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Evaluating the Algorithm for Correction of the Bright Band Effects in QPEs with S-, C-and X-Band Dual-Polarized Radars

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Advances in Atmospheric Sciences 2019年第1期36卷 41-54页

作者： Yang CAO Debin SU xingang fan Hongbin CHEN Key Laboratory of Middle Atmosphere and Global Environment Observation Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of Sciences College of Electronic Engineering Chengdu University of Information Technology Sichuan Meteorological Disasters Prevention Technology Center China Meteorological Administration Key Laboratory of Atmospheric Sounding Department of Geography and Geology Western Kentucky University

The bright band, a layer of enhanced radar reflectivity associated with melting ice particles, is a major source of signifi- cant overestimation in quantitative precipitation estimation （QPE） based on the Z-R （reflectivity factor-rain rate） relationship. The effects of the bright band on radar-based QPE can be eliminated by vertical profile of reflectivity （VPR） correction. In this study, we applied bright-band correction algorithms to evaluate three different bands （S-, C- and X-band） of dual-polarized radars and to reduce overestimation errors in Z-R relationship-based QPEs. After the reflectivity was corrected by the algo- rithms using average VPR （AVPR） alone and a combination of average VPR and the vertical profile of the copolar correlation coefficient （AVPR＋CC）, the QPEs were derived. The bright-band correction and resulting QPEs were evaluated in eight precipitation events by comparing to the uncorrected reflectivity and rain-gange observations, separately. The overestimation of Z-R relationship-based QPEs associated with the bright band was reduced after correction by the two schemes for which hourly rainfall was less than 5 mm. For the verification metrics of RMSE （root-mean-square error）, RMAE （relative mean absolute error） and RMB （relative mean bias） of QPEs, averaged over all eight cases, the AVPR method improved from 2.28, 0.94 and 0.78 to 1.55, 0.60 and 0.40, respectively, while the AVPR＋CC method improved to 1.44, 0.55 and 0.30, respectively. The QPEs after AVPR＋CC correction had less overestimation than those after AVPR correction, and similar conclusions were drawn for all three different bands of dual-polarized radars.

关键词： dual-polarized radar bright band QPE vertical profile of reflectivity

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Automatic Identification of Clear-Air Echoes Based on Millimeter-wave Cloud Radar Measurements

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Advances in Atmospheric Sciences 2020年第8期37卷 912-924页

作者： Ling YANG Yun WANG Zhongke WANG Qian YANG xingang fan Fa TAO Xiaoqiong ZHEN Zhipeng YANG Electronic Engineering College Chengdu University of Information TechnologyChengdu 610225China Information Security Engineering College Chengdu University of Information TechnologyChengdu 610225China Department of Geography and Geology Western Kentucky UniversityBowling GreenKY 42101USA Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100029China CMA Key Laboratory of Atmospheric Sounding Chengdu University of Information TechnologyChengdu 610225China Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing210044China Meteorological Observation Centre CMABeijing 100081China

Millimeter-wave cloud radar(MMCR)provides the capability of detecting the features of micro particles inside clouds and describing the internal microphysical structure of the ***,MMCR has been widely applied in cloud ***,due to the influence of non-meteorological factors such as insects,the cloud observations are often contaminated by non-meteorological echoes in the clear air,known as clear-air *** is of great significance to automatically identify the clear-air echoes in order to extract effective meteorological information from the complex weather *** characteristics of clear-air echoes are studied here by combining data from four devices:an MMCR,a laser-ceilometer,an L-band radiosonde,and an all-sky *** addition,a new algorithm,which includes feature extraction,feature selection,and classification,is proposed to achieve the automatic identification of clear-air *** results show that the recognition algorithm is fairly satisfied in both simple and complex weather *** recognition accuracy can reach up to 95.86%for the simple cases when cloud echoes and clear-air echoes are separate,and 88.38%for the complicated cases when low cloud echoes and clear-air echoes are mixed.

关键词： millimeter-wave cloud radar clear-air echoes neural network laser ceilometer all-sky camera feature extraction feature selection

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一个基于物联网的电子商务在线溯源框架系统

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2013年第3期25卷 403-407页

作者：范新刚广州城建职业学院机电与信息工程学院广东从化510925

电子商务过程中,能够对商品质量进行溯源是提高服务质量的关键,溯源是对商品生产、流通过程进行正向或反向跟踪,并根据溯源主体需求反馈商品在整个供应链中的实时信息。讨论了射频识别系统(radio frequencyidentification,RFID)和产品... 详细信息

电子商务过程中,能够对商品质量进行溯源是提高服务质量的关键,溯源是对商品生产、流通过程进行正向或反向跟踪,并根据溯源主体需求反馈商品在整个供应链中的实时信息。讨论了射频识别系统(radio frequencyidentification,RFID)和产品电子代码(electronic product code,EPC)等物联网技术在电子商务商品质量追溯系统中的应用,指出了集中存储式追溯模式的缺陷,即数据库服务器的负载能力、网络吞吐量容易造成系统瓶颈,提出一个通用的、基于云存储模式的在线溯源框架系统,以云存储模式为系统整体架构核心,体系层次间通过XML,Webservice数据接口实现跨平台数据交换,系统功能和编码方案可适应不同溯源主体的需求。

关键词：物联网电子商务云存储产品电子代码(EPC) 溯源系统

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工业运输活动对周边荒漠草原植物多样性与土壤性状的影响

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生态学报 2023年第12期43卷 5060-5071页

作者：许喆米文宝米楠樊新刚宁夏大学农学院银川750021 宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 宁夏大学经济管理学院银川750021

研究工业运输活动释放出的重金属元素对周边荒漠草原植被群落特征和土壤性状的关系,为工业活动影响下的荒漠草原植被恢复和重建提供科学依据。以宁夏盐池县高沙窝工业集中区邻近的荒漠草原为研究对象,结合前期土壤和降尘的重金属含量,... 详细信息

研究工业运输活动释放出的重金属元素对周边荒漠草原植被群落特征和土壤性状的关系,为工业活动影响下的荒漠草原植被恢复和重建提供科学依据。以宁夏盐池县高沙窝工业集中区邻近的荒漠草原为研究对象,结合前期土壤和降尘的重金属含量,根据内梅罗污染指数划分了五个污染梯度(梯度Ⅰ、梯度Ⅱ、梯度Ⅲ、梯度Ⅳ和梯度Ⅴ),采用野外调查和室内分析的方法,对比分析了不同污染梯度下的植被群落特征与土壤性状的关系。结果显示:在前三个污染梯度下物种组成相对较多,禾本科(Gramineae)、藜科(Chenopodiaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae)为优势科。其中,牛枝子(Lespedeza potaninii)和短花针茅(Stipa breviflora)的重要值分别为59.41和44.26,是研究区工业生产和交通运输影响下的主要物种。随着污染梯度的升高,植物群落均匀度指数显著下降(P<0.05),工业交通运输活动造成研究区荒漠草原植被组成单一,群落结构不稳定。表层土壤养分受重金属影响波动较大,土壤全氮和有机质是影响物种多样性指数的主要土壤因子,随着污染梯度的升高显著降低(P<0.05)。研究表明,高沙窝工业园区的交通运输活动对荒漠草原植物多样性和表层土壤性状产生了明显的影响。

关键词：荒漠草原重金属植物多样性土壤养分冗余分析

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区域经济-污染-环境三维评价模型的构建与应用

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环境科学 2015年第2期36卷 751-758页

作者：樊新刚米文宝马振宁宁夏大学农学院银川750021 宁夏大学科学技术处银川750021 宁夏大学资源环境学院银川750021

为深入分析区域环境经济系统变化,在分析经济发展、环境污染、环境质量相互关系的理论基础上,构建了经济发展水平指数、环境污染指数、环境质量指数的三维立方体评价模型,划分了8个块区,分别表达低污染-低质量-低经济发展水平等8种状态... 详细信息

为深入分析区域环境经济系统变化,在分析经济发展、环境污染、环境质量相互关系的理论基础上,构建了经济发展水平指数、环境污染指数、环境质量指数的三维立方体评价模型,划分了8个块区,分别表达低污染-低质量-低经济发展水平等8种状态,提出了模型的状态评价、发展阶段划分、演变趋势分析功能,以及相对含义、绝对含义评价途径和计算公式.以宁夏银川市为例检验模型,以广州市为目标参照区域进行了相对含义评价,该市1996~2010年内中长时段处于高污染-低质量-低经济发展水平状态,2007年以后转入了高污染-高质量-低经济发展水平,目前处于环境质量趋好、污染压力大、徘徊于环境低质量与高质量'拐点'附近状态.绝对含义评价结果:1996~2010年,该市始终处于高污染-低质量-低经济发展水平.研究表明,因目标参照区域选择和相关国家标准值等主要参数不同,使模型评价具有一定的弹性范围,无量纲的数据处理增强了指数耦合性,评价结果的空间可视化为环境管理决策提供了直接依据,改善了多指标模型评价结果抽象、数据口径不匹配、发展阶段划分不明确等问题,验证了该模型的应用合理性与适应性.

关键词：经济增长环境污染环境质量三维评价模型

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宁夏农业面源污染的经济驱动特征研究

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干旱区资源与环境 2021年第3期35卷 58-65页

作者：林江彪王亚娟樊新刚宁夏大学经济管理学院银川750021 宁夏大学西部发展研究中心银川750021

把握农业面源污染与农业经济增长的动态演化特征及内在机制,是制定农业可持续发展政策的重要依据之一,也是目前国内外研究的热点。本研究探讨宁夏2000-2018年农业面源污染与经济增长的演化特征,在向量自回归模型的基础上,利用脉冲响应... 详细信息

把握农业面源污染与农业经济增长的动态演化特征及内在机制,是制定农业可持续发展政策的重要依据之一,也是目前国内外研究的热点。本研究探讨宁夏2000-2018年农业面源污染与经济增长的演化特征,在向量自回归模型的基础上,利用脉冲响应函数和方差分解方法,探究总氮、总磷和化学需氧量与农业经济增长之间的动态冲击效果和相互作用机理。结果表明:近20年来,宁夏农业面源污染与经济增长呈"N"型变化,基本符合短期环境库茨涅兹曲线的环境经济变化规律特征,即农业面源污染排放量呈现"上升-下降-再上升"的趋势;农业经济增长的动态冲击对总氮、总磷和化学需氧量的排放具有正向促进作用,反之存在负向抑制作用。其中,总氮变化对农业经济增长的带动效果较强,总磷和化学需氧量变化的带动效果较弱,分别对农业经济增长的平均解释贡献率为33.35%、18.59%和12.11%。

关键词：农业面源污染农业经济增长环境库茨涅兹曲线脉冲响应函数方差分解

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宁夏限制开发生态区农村社区发展能力评估

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浙江大学学报（理学版） 2016年第1期43卷 1-7,22页

作者：仲俊涛米文宝樊新刚宋永永宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏大学资源环境学院宁夏银川750021 宁夏大学科技处宁夏银川750021

2020年全面建成小康社会,"十三五"是关键时期.随着全面小康目标的加速推进,"老少边穷弱"地区扶贫攻坚更加显得意义重大.基于参与式农村评估和数理统计分析方法,以回族聚居宁夏限制开发生态区30个典型农村社区为研究对象,按居住地形对农... 详细信息

2020年全面建成小康社会,"十三五"是关键时期.随着全面小康目标的加速推进,"老少边穷弱"地区扶贫攻坚更加显得意义重大.基于参与式农村评估和数理统计分析方法,以回族聚居宁夏限制开发生态区30个典型农村社区为研究对象,按居住地形对农村社区的发展能力进行评估,构建多元线性回归模型,揭示影响不同类型社区发展能力的主要因素,结合研究区实际,对区域发展提出建议.研究发现,山地社区发展能力显著弱于川道社区;不同类型社区,影响其发展能力的因素差异显著;区位因素是决定社区发展能力的关键,包括自然区位和经济区位.本研究可为解决区域性整体脱贫提供参考,为精准扶贫,打好扶贫攻坚战建言献策.

关键词：发展能力农村社区参与式农村评估限制开发生态区宁夏

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宁夏城镇体系分形结构的初步研究

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宁夏大学学报（自然科学版） 2007年第2期28卷 184-188页

作者：樊新刚文琦米文宝宁夏大学科学技术处宁夏银川750021 咸阳师范学院资源环境与城市科学系陕西咸阳712000 宁夏大学资源环境学院

利用分形理论,结合区域实际情况,分析了宁夏城镇体系规模等级结构及空间分布的特征,发现该体系中各等级规模的城镇数量比例有明显的层次性和可划分性,但整体处于内部结构均衡的初级发展阶段,未达到泛城镇化水平,城镇体系主要沿黄河两岸... 详细信息

利用分形理论,结合区域实际情况,分析了宁夏城镇体系规模等级结构及空间分布的特征,发现该体系中各等级规模的城镇数量比例有明显的层次性和可划分性,但整体处于内部结构均衡的初级发展阶段,未达到泛城镇化水平,城镇体系主要沿黄河两岸呈条带状分布,在北部灌区较为紧密,城镇间的物质、能源、信息交换强度较大,带动着全区经济发展的结论.提出了加快城镇体系增长极的培养,开发建设沿黄河城镇带以带动城镇体系发展,大力发展非农产业,建设农村特色小城镇的对策.

关键词：宁夏城镇体系分形理论规模等级结构空间结构

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区域可持续发展能力的能值与耦合分析模型构建

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地理学报 2019年第10期74卷 2062-2077页

作者：樊新刚仲俊涛杨美玲文琦马振宁米文宝宁夏大学西部发展研究中心银川750021 宁夏大学经济管理学院银川750021 青海师范大学地理科学学院西宁810016 宁夏大学资源环境学院银川750021

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及[火用]方法,提出自组织能力指数(SO)、生态压力指数(EP)、可持续发展能力指数(SC)构成的,基于热力学理论的... 详细信息

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及[火用]方法,提出自组织能力指数(SO)、生态压力指数(EP)、可持续发展能力指数(SC)构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示:① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。②模型利用“获得[火用]量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会[火用]损耗量/生态系统年产[火用])量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。

关键词：可持续发展能力自组织能力生态压力能值 [火用] 耦合模型

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基于深度学习的图像修复技术研究

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江苏科技信息 2020年第8期37卷 47-49页

作者：范新刚广州城建职业学院广东广州510925

图像识别和深度学习是目前人工智能领域应用较为广泛的算法,但在图像数据受损的情况下,图像识别的准确度和效率极大降低。文章从搭建深度学习框架入手,应用卷积神经网络并行架构,通过交替无监督和有监督学习训练网络,实现超分辨率重构... 详细信息

图像识别和深度学习是目前人工智能领域应用较为广泛的算法,但在图像数据受损的情况下,图像识别的准确度和效率极大降低。文章从搭建深度学习框架入手,应用卷积神经网络并行架构,通过交替无监督和有监督学习训练网络,实现超分辨率重构目标图像,最后通过实验对图像修复效果进行验证。

关键词：图像识别深度学习卷积神经网络

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