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甘肃省小麦条锈病发生面积预测

西北农业学报 2022年第7期31卷 913-920页

作者：户雪敏李辉伏松平陆可心李宇翔胡小平西北农林科技大学植物保护学院/农业农村部黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室陕西杨凌712100 甘肃省植保植检站兰州730020 甘肃省天水市植保植检站甘肃天水741020

甘肃是中国小麦条锈菌重要的周年循环发生区之一,是重要的菌源基地。准确预测甘肃省小麦条锈病的发生面积,对甘肃及中国小麦条锈病的科学防控具有重要意义。利用2001-2021年甘肃省小麦条锈病秋苗发生面积、温度、相对湿度、降雨量和日... 详细信息

甘肃是中国小麦条锈菌重要的周年循环发生区之一,是重要的菌源基地。准确预测甘肃省小麦条锈病的发生面积,对甘肃及中国小麦条锈病的科学防控具有重要意义。利用2001-2021年甘肃省小麦条锈病秋苗发生面积、温度、相对湿度、降雨量和日照时数等资料,通过Pearson相关性分析筛选到影响甘肃小麦条锈病流行的4个关键因子,即小麦条锈病秋苗发生面积、上年8月最低气温、1月平均相对湿度和3月日照时数,并采用全子集回归和BP神经网络算法对甘肃小麦条锈病发生面积进行预测。结果表明,全子集回归模型1和模型2对2020-2021年甘肃小麦条锈病发生面积预测准确度分别为94.63%和88.81%;BP神经网络模型1和模型2的预测准确度分别为98.25%和94.03%。综上可知,BP神经网络模型1是最佳预测模型,其预测2022年甘肃省小麦条锈病发生面积为10.03万hm^(2)。

关键词：小麦条锈病发生面积全子集回归 BP神经网络算法

基于最简水质综合评价指数的官厅水库上游河流水质评价

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生态环境学报 2023年第2期32卷 372-380页

作者：程鹏孙明东郝韶楠山西财经大学资源环境学院山西太原030006 中国环境科学研究院水生态环境研究所北京100012 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

河流水质评价对流域水环境管理具有重要意义。由于具有较强的综合性和可比性,水质综合评价指数(WQI)已成为国内外河流水质评价的主流方法,然而因其需要大量的水质参数,需要耗费大量的物力和财力。采用2018年官厅水库上游河流37个监测点... 详细信息

河流水质评价对流域水环境管理具有重要意义。由于具有较强的综合性和可比性,水质综合评价指数(WQI)已成为国内外河流水质评价的主流方法,然而因其需要大量的水质参数,需要耗费大量的物力和财力。采用2018年官厅水库上游河流37个监测点的月度监测数据,运用全子集回归模型分训练和验证两个环节建立了对水质参数数量要求较少的适用于官厅水库上游河流水质评价的最简水质综合评价指数(WQI_(min)),并采用建立的WQI_(min)对官厅水库上游河流水质进行了时空分布特征分析。结果显示:在训练环节,水质参数的数量越多,WQI_(min)的训练效果越好,并且考虑水质参数相对权重的模型效果要优于不考虑相对权重的模型。综合考虑水质评价的准确性和易用性,采用CODMn、DO和TN等3个水质参数,且考虑水质参数权重的最简水质综合评价指数模型(WQI_(min)-b3)是训练环节官厅水库上游流域最佳的WQI_(min)模型。在验证环节,WQI_(min)-b3与WQI有较好的线性关系,证实了建立的WQI_(min)-b3模型可代替WQI模型进行官厅水库上游河流水质评价。官厅水库上游河流水质在秋季最好,夏季次之;由于受到融雪期非点源污染的影响,春季官厅水库上游河流水质最差,因而官厅水库上游流域应对融雪期非点源污染给予充分重视。官厅水库上游各河段WQI_(min)平均值的最高值出现在清水河,其次是南洋河;桑干河上游由于工业废水和生活污水的大量排放,其水质状态最差。该研究可为官厅水库上游及其他流域河流水质管理提供科学参考。

关键词：水质综合评价指数最简水质综合评价指数水质评价参数选择官厅水库上游全子集回归

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陕西小麦条锈病发生面积预测模型

植物保护 2022年第3期48卷 192-198,215页

作者：苏畅户雪敏胡洋山马丽杰商文静冯小军胡小平西北农林科技大学植物保护学院农业农村部黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室杨凌712100 鄂尔多斯生态环境职业学院鄂尔多斯017010 陕西省植物保护工作总站西安710003

为提高陕西省小麦条锈病发生面积的预测准确度,以2010年-2018年陕西省小麦条锈菌冬繁区和越冬区的发生县区数、发生面积、温度和降雨量为数据集,通过Pearson相关性分析筛选病害流行的主要影响因子,利用全子集回归筛选病害流行的因子集... 详细信息

为提高陕西省小麦条锈病发生面积的预测准确度,以2010年-2018年陕西省小麦条锈菌冬繁区和越冬区的发生县区数、发生面积、温度和降雨量为数据集,通过Pearson相关性分析筛选病害流行的主要影响因子,利用全子集回归筛选病害流行的因子集。以筛选得到的影响病害流行的5个因子,即累计发生县区数、冬繁区条锈病发生面积、1月平均温度、1月平均降雨量和3月平均降雨量为自变量,采用全子集回归和BP神经网络算法开展小麦条锈病发生面积的预测研究。结果表明,全子集回归和BP神经网络算法对2019年-2020年的小麦条锈病发生面积预测准确度均达90%以上,预测2021年陕西省小麦条锈病发生面积分别为46.11万hm^(2)和52.85万hm^(2)。

关键词：小麦条锈病发生面积全子集回归 BP神经网络算法

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蒙古高原极端气候变化及其对植被的影响研究

蒙古高原极端气候变化及其对植被的影响研究

作者：任晋媛内蒙古师范大学

学位级别：硕士

全球变暖已经成为毋庸置疑的现实,有关气候变暖的研究已经成为目前气候研究领域的重要课题。当气候变化的速度超过生态系统能承受的气候变化范围时,就会对生态系统中动植物的生长过程造成破坏。这些超过生态系统承受能力的气候变化被称... 详细信息

全球变暖已经成为毋庸置疑的现实,有关气候变暖的研究已经成为目前气候研究领域的重要课题。当气候变化的速度超过生态系统能承受的气候变化范围时,就会对生态系统中动植物的生长过程造成破坏。这些超过生态系统承受能力的气候变化被称为极端气候,因为极端气候具有突发性强、破坏性大等特点,所以引起了来自国内外不同领域专家的关注。蒙古高原属于干旱半干旱气候过渡带,植被类型丰富,且生态环境脆弱敏感。因此,研究蒙古高原极端气候的变化特征及其对植被的影响,对蒙古高原的生态保护具有重要意义。本文基于蒙古高原的气温、降水再分析数据,GIMMIS NDVI数据以及CMIP6未来气候数据,分析了1982-2012年蒙古高原极端气候和NDVI的时空变化特征,并对极端气候对NDVI的影响进行探究。其次,利用CMIP6数据对2021-2080年极端气候的时空变化进行预估,并尝试利用历史极端气候与NDVI建立模型来预估未来植被的变化趋势。得到的主要结论如下:（1）从极端气候的历史变化趋势来看,1982-2012年蒙古高原的极端气候主要表现为:表征气温变暖的极端气温指数暖夜日数（）（TN90P）、暖昼日数（TX90P）、夏季日数（SU25）、热夜日数（TR20）、日最低气温的极低值（TNn）、日最低气温的极高值（TNx）呈上升趋势,而表征气温降低的指数冷夜日数（TX10P）、冷昼日数（TN10P）呈下降趋势;大雨日数（R20）呈上升趋势,年均雨日降水强度（SDII）、强降水量（R95P）呈下降趋势。从空间分布看,表现为气温升高的地区主要在蒙古高原的西部和西北部地区,而表现为气温降低的地区主要在蒙古高原的中部地区。极端降水频率指数在蒙古高原的东北和西北部增加,而在中部地区降低;极端降水强度指数在蒙古高原的东北和西南部地区增加,而在西北部地区降低趋势明显。（2）NDVI在蒙古高原的变化趋势主要表现为上升,从区域尺度看内蒙古的NDVI上升趋势大于蒙古国。从空间尺度看,蒙古高原东北部地区和北部少数地区NDVI增加趋势较明显,而NDVI在西南部地区主要表现为增加趋势减缓。不同植被类型对NDVI贡献量也存在较大的不同,其中贡献量较高的是阔叶林、针叶林和草甸草原,而高山草地、荒漠草原和戈壁荒漠贡献量较低。对极端气候与NDVI的关系进行探究得出,极端降水对NDVI产生的作用大于极端气温。采用全子集回归研究极端气候指数对NDVI的影响得出,R20、SU25、TNx对NDVI的影响较大。（3）基于全子集回归模型,对影响NDVI较大的极端气候指数进行未来时空变化研究可以得出,2021-2080年极端降水指数无论在SSP126,还是在SSP245、SSP585情景下均呈上升趋势。极端气温指数中,表征气温变暖的指数SU25、TNx均呈上升趋势。从其变化的稳定性来看,在SSP126和SSP245模式下,极端气候的变化是较稳定的,而在SSP585模式下波动较大。（4）未来NDVI的变化,建立模型尝试预估2021-2080年NDVI变化趋势,在未来不同情景下NDVI的变化趋势虽然都表现为上升趋势,但与历史NDVI相比,未来NDVI不管在哪种情景下都比历史的NDVI值低。未来NDVI变化在空间上表现为,随辐射强迫增加,呈增加趋势的地区逐渐减少,而呈减低趋势的地区逐渐增加。

关键词：极端气候蒙古高原 NDVI 全子集回归 CMIP6

基于无人机数码影像的大豆育种材料叶面积指数估测

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农业机械学报 2017年第8期48卷 147-158页

作者：李长春牛庆林杨贵军冯海宽刘建刚王艳杰河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 农业部农业遥感机理与定量遥感重点实验室北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

利用低成本的无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)高清数码影像获取系统,于2016年7—9月在山东省济宁市嘉祥县圣丰大豆育种基地,获取大豆育种材料试验区的R1-R2、R3、R5-R6共3个关键生育期的高清数码影像,首先利用高清数码影像中的黑... 详细信息

利用低成本的无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)高清数码影像获取系统,于2016年7—9月在山东省济宁市嘉祥县圣丰大豆育种基地,获取大豆育种材料试验区的R1-R2、R3、R5-R6共3个关键生育期的高清数码影像,首先利用高清数码影像中的黑白定标布,对数码影像的DN(Digital number,DN)值进行归一化标定,并构建标定的18个数码影像变量,然后基于900个育种小区的叶面积指数实测数据构建大豆育种材料叶面积指数的一元线性回归、逐步回归、全子集回归、偏最小二乘回归、支持向量机回归和随机森林回归模型,最后基于模型建立和验证的决定系数(R^2)、均方根误差(RMSE)和归一化的均方根误差(nRMSE)3个指标,筛选估测叶面积指数的最佳模型。研究表明,全子集回归模型中采用4个数码影像变量B、RGBVI、GLA和B/(R+G+B)的多元线性回归模型对大豆育种材料叶面积指数的解析精度最优,模型建立的R^2、RMSE和nRMSE分别为0.69、0.99和17.90%,验证模型的R^2、RMSE和nRMSE分别为0.68、1.00和18.10%。结果表明,以无人机为遥感平台,搭载低成本的高清数码相机,利用高清数码影像进行大豆育种材料LAI估测是可行的,可以快速、有效、无损地获取大豆育种材料的长势信息,为筛选高产大豆品种提供一种低成本的可行方法。

关键词：大豆育种材料叶面积指数标定无人机数码影像全子集回归

心血管事件患者术后30 d死亡风险决策树模型的构建与评估——基于少数类样本合成过采样技术算法

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中华危重症医学杂志（电子版） 2023年第5期16卷 390-398页

作者：陈永庄莫小乔谢天南京大学医学院附属盐城第一医院麻醉科江苏盐城224000 上海交通大学医学院附属新华医院手术室上海200092 上海交通大学医学院附属第九人民医院普外科上海200001

目的:建立基于少数类样本合成过采样技术(SMOTE)算法的合并心血管事件行外科手术患者术后30 d死亡风险决策树模型。方法:选择新加坡中央医院2012年至2016年收入住院行手术治疗的华人患者,共纳入3086例合并心血管事件行外科手术患者(缺... 详细信息

目的:建立基于少数类样本合成过采样技术(SMOTE)算法的合并心血管事件行外科手术患者术后30 d死亡风险决策树模型。方法:选择新加坡中央医院2012年至2016年收入住院行手术治疗的华人患者,共纳入3086例合并心血管事件行外科手术患者(缺血性心脏病史和/或充血性心力衰竭史患者),提取患者基本临床信息以及相关基础病和手术相关评分信息。采用SMOTE算法对原始数据集进行重建,并应用全子集回归筛选预测因子,将数据集按7∶3分为训练组和验证组,其中训练组用于建立决策树风险预测模型,验证组用于内部验证。结果:患者术后30 d病死率为3.0%(93/3086),术后24 h ICU入住率为4.5%(140/3086)。全子集回归分析显示年龄>75岁[比值比(OR)=1.033,95%置信区间(CI)(1.024,1.042),P2期[OR=1.381,95%CI(1.277,1.494),P15.7%[OR=2.097,95%CI(1.658,2.652),P2级[OR=3.362,95%CI(2.734,4.135),P<0.001]是心血管事件患者术后30 d死亡的危险因素。应用以上7个预测因子构建决策树模型。结果显示训练组受试者工作特征曲线下面积为0.853[95%CI(0.837,0.868),P<0.001],敏感度、特异度分别为0.765、0.756;验证组受试者工作特征曲线下面积为0.858[95%CI(0.834,0.882),P<0.001],敏感度、特异度分别为0.938、0.612,总体判别能力良好。结论:心血管事件患者术后30 d死亡事件发生率低,为不平衡数据分类问题,本研究基于处理不平衡数据常用的SMOTE算法,避免了小概率事件建模过程中的过拟合问题。同时决策树模型具有直观、便捷、个性化的特点,为医务工作者提供了方便的临床预测工具。

关键词：少数类样本合成过采样技术算法术后死亡全子集回归预测模型决策树

基于SPOT-5光谱和纹理信息的湘西森林生态功能指数遥感预测模型构建

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西北林学院学报 2019年第5期34卷 147-153页

作者：李晗陈新云白彦锋姜春前孟京辉北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 国家林业局调查规划设计院北京100714 中国林业科学研究院林业研究所北京100091

以湘西区域SPOT-5遥感影像为基础,提取样地纹理和光谱信息,以一类调查数据的生态指数为因变量,所对应的纹理和光谱指数为自变量,采用全子集回归来构建预估模型,并采用留一交叉验证进行模型检验。结果表明,构建模型的判定系数R2adj为0.50... 详细信息

以湘西区域SPOT-5遥感影像为基础,提取样地纹理和光谱信息,以一类调查数据的生态指数为因变量,所对应的纹理和光谱指数为自变量,采用全子集回归来构建预估模型,并采用留一交叉验证进行模型检验。结果表明,构建模型的判定系数R2adj为0.5071,留一交叉验证结果R2cv=0.4860,模型的残差呈均匀的分布在0附近,没有明显的变化趋势。此外,SW检验和NCV检验结果显示残差的正态性和等方差性,表明构建的森林生态功能指数遥感预估模型能够预估森林生态功能指数,为生态功能的快速、经济和定量的评价提供数据支持,为有效森林管理以及决策的制定提供理论支持。

关键词：森林生态功能指数 SPOT-5 Pearson相关分析全子集回归

基于SPOT-5遥感影像的湘西林分参数及碳储量预估模型研究

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基于SPOT-5遥感影像的湘西林分参数及碳储量预估模型研究

作者：李晗北京林业大学

学位级别：硕士

科学有效地评估森林状况及经营管理森林离不开对各种有关森林参数系统、全面、准确、及时、可靠地调查,调查数据为科学合理的森林经营决策提供理论依据和参考,对森林的可持续经营和发展具有重要意义。虽然传统的森林调查能够获取准确的... 详细信息

科学有效地评估森林状况及经营管理森林离不开对各种有关森林参数系统、全面、准确、及时、可靠地调查,调查数据为科学合理的森林经营决策提供理论依据和参考,对森林的可持续经营和发展具有重要意义。虽然传统的森林调查能够获取准确的数据,但是需要耗费巨大的人力、物力和财力,通常时间也较长,调查数据具有主观性,新兴遥感技术的发展为其提供了新的可能性。本研究以湘西地区为研究对象,利用2007年78个固定样地调查数据和同期SPOT-5遥感影像,运用全子集回归模型,分别构建湘西地区各种林分参数的预估模型,主要包括传统森林结构参数(林木数量NT、胸高断面积BA、蓄积量SV)、森林林木大小多样性参数(DBH标准误SDDBH、基尼指数GC、二次平均直径QMD)、森林物种多样性参数(Shannon指数SHI、Simpson指数SII、Pielou指数PI)、森林林木空间多样性参数,也就是林分空间结构参数(角尺度W、大小比U、混交度M)、森林生态功能指数(FEFI)以及地上乔木碳储量(C)。采用BOX-COX变换消除数据异方差、留一交叉验证方法对上述模型进行精度验证、SW检验和NCV检验残差的正态性和等方差性。结果表明使用SPOT-5卫星影像提取的光谱以及纹理信息可以可靠的预测胸高断面积(BA)、蓄积量(SV)、角尺度(W)、大小比(U)、混交度(M)、二次平均直径(QMD)、Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数、森林生态功能指数(FEFI)和地上乔木碳储量,调整的决定系数(Radj2)都能达到0.5以上,而且模型的残差呈均匀的分布在0附近,没有明显的变化趋势,构建的模型能够预估林分变量,为林分变量的快速、经济和定量的评价提供数据支持,为有效森林管理以及决策的制定提供理论支持。

关键词： SPOT-5 森林结构参数碳储量森林生态功能指数全子集回归

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甘肃省小麦条锈病发生面积预测

甘肃省小麦条锈病发生面积预测