合的特征波段集,采用深度学习和支持向量机方法对湿地分布信息进行提取,以期提高湿地信息提取和识别的精度。结果表明:在深度学习方法中,加入红边特征比只使用光谱特征总体精度提高了2.3%,达84.3%;加入雷达特征后,精度再度提高1.8%。即精度最高的融合光谱特征、红边特征以及雷达特征的方案,总体精度达86.5%,Kappa系数达0.84,其中林地精度达99.9%、草本沼泽达85.4%、木本沼泽达69.9%、水域达89.3%。最优深度学习模型迭代精度最高达95.7%。利用支持向量机方法进行对照试验,只使用光谱特征以及依次加入红边特征、雷达特征总体精度分别为74.4%、75.4%、77.3%,各项方案的总体精度均低于深度学习方法精度。本文采用深度学习方法对Sentinel-1/2结合的影像进行湿地信息精准提取,最高精度达86.5%,为今后更大尺度上木本沼泽的遥感信息精准提取研究提供了方法参考。

关键词：木本沼泽 Sentinel 红边波段深度学习支持向量机

基于GEE和遥感大数据的1986—2015年全球城镇用地扩张占用水体时空特征

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地理科学 2022年第1期42卷 143-151页

作者：冯凯东毛德华王宗明蒲海光杜保佳仇志强中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102 中国科学院大学北京100049 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院吉林长春130018

以全球年度城市动态数据(GAUD)和全球地表水动态数据集(GSW)为基础数据,利用Google Earth Engine(GEE)解析了1986—2015年全球城镇用地扩张占用永久性和季节性水体的时空分布特征。研究发现:30 a间全球城镇用地扩张直接占用水体的面积为... 详细信息

以全球年度城市动态数据(GAUD)和全球地表水动态数据集(GSW)为基础数据,利用Google Earth Engine(GEE)解析了1986—2015年全球城镇用地扩张占用永久性和季节性水体的时空分布特征。研究发现:30 a间全球城镇用地扩张直接占用水体的面积为1033.2 km^(2),其中包括季节性水体711.7 km^(2)和永久性水体321.5 km^(2),呈现先增加后降低的变化趋势。亚洲是城镇用地扩张占用水体面积最多的大洲,其次是北美洲和欧洲,占用水体的面积分别为799.4 km^(2)、122.5 km^(2)和61.1 km^(2)。欧洲是唯一以占用永久性水体为主的大洲。陆地面积排名前十的国家中,中国、美国和印度是城镇用地扩张占用水体面积最多的国家,占用水体的面积分别为573.1 km^(2)、109.6 km^(2)和24 km^(2)。以占用永久性水体为主的国家是俄罗斯和阿尔及利亚。尽管世界各国在水资源保护方面做出了巨大努力,但实现联合国可持续发展目标背景下,需防控更多的水体因城镇用地扩张而消失。

关键词： GEE 城镇用地扩张季节性水体永久性水体

基于真实情景下的高中化学教学微课设计与案例分析

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赤峰学院学报（自然科学版） 2022年第11期38卷 113-118页

作者：赵丽敏张宝峰杜保佳赤峰学院化学与生命科学学院赤峰市第二实验中学内蒙古赤峰024000 吉林建筑大学吉林长春130000

进入21世纪,科技的进步使人们可以通过智能手机、平板电脑等随时随地获取海量信息,微课的各种功能极大地方便了学习者,满足了现代快节奏社会碎片化、移动化的学习需求。本文对化学教师的微课教学应用进行问卷调查和访谈调查,初步了解高... 详细信息

进入21世纪,科技的进步使人们可以通过智能手机、平板电脑等随时随地获取海量信息,微课的各种功能极大地方便了学习者,满足了现代快节奏社会碎片化、移动化的学习需求。本文对化学教师的微课教学应用进行问卷调查和访谈调查,初步了解高中化学教师对于微课的认识及应用情况,提出微课的设计原则与微课设计流程,并开展微课教学案例分析。一方面,可以为高中化学教师提供微课设计、制作的方案。另一方面,进一步挖掘微课技术与化学课程的资源整合,也为高中化学教师进行课堂教学改革提供了一种新思路。

关键词：微课问卷调查访谈原则流程案例分析

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基于改进YOLOv4-Tiny的机械零件目标检测算法

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传感技术学报 2024年第2期37卷 303-309页

作者：杜保帅房桐赵燕成赵景波青岛理工大学信息与控制工程学院山东青岛266520

随着智能化生产的普及,机械零件的智能装配技术受到广泛关注,为了改善传统特征提取算法中检测误差大、精度低等问题,以常见机械零件为研究目标,结合深度学习算法中的轻量级网络为基础模型进行优化,使用YOLOv4-Tiny中的CSP-Darknet53作... 详细信息

随着智能化生产的普及,机械零件的智能装配技术受到广泛关注,为了改善传统特征提取算法中检测误差大、精度低等问题,以常见机械零件为研究目标,结合深度学习算法中的轻量级网络为基础模型进行优化,使用YOLOv4-Tiny中的CSP-Darknet53作为特征提取网络,在特征提取网络后添加改进后的MA-RFB模块,引入多分支卷积和空洞卷积加强感受野。并对颈部网络进行改进,选择PANet代替FPN,并添加注意力模块CBAM,形成CM-PANet对零件目标进行多尺度检测,在自制的零件数据集AP达到96.47%,检测速度达到0.00138 s每样本。相比于原版YOLOv4-Tiny网络AP提高了2.80%,改进后的算法在速度和精度达到了一个平衡,体现了研究的理论和应用价值。

关键词：图像分类轻量级网络深度学习机械零件感受野

基于数据增强和模型迁移的生物质气化产物分布预测方法

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7309-7320,I0017页

作者：任少君朱保宇翁琪航张逸佳邓志平司风琪能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

生物质气化产物预测对于实现气化炉精准调控具有重要意义。机器学习方法计算速度快、拟合精度高,但由于实验样本不足,难以构建高可信预测模型。为此,该文提出基于数据增强和模型迁移的生物质气化产物分布预测方法。首先,构建生物质气化... 详细信息

生物质气化产物预测对于实现气化炉精准调控具有重要意义。机器学习方法计算速度快、拟合精度高,但由于实验样本不足,难以构建高可信预测模型。为此,该文提出基于数据增强和模型迁移的生物质气化产物分布预测方法。首先,构建生物质气化动力学模型并生成充足仿真数据来实现样本增强;然后,建立基于仿真数据的神经网络预训练模型,并在预训练模型基础上增加线性和非线性校准网络,利用实验数据对校准网络进行更新,将预训练模型迁移至与实验数据适配的特征空间。最后,采用该方法构建某木质生物质的气化预测模型,结果表明,该方法仅用4组训练样本就能够准确预测5组测试样本,其中决定性系数R~2为0.98,均方根误差为0.64%。与现有方法相比,该文方法在模型泛化和可解释方面均表现出一定优势。

关键词：生物质气化气化产物预测机器学习模型迁移数据增强

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数字经济有效助力农业经济高质量发展研究

财务管理研究 2024年第4期 123-134页

作者：杜保锋北京山海文旅集团北京100020

数字大潮已成为国民经济中的重要组成部分,其对农业经济同样有着举足轻重的作用。通过对数字经济及技术现状分析,回顾农业经济中客观存在的发展束缚,由数字经济对农业经济所呈现的优化产业结构、可持续化及横向发展、提高生产率等作用... 详细信息

数字大潮已成为国民经济中的重要组成部分,其对农业经济同样有着举足轻重的作用。通过对数字经济及技术现状分析,回顾农业经济中客观存在的发展束缚,由数字经济对农业经济所呈现的优化产业结构、可持续化及横向发展、提高生产率等作用的分析,论证数字经济给农业经济带来的快速、高质量发展机遇,并由此引申出数字化、农业、管理三位一体的发展思路,从6个方面科学、多角度、循序渐进地分析该思路的充分性及可实施性,及其给农业经济带来的更大契机,以期促进农业经济更健康、高效发展。

关键词：数字经济农业经济高质量发展绿色发展

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新课标下小学语文阅读教学中的问题及对策

新课程教学（电子版） 2024年第12期 57-59页

作者：杜保英山东省邹城市看庄镇中心小学

阅读教学历来是小学语文教学内容的重要组成部分,学生的阅读水平不仅影响其学科知识的累积,还会影响其写作水平。随着新课改的深入推进,越来越多的小学语文教师认识到提高阅读教学质量的重要性,以及培养学生学科核心素养与综合能力的必... 详细信息

阅读教学历来是小学语文教学内容的重要组成部分,学生的阅读水平不仅影响其学科知识的累积,还会影响其写作水平。随着新课改的深入推进,越来越多的小学语文教师认识到提高阅读教学质量的重要性,以及培养学生学科核心素养与综合能力的必要性。因此如何着手解决当前阶段阅读教学中存在的问题,成为广大小学语文教师关注的焦点,本文就相关问题展开探讨,以期为实践提供参考。

关键词：小学语文阅读教学问题对策