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基于模糊积分模型的农村生活污水处理模式综合评价方法

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农业工程学报 2014年第15期30卷 272-280页

作者：沈丰菊张克强李军幸黄治平郑向群唐杰伟农业部环境保护科研监测所天津300191 农业部农业资源与生态保护总站北京100125

目前生活污水污染问题是农村人居环境和生态环境恶化的重要原因之一。该文对现有中国农村生活污水处理技术和工艺、典型工程处理效果和运行状况以及存在的问题进行调查和分析,从经济、技术、环境3个方面筛选评价指标,通过层次分析法与... 详细信息

目前生活污水污染问题是农村人居环境和生态环境恶化的重要原因之一。该文对现有中国农村生活污水处理技术和工艺、典型工程处理效果和运行状况以及存在的问题进行调查和分析,从经济、技术、环境3个方面筛选评价指标,通过层次分析法与熵值法相结合的主客观综合赋权法确定各评价指标的权重,构建农村生活污水处理技术评价指标体系;采用分层模糊积分模型对15种现有农村生活污水处理技术模式进行综合评价和排序,最终筛选出三级塘生物生态强化处理技术、户用生态滤池、厌氧-(兼氧)-人工湿地、生物接触氧化-生态沟渠、一体化净化槽、厌氧-兼氧-好氧三级生物滤池、厌氧-土地处理、生态滤池-生态塘、厌氧-生物接触氧化-人工湿地、地埋式微动力氧化沟10种技术模式,推荐作为中国农村生活污水处理典型技术模式。该文对中国农村生活污水治理工程建设具有一定的参考价值。

关键词：水污染污水处理数学模型农村生活污水综合赋权法模糊测度模糊积分综合评价

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贺兰山森林破碎化海拔梯度格局及其影响因素

测绘科学 2024年第1期49卷 190-203页

作者：王钰刘涵赵财胜桑玲玲鞠正山胡腾云李雪草应急管理部国家减灾中心北京100124 自然资源部南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心南宁530028 自然资源部国土整治中心北京100035 自然资源部土地工程技术创新中心北京100035 自然资源部土地整治重点实验室北京100035 自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室武汉430079 北京市城市规划设计研究院北京100045 中国农业大学土地科学与技术学院北京100083

针对森林破碎化格局影响着森林生态系统的总体格局、物质和能量流动,迫切需要监测评估的问题,受限于森林分布数据可用性,当前森林破碎化格局精细分析研究相对缺乏。本研究以贺兰山为研究对象,基于高清遥感影像提取精细森林分布数据,采... 详细信息

针对森林破碎化格局影响着森林生态系统的总体格局、物质和能量流动,迫切需要监测评估的问题,受限于森林分布数据可用性,当前森林破碎化格局精细分析研究相对缺乏。本研究以贺兰山为研究对象,基于高清遥感影像提取精细森林分布数据,采用景观指数量化了东西坡森林破碎化格局,并利用广义线性回归、逻辑回归方法探讨了其对海拔环境梯度的响应。结果表明:(1)贺兰山森林破碎度随海拔上升呈先减后增的格局,东坡森林破碎度高于西坡;(2)森林破碎化海拔分布格局与地形、气候梯度呈单峰关系;(3)自然和人为因素共同塑造了森林破碎化格局。其中,气候因子及其与地形、人类活动因子的共同作用起主导影响;(4)生长季气候条件调控了树木分布上下限。生长季长度222 d、夏季平均温度10.9℃分别是限制东西坡树木上限的临界气候阈值,夏季降水量177 mm、夏季降水量243 mm分别是限制东西坡下限的临界气候阈值。这些发现有助于揭示温带干旱与半干旱山区在自然和人为因素复杂影响下的森林破碎化格局特征,可为制定森林资源保护和可持续管理政策提供支持,也能为其他相关研究提供一定参考。

关键词：贺兰山森林破碎化景观格局海拔梯度树线

河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 792-801页

作者：王帅任宇郭红曹文庚李祥志肖舜禹河南省自然资源监测和国土整治院郑州450061 自然资源部黄河流域中下游水土资源保护与修复重点实验室郑州450061 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 自然资源部地下水科学与工程重点实验室石家庄050061 华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区... 详细信息

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为:锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76%.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24%,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染.

关键词：豫北黄河下游浅层地下水 PCA-APCS-MLR 污染源解析原生劣质成因人为污染

高光谱遥感技术在作物水氮监测中的应用：方法、模型及应用

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中国农业信息 2024年

作者：李双何青海张文东毕梦琪王琦张玉浩翟伟广马岩川山东省农业机械科学研究院山东省垦利区董集镇农业综合服务中心中国农业科学院农田灌溉研究所

【目的】高光谱遥感技术以其高光谱分辨率、覆盖范围广、数据获取便捷等优势，在作物水氮监测中展现出巨大潜力。文章综述了高光谱遥感技术在作物水氮监测中的应用现状，分析了当前面临的主要挑战，并提出未来研究方向。【方法】通过梳... 详细信息

【目的】高光谱遥感技术以其高光谱分辨率、覆盖范围广、数据获取便捷等优势，在作物水氮监测中展现出巨大潜力。文章综述了高光谱遥感技术在作物水氮监测中的应用现状，分析了当前面临的主要挑战，并提出未来研究方向。【方法】通过梳理国内外相关文献，总结介绍了农作物水氮监测方法，重点探讨了基于高光谱数据的水氮监测技术。【结果】研究表明，高光谱遥感技术在作物水氮监测中的应用已取得显著进展，尤其是在水氮状况的非破坏性监测和空间分布评估方面。机器学习显著提升了高光谱数据处理的精度和泛化能力。然而，当前模型的普适性和精度仍然不足，难以适应不同作物类型和环境条件，模型结构、参数获取与优化、生理特征深入解读以及数据质量提升等仍存在较大挑战。【结论】为提高高光谱遥感技术在作物水氮监测中的应用效果，未来研究应加强数据与作物生长模型的融合，通过结合遥感数据、作物生长模型和跨学科技术，优化数据质量和参数选择，构建高光谱数据共享平台并制定数据标准，推动该技术在精准农业中的广泛应用。

关键词：高光谱遥感作物水氮监测机器学习跨学科技术融合数据共享精准农业

用基于IHS变换的SPOT-5遥感图像融合进行作物识别

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农业工程学报 2005年第1期21卷 102-105页

作者：钱永兰杨邦杰雷廷武中国科学院水土保持研究所农业部农业资源监测总站

遥感图像融合可以发挥多源遥感数据的优势。但是由于遥感数据和融合模型的多样性,目前仍难以找到一种适合于各种类型数据之间、各种应用需要的"万能"的融合算法,而是根据特定图像,特定地表覆盖状况和特定应用的需要选择适合的融合模型。... 详细信息

遥感图像融合可以发挥多源遥感数据的优势。但是由于遥感数据和融合模型的多样性,目前仍难以找到一种适合于各种类型数据之间、各种应用需要的"万能"的融合算法,而是根据特定图像,特定地表覆盖状况和特定应用的需要选择适合的融合模型。SPOT-5图像是一种较新的高空间分辨率遥感图像,目前已用于运行化农情遥感监测,以弥补传统低空间分辨率遥感图像应用的不足。该文将SPOT-5多光谱和超模式全色图像进行融合,以进行中国东北地区大豆识别。对实验数据分别做基于IHS变换和PCA变换的融合处理,通过比较得出,基于IHS变换的融合方法用于SPOT-5遥感图像融合更利于东北大豆的识别。

关键词： IHS变换 PCA变换 SPOT-5 遥感图像融合数据融合象元级融合作物识别

融合气象和遥感植被信息的综合干旱指数构建及精度评价

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年第10期49卷 1953-1961页

作者：王丹钰张唯卢灿炯李文凯钱龙春中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北省农机安全监理总站中铁第四勘察设计院集团有限公司

干旱的准确监测对于全球农业生产有着重要的现实意义，作为衡量区域干旱程度的重要工具之一，具有较高监测精度的综合指数的构建是当今干旱灾害研究的热点之一。基于Gaussian Copula函数，联合归一化植被指数（normalized difference ve... 详细信息

干旱的准确监测对于全球农业生产有着重要的现实意义，作为衡量区域干旱程度的重要工具之一，具有较高监测精度的综合指数的构建是当今干旱灾害研究的热点之一。基于Gaussian Copula函数，联合归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）和月平均降水两种常见的干旱影响变量，构建了一种综合降水和遥感植被特征的新型综合干旱指数（meteorology-agriculture drought index,MADI）。与月尺度标准化降水指数（standardized precipitation index,SPI）和植被状态指数(vegetation condition index,VCI)的对比，以及在历史干旱事件中的检验，证实了采用MADI捕捉干旱事件的优越性。研究结果表明：（1）MADI与传统干旱指数SPI和VCI对干旱表征的一致性均较高。MADI与SPI表征一致的月份占总月份的62.24%，与VCI表征一致的月份占总月份的83.82%;(2)MADI对干旱现象的敏感性高。在MADI与SPI和VCI表征一致的月份中，60%以上的月份中MADI的绝对值较SPI和VCI更大，对干旱的表征更明确；（3）结合年鉴记载的历史干旱事件验证表明，MADI具有较高的准确性。MADI成功捕捉到2012年1月—4月以及2007年的8月—10月的两次重大干旱事件，而SPI和VCI在两次事件中的表征均存在遗漏。由此可见，MADI可以作为SPI和VCI的有益补充，为长江流域干旱灾情的准确判定提供辅助决策。

关键词：降水 NDVI 干旱指数 Copula函数

结合GWRFR和作物物候信息的玉米产量早期预测

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农业工程学报 2024年第1期40卷 153-161页

作者：裴杰谭绍锋郭韩刘一博方华军中山大学测绘科学与技术学院珠海519082 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室珠海519082 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统观测与模拟重点实验室北京100101 中科吉安生态环境研究院吉安343000

及时并准确地估计作物产量,对保障粮食安全、维护世界粮食供应稳定具有重要意义。此前,已有许多研究者使用机器学习方法对作物产量预估进行研究。然而,结合作物的空间分布、使用局部模型进行分析的研究较少;且诸多研究均以年份为时间尺... 详细信息

及时并准确地估计作物产量,对保障粮食安全、维护世界粮食供应稳定具有重要意义。此前,已有许多研究者使用机器学习方法对作物产量预估进行研究。然而,结合作物的空间分布、使用局部模型进行分析的研究较少;且诸多研究均以年份为时间尺度进行建模,未能精细到作物生长的各个阶段,无法实现作物产量的早期预测。针对以上问题,该研究结合多源遥感数据,利用随机森林(random forest,RF)以及地理加权随机森林(geographically weighted random forest regression,GWRFR)模型对美国县级玉米产量进行建模,探讨全局与局部模型在玉米产量预测方面的性能;并通过将GWRFR模型应用于玉米的各个物候期,获取了玉米产量的最佳提前预测时间。结果表明,GWRFR局部模型的精度(R^(2)=0.87,RMSE=864.21 kg/hm^(2))高于传统的RF全局模型(R^(2)=0.83,RMSE=994.75 kg/hm^(2)),并且能够较好地克服空间数据的非平稳性,即使在全局模型中加入经纬度作为变量,RF模型的预测效果(R^(2)=0.85,RMSE=890.88 kg/hm^(2))仍然低于GWRFR模型。对于玉米产量的预测可以提前至收获前2~3个月,即在乳熟期前后就能得到比较准确的预测结果(R^(2)=0.90,RMSE=748.39 kg/hm^(2))。该研究结果可为大尺度作物产量预估提供一种新的思路,对区域或全球其他作物的产量预测也具有一定的指导意义。

关键词：产量预测遥感机器学习作物物候

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保水剂对风沙土保水特性的影响

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：侯利园何祥张生武王学端樊昊李昕光崔金虎曹宁张玉斌吉林大学植物科学学院吉林省水利科学研究院吉林省白城市通榆县植保植检站河南省农业生态与资源保护总站

东北西部农业种植区，生长季干旱少雨极大制约作物的水肥利用效率，对我国粮食安全和水土资源利用的可持续性造成重大威胁。除工程措施外，合理的农用保水剂（SAP）施用是改善低产农田持水性能的必然途径。针对吉林省西部典型风沙土开... 详细信息

东北西部农业种植区，生长季干旱少雨极大制约作物的水肥利用效率，对我国粮食安全和水土资源利用的可持续性造成重大威胁。除工程措施外，合理的农用保水剂（SAP）施用是改善低产农田持水性能的必然途径。针对吉林省西部典型风沙土开展室内模拟试验，通过三因素多水平的正交试验设计，探究土壤田间持水量、凋萎系数和有效水含量等水土保持特性对保水剂的类型（地津Dijin、安信Anxin、沃特Wote和旱宝贝Hanbaobei）、粒径（大粒径和小粒径）及用量（0、0.2%、0.5％、1.0%、2.0%、4.0%和6.0%）的响应。结果表明：1)SAP的持水量受其类型、粒径、施用量及其相互作用的影响显著，而施用量是影响持水量的关键因素；2)土壤水分状况与SAP类型密切相关，土壤持水量Dijin>Anxin>Wote>Hanbaobei，SAP中K+和Na+的含量可能是影响保水性的主要因素，而非Ca2+和Mg2+；3)随着SAP施用量的增加，土壤田间持水量、凋萎系数和有效水容量显著增加，与对照相比，最大增量分别为15.53、1.95和17.75 倍，可有效增强严重干旱土壤中植物与SAP之间的竞争；4)与大粒径相比，小粒径SAP 能显著提高土壤的田间持水量（1.21倍）和可用水量（1.23倍），而对凋萎系数则产生负面影响。综上，保水剂的合理选择与应用对旱区水土资源持续性具有积极的推动作用，改善干旱土壤环境水分状况，实现向低产农田“要粮”。

关键词：保水剂施用量粒径水土保持特性风沙土

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作物遥感识别中的数据挖掘技术

农业工程学报 2007年第8期23卷 181-186页

作者：安琼杨邦杰焦险峰中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 农业部规划设计研究院农业资源监测站北京100026

该文综述了数据挖掘技术应用在图像分类方面的各种方法,介绍了每种方法的优缺点、适用领域及应用情况。介绍了将数据挖掘技术应用于图像分类方面以有效解决当前作物遥感识别中的瓶颈问题。对当前作物遥感识别系统在数据源的使用、识别... 详细信息

该文综述了数据挖掘技术应用在图像分类方面的各种方法,介绍了每种方法的优缺点、适用领域及应用情况。介绍了将数据挖掘技术应用于图像分类方面以有效解决当前作物遥感识别中的瓶颈问题。对当前作物遥感识别系统在数据源的使用、识别过程的规范和方法的实用性方面的问题进行了分析,展望了作物遥感识别中的数据挖掘技术研究发展方向。

关键词：作物识别遥感分类数据挖掘