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基于防风效益的毛乌素沙地沙柳灌丛平茬方法优选

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农业工程学报 2019年第4期35卷 153-161页

作者：裴志永段广东郝少荣乔敬伟秦伟内蒙古农业大学能源与交通工程学院呼和浩特010018 内蒙古建筑职业技术学院市政与路桥工程学院呼和浩特010070

针对当前毛乌素沙地沙柳灌丛衰退问题,设计维持丛状结构特征可持续的生态平茬方法,研究不同平茬方法下沙柳灌丛的风场结构与防风效益,为今后毛乌素沙地沙柳生态平茬提供理论指导。试验设定6种平茬强度(0、0.2Ф、0.4Ф、0.6Ф、0.8Ф、... 详细信息

针对当前毛乌素沙地沙柳灌丛衰退问题,设计维持丛状结构特征可持续的生态平茬方法,研究不同平茬方法下沙柳灌丛的风场结构与防风效益,为今后毛乌素沙地沙柳生态平茬提供理论指导。试验设定6种平茬强度(0、0.2Ф、0.4Ф、0.6Ф、0.8Ф、1.0Ф,Ф为灌丛蓬径),3种平茬模式(模式A:按平茬强度沿主风向从灌丛迎风面向背风面平茬、模式B:按平茬强度沿主风向从灌丛两侧向中间同时平茬、模式C:按平茬强度沿主风向从灌丛中间1/2处同时向两侧平茬,下同)来维持灌丛结构的可持续存在,分析平茬后灌丛保留结构的自身形态参数和防风效益的关系,并依此选出最优平茬方法。试验结果表明:平茬强度在0～0.4Ф范围内,模式A和B的灌丛形态参数和防风效益指标均无显著变化,但模式B防风效益优于模式A;而强度为0.6Ф及以上,3种平茬模式下,背风面的风速降幅均明显减小,防风距离逐渐缩短,与原灌丛防风效益差异显著,强度为0.4Ф是防风效益发生突变的临界点。对防风效益影响最大的形态参数是疏透度。研究得出合理的平茬方法为:沙柳灌丛以模式B进行平茬,平茬强度为0.4Ф。

关键词：风侵蚀优化沙柳平茬防风效益

基于遥感信息和DSSAT-SUBSTOR模型数据同化的区域马铃薯产量估算

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基于遥感信息和DSSAT-SUBSTOR模型数据同化的区域马铃薯产量估算

作者：段丁丁中国农业科学院

学位级别：硕士

马铃薯是世界第三大粮食作物。从2015年起,我国农业部提出马铃薯“主粮化”战略,马铃薯将成为我国的第四大主粮作物,因此对马铃薯的产量进行估算具有非常重要的现实意义。通过将遥感数据和作物生长模型相结合来提高作物产量的估算精度... 详细信息

马铃薯是世界第三大粮食作物。从2015年起,我国农业部提出马铃薯“主粮化”战略,马铃薯将成为我国的第四大主粮作物,因此对马铃薯的产量进行估算具有非常重要的现实意义。通过将遥感数据和作物生长模型相结合来提高作物产量的估算精度是近些年的研究热点。本文选取吉林省长春市九区市兴隆镇和纪家镇为研究区域,马铃薯为研究对象。在采集马铃薯冠层反射光谱和叶面积指数(LAI)的基础上,利用高分一号影像提取马铃薯的种植区,并利用统计回归方法实现LAI的遥感反演。利用EFAST全局敏感性分析方法对DSSAT-SUBSTOR作物生长模型的输入参数进行敏感性分析,对马铃薯的产量和LAI敏感的参数将作为数据同化过程中的待优化参数。然后,通过构建遥感反演LAI和模型模拟LAI的最小代价函数将遥感数据和作物生长模型结合起来,通过利用SCE-UA优化算法调整待优化参数从而实现遥感数据和作物生长模型的数据同化。根据数据同化结果进行研究区域内马铃薯产量的估算。论文的主要结论如下:(1)在对高分一号遥感影像进行预处理的基础上,利用最大似然法对研究区域内的土地利用现状进行分类,提取马铃薯的种植区。分类结果表明:不同土地利用类型的总体分类精度为95.22%,kappa系数为0.93,分类精度较高。通过计算马铃薯的植被指数和叶面积指数,利用统计回归方法完成LAI的遥感反演,反演结果表明:研究区内马铃薯的归一化差值植被指数NDVI与叶面积指数LAI的拟合度最高,决定系数(R)等于0.73。通过NDVI-LAI统计回归模型得到的遥感反演LAI的精度较高,反演LAI与实测LAI的决定系数(R)等于0.88,均方根误差(RMSE)等于0.72。(2)利用EFAST全局敏感性分析方法对DSSAT-SUBSTOR作物生长模型的输入参数进行参数敏感性分析,结果表明:块茎开始生长的临界温度上限、光周期系数、潜在块茎生长率、根生长系数、土壤排水上限、排水率、有机碳含率、土壤总氮含率、土壤溶液PH值、播种日期、灌溉日期、灌溉量和施氮量都是对马铃薯的产量和LAI敏感的参数。在DSSAT-SUBSTOR模型标定过程中,以马铃薯的出苗日、块茎起始日、最大LAI值和产量4个指标评价模型的适用性,标定结果表明:模型模拟的出苗日和块茎起始日均与实测值相同,模型模拟的最大LAI值与实测最大LAI值的平均相对误差(MRE)为1.10%,模型模拟的单产值与实测单产值的平均相对误差(MRE)为5.72%,表明DSSAT-SUBSTOR模型在单点尺度上能够以较高的精度对马铃薯的产量进行模拟。(3)首先将DSSAT-SUBSTOR模型的输入参数进行区域化处理,获得未同化遥感数据的马铃薯估产结果。然后通过构建遥感反演LAI和模型模拟LAI的最小代价函数,利用SCE-UA优化算法调整待优化参数,实现遥感数据和作物生长模型的数据同化。结果表明:未同化遥感数据的模型估产精度较低,同化遥感数据的马铃薯估产结果更接近实测值,估产精度更高,平均相对误差(MRE)为6.17%,比未同化遥感数据的(MRE)降低了9.45%,说明将遥感LAI数据和DSSAT-SUBSTOR模型相结合能够有效地提高区域马铃薯的估产精度。

关键词：遥感作物生长模型马铃薯产量估算数据同化

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四轮独立驱动智能车差速转向控制研究

四轮独立驱动智能车差速转向控制研究

作者：段亚斌西安工业大学

学位级别：硕士

随着传统汽车带来的环境问题和资源问题,研究人员正在寻求一种新能源汽车。由于电动汽车所需的能量可再生,噪音小以及控制精确的优点,受到人们越来越多的重视。现在的电动汽车大部分都是将传统的内燃机换成电动机,其他机械结构没有发生... 详细信息

随着传统汽车带来的环境问题和资源问题,研究人员正在寻求一种新能源汽车。由于电动汽车所需的能量可再生,噪音小以及控制精确的优点,受到人们越来越多的重视。现在的电动汽车大部分都是将传统的内燃机换成电动机,其他机械结构没有发生任何变化,没有发挥电动汽车的优势。四轮独立驱动技术,特别是轮毂电机独立驱动技术,能够发挥轮毂电机独立可控的优点,为电动汽车发展注入活力。该技术的核心部分就是需要一套完整的控制系统及理论。现在对这方面的研究还不太成熟,因此本论文以课题组搭建的四轮独立驱动智能车的样车为基础,对样车进行差速转向控制方面的研究。本文的智能车采用四轮转向的转向方式,从整车、转向系统内部结构、前后轴以及电动轮等方面对智能车发生转向时的动力学规律进行了研究。研究了车辆从直线行驶到转弯状态下的运动规律,特别是转向瞬心的规律进行了详细的研究。对车辆转向过程中,转向系统间的运动规律进行了分析。对电动轮与地面的相互作用的动力学模型进行分析。掌握了智能车差速转向的运动规律,为后续的智能控制奠定基础。简要介绍了智能车的驱动系统的布置形式,并在此基础上对车辆的控制策略进行了研究,分别研究了智能车四轮协调控制策略、驱动电机控制策略以及整车牵引力控制策略等。四轮协调控制策略分别分析了匀速直线运动,转向运动以及两者相互转换的情况。对驱动电机控制策略进行研究时,分别从电压控制策略、转速闭环控制策略、转矩闭环控制策略、整车牵引力的控制策略四个方面进行了研究。接下来对智能车的转向梯形机构进行了优化设计及其目标函数的选取,提出了一种新的目标函数,较常用的目标函数,其更能准确的揭示出瞬时回转中心变化的基本规律。接下来从设计目标、机械结构和电气系统三个方面对差速控制系统的硬件部分进行了研究,并对实车进行了实验验证。本文中通过车辆的总控制器来协调四个轮毂电机的输出转速和转矩,使两侧转向轮产生速度差,同时带动转向器拉动转向轮转过一定角度,从而牵引车辆进行转向运动。通过对本文研究的四轮转向方式的验证,必将为全轮独立驱动汽车带来一项全新的、体现其独特优势的转向方式,扩充转向方式的种类。因此本文的研究具有理论价值和现实意义。

关键词：独立驱动梯形机构差速转向优化设计目标函数

物化/生物技术联用处理高盐制药废水的应用基础研究

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物化/生物技术联用处理高盐制药废水的应用基础研究

作者：段越西南科技大学

学位级别：硕士

制药废水具有含盐量高、COD浓度高、可生化性差等特点,对天然水体的稳态有着巨大的破坏力,对生物体的生长代谢有着严重的毒害作用。本研究以浙江某大型制药企业产生的高盐制药废水为研究对象,采用三级物化处理方式进行预处理,然后构建... 详细信息

制药废水具有含盐量高、COD浓度高、可生化性差等特点,对天然水体的稳态有着巨大的破坏力,对生物体的生长代谢有着严重的毒害作用。本研究以浙江某大型制药企业产生的高盐制药废水为研究对象,采用三级物化处理方式进行预处理,然后构建出最佳的藻菌共生体系,成功地实现了高盐制药废水的深度净化。采用物化/生物技术联用的方式处理后,废水出水达到了《化学合成类制药工业水污染排放标准》(GB21904-2008)的排放标准。研究的主要结果如下:(1)超高石灰铝(UHLA)工艺去除高盐制药废水中氯离子(Cl)的最优工艺参数为:n(Ca):n(Al):n(Cl)=5.4:2.9:1,T=25.5℃,在该参数下,Cl去除率可达90.42%,处理后Cl浓度为0.76 g/L;三种因素对UHLA工艺的影响关系为:n(Ca):n(Cl)>T>n(Al):n(Cl);对RSM模型的三维曲面进行分析可知,n(Ca):n(Cl)与n(Al):n(Cl)和T都具有较强的交互作用,而n(Al):n(Cl)与T的交互作用较弱;此外,试验还发现UHLA工艺可有效去除高盐制药废水中的一些无机离子,如SO、SO、I、Sr、Cr、Zn等。(2)采用O/Fe-C微电解耦合工艺预处理高盐制药废水,最优工艺参数为:Fe-C球投加量为600 g/L,初始p H为6.4,O剂量为270 mg/(L·h),在该参数下,COD去除率可达到48.61%,处理后COD浓度为1092 mg/L;三种因素对OFe-C微电解工艺的影响关系为:Fe-C球投加量>O剂量>初始p H;对RSM模型的三维曲面分析可知,Fe-C球投加量与初始p H和O剂量都具有较强的交互作用,而p H与O剂量交互作用较弱;对O/Fe-C微电解工艺进行动力学分析,发现废水中COD降解情况符合三级动力学反应模型,其拟合方程为:C=2196.8672/√0.0259t+1,R=0.9802,Adj.R=0.9774。(3)采用Fenton氧化进一步处理高盐制药废水,最优工艺参数为:n(HO):n(Fe)为3.9:1,p H为3.6,HO投加量为17 m L/L,在该参数下,COD去除率可达67.66%,处理后COD浓度为687 mg/L;三种因素对Fenton氧化工艺的影响关系为:HO投加量>初始p H>n(HO):n(Fe);对RSM模型的三维曲面分析可知,p H为主导的影响因素,与其他两个因素均具有较强的交互作用,n(HO):n(Fe)与HO投加量交互性较弱;对Fenton氧化工艺进行动力学分析,发现废水中COD降解情况如何二级动力学反应模型,其拟合方程为:C=2221.3924/(0.0210t+1),R=0.9631,Adj.R=0.9578。(4)采用微藻、活性污泥、微藻+活性污泥三种方式对高盐制药废水进行深度净化处理,发现高盐制药废水会抑制微藻的生长,向废水中投加活性污泥可解除这种抑制;三种处理方式均会改变废水的p H,同时EC均下降;微藻+活性污泥的处理方式去除COD效果最好,可达80.1%;单独微藻处理对废水的DO浓度提升最大,可达8.53 mg/L。(5)采用微藻+活性污泥共培养方式构建藻菌共生体系,最优工艺参数为:曝气量为2 L/min,活性污泥投加量为19.3 g/L,微藻接种量为5.4 m L/L,在该参数下,COD去除率可达80.25%,处理后COD浓度为81 mg/L,DO浓度可达7.3 mg/L;三种因素对废水的COD去除和DO提升具有不同程度的影响,对于COD的去除,活性污泥投加量>曝气量>微藻接种量,对于DO浓度提升,微藻接种量>曝气量>活性污泥接种量;对两种RSM模型的三维曲面图分析可知,在COD去除模型和DO浓度模型中,微藻与活性污泥、曝气量均表现较强出交互作用,而活性污泥与曝气量的交互作用较弱。

关键词：高盐制药废水 UHLA工艺 O3/Fe-C微电解 Fenton氧化藻菌共生体系

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基于多视角几何的图像修复算法研究

基于多视角几何的图像修复算法研究

作者：段凌昊西安电子科技大学

学位级别：硕士

图像和视频的修复指的是恢复图像或视频中破损区域的颜色信息或者去除其中的多余物体,使得修复后的图像、视频和谐、自然的一项技术。在处理图像上细小或分布稀疏的破损问题上,有一些成熟的方法已经提了出来,并且取得了一定的研究成果... 详细信息

图像和视频的修复指的是恢复图像或视频中破损区域的颜色信息或者去除其中的多余物体,使得修复后的图像、视频和谐、自然的一项技术。在处理图像上细小或分布稀疏的破损问题上,有一些成熟的方法已经提了出来,并且取得了一定的研究成果。本文所研究的是那些场景信息丰富且受损区域较大的图像修复问题,仅仅利用一些图像局部信息来处理这一问题往往不能达到预期的效果,本文利用多视角几何理论,借助不同视点但包含修复区域丢失信息的参考图片来补偿目标图像,这就是基于多视角几何的图像的修复技术。本文研究了平面场景以及三维场景的修复。对于平面场景的修复,可以利用图像间的单应性(Homography)关系将参考图像上的信息经过视角转换填补入目标区域,实现对目标图像的修复。实验证明该算法适合于修复受损信息面积较大的图像。对于三维(非平面)场景的修复,本文提出了基于对极线的图像修复新算法,本文算法利用对极约束关系,首先取得目标区域的边缘,然后计算边缘上各点的优先度,沿优先度最大的点所对应的参考图像上的对极线搜索最佳匹配像素,最后将最佳匹配像素拷贝到目标点。通过实验证明了本文算法不仅对有大面积信息受损的图像进行修复时有很好的效果,并且有较低的时间复杂度。最后本文研究了增强现实中的标定物移除算法,提出了基于单应性关系的标定物移除算法。本文方法可以不需要人工操作,自动判断目标区域并移除视频中的标定物,并对场景中的光线变化有一定适应性,减弱了修复边界处生硬的修复痕迹,提高了增强后视频给人们的真实感。实验证明本文方法不仅能适应各种复杂背景,还保证了修复的效率。

关键词：图像修复单应性关系对极几何增强现实

西安城市形象的媒介呈现变迁研究 ——以《人民日报》为例（1978~2020）

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西安城市形象的媒介呈现变迁研究 ——...

作者：段悦西安外国语大学

学位级别：硕士

城市形象是一座城市外在活力、内在实力、发展前景的展现,随着改革开放和城市化进程的加快,城市形象已成为城市核心竞争力的关键要素之一。在当下媒介时代,媒体已成为城市形象塑造和传播的重要渠道,并在很大程度上影响着公众对城市形象... 详细信息

城市形象是一座城市外在活力、内在实力、发展前景的展现,随着改革开放和城市化进程的加快,城市形象已成为城市核心竞争力的关键要素之一。在当下媒介时代,媒体已成为城市形象塑造和传播的重要渠道,并在很大程度上影响着公众对城市形象的认知。因此,研究媒介中城市形象随时代变迁的呈现和背后的根由,对于提升城市形象面貌、提升城市发展战略具有一定启示意义。本文从研究媒介报道下城市形象的呈现出发,选取1978年到2020年《人民日报》中西安相关报道为研究对象,基于框架理论,构建新闻报道类目,运用内容分析法,定量和定性相结合的手段,对《人民日报》下西安城市形象的呈现、演变以及形象特征进行展现,进一步地对西安三个突出城市形象:政治形象、经济形象、文化形象变迁背后的根因进行了分析,最后对西安城市形象的提升路径给出了针对性建议。研究发现,受政治因素、政策规划、历史文化、社会发展的影响,《人民日报》下的西安呈现了一个多样化发展的城市形象。从中国改革开放至今的四十余年来,西安呈现了四个阶段的城市形象变化,从第一阶段政治形象突出,到第二阶段经济民生形象突出,到第三阶段文化教育形象突出,再到第四阶段多种形象皆备的状态,城市现代化特征明显。与此同时,西安历史文化浓厚,教育资源丰富,政治经济资源优越,但是城市发展的导向不明确,政治发展、经济发展、文化发展均呈现出后劲不足的态势。本文认为,针对西安形象的建设和发展中存在的问题,对于城市政治形象的提升以提升和扩大城市的辐射力和影响力为导向;对于城市经济形象的提升要注重积极发挥城市的资源优势;对于城市文化形象的提升要给予对文化资源的传承和挖掘,在发展中传承,运用好城市的文化名片,充分展示自身的文化底蕴和魅力。

关键词：西安城市形象形象变迁人民日报

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无线移动网络Ad Hoc的安全策略研究

无线移动网络Ad Hoc的安全策略研究

作者：段岚西北工业大学

学位级别：硕士

无线网络通常可以分为有中心网络和无中心网络，前者需要固定基础设施的支持，移动主机之间的通信通常借助基站来完成;后者主要是指无线移动ad hoc网络，它不需要固定的基础设施，能够快速地自动组网。与有中心网络相比，ad hoc网络更... 详细信息

无线网络通常可以分为有中心网络和无中心网络，前者需要固定基础设施的支持，移动主机之间的通信通常借助基站来完成;后者主要是指无线移动ad hoc网络，它不需要固定的基础设施，能够快速地自动组网。与有中心网络相比，ad hoc网络更加灵活、健壮、投资少，因此具有良好的应用前景。在ad hoc网络中，每个移动节点兼备路由器和主机两种功能。作为主机，移动节点需要运行面向用户的应用程序;作为路由器，它需要运行相应的路由协议，参与数据分组转发工作和路由维护工作。每个节点可以在“任意时刻，任意地点”加入或离开网络。由于节点具有充分的能动性，导致网络拓扑结构容易发生变化，安全性比较差，严重影响了ad hoc网络的发展和应用，因此，迫切需要适合该网络特点的安全解决方案。本文着眼点定位于认证的安全策略研究，希望设计出适应性广泛，具有良好的安全性和较高效率的认证系统。主要完成了3方面的工作： 1)设计并实现了基于PVSS[1]的认证系统。即在原有基于信任分担的认证模型基础上引入了PVSS的思想。系统包括：系统初始化，证书颁发，证书撤销和证书的更新;2)（?）设计并实现了基于PVSS的密钥管理系统。系统包括：系统私钥分发，新加入节点的密钥片分配和密钥片的更新;3)通过APE仿真平台对认证系统进行性能分析，重点模拟和分析了证书颁发过程。

关键词： ad hoc网络认证密钥管理 PVSS