分布式环境下的遥感影像组织与调度

通过研究遥感影像数据特点和分析应用现状,结合细节层次技术思想与影像金字塔模型,以优化的碎片式影像划分算法对影像进行分级分块的处理。按照共享文件目录的方式组织碎片文件,建立基于Web的分布式遥感影像数据发布框架,实现对遥感影像的快速组织与实时发布,为解决当前遥感影像数据共享问题提供了较好的解决思路。

面向水利应用的网格计算平台设计与实现

针对现有水利应用系统在复杂业务应用中的困境,并结合水问题的特点,设计开发了水利应用网格平台系统。该系统提供了B/S和C/S相结合的用户服务模式,实现了基于角色的用户访问控制,以及基于工作流模式的作业管理服务,并利用心跳机制对节点进行实时监控。

基于小生境和交叉选择粒子群算法的水库优化调度研究

【目的】针对传统优化方法在水库优化调度计算中存在的"维数灾"和早熟等问题,建立新的优化算法模型。【方法】在PSO算法的基础之上,引入小生境和交叉选择算子,对寻优过程中的个体历史最好位置进行多样化处理,提出基于小生境和交叉选择算子的粒子群(NCSPSO)算法,建立基于NCSPSO算法的水库优化调度模型,并给出具体求解步骤,最后将该方法和基本PSO算法对比应用于具体水库的调度计算中。【结果】实例优化调度计算表明,NCSPSO算法计算时间较短,寻优能力强,用其进行的水库优化调度决策可以有效提高水库的总发电量。【结论】NCSPSO算法为水库优化调度提供了一条新途径。

面向影像金字塔的四叉树空间索引算法

基于线性四叉树提出一种面向影像金字塔的空间索引算法。在分析线性四叉树拓扑关系的基础上,设计一个具有方向一致、层次递进特性的编码方式,建立影像金字塔与线性四叉树的映射方案,给出一个按照经度纬度自然增长的邻域查找算法,并构建一个全球多分辨率虚拟地形环境对编码和算法进行测试。实验结果表明,该算法能够明显地缩小空间影像的检索时间,具有较高的编码效率和查找效率。

基于事例推理技术的水库洪水调度研究与应用

将基于事例推理(CBR)技术应用到水库洪水调度中,提出了一种基于CBR的水库洪水调度模式和方法。利用关系数据库实现了洪水调度事例的表示、组织、索引和存储,并建立了水库洪水调度事例库。将遗传禁忌算法与最近相邻法结合起来,构建了基于遗传禁忌算法和最近相邻法相结合的混合检索算法,提高了事例检索的速度和质量。利用遗传算法对事例特征属性权重进行优化,采用多目标决策方法进行事例的优选,并给出了事例调整和学习的策略。最后,应用该方法开发了基于CBR的水库洪水调度系统,并给出了一个应用实例。基于CBR的水库洪水调度为水库洪水调度提供了一种简化知识获取、提高调度效率和质量、进行知识积累和重用的新的思路和方法。

计算网格下的高性能MODIS蒸散发反演研究

针对MODIS蒸散发反演运算效率不高的问题,提出一种基于计算网格技术的并行处理方法,以提高水文预报的精度和时效.通过给出原子的形式化定义,将蒸散发反演算法拆分为可在网格上调度执行的原子;建立标准化的参数引用关系和编排机制,形成基于地球表面能量平衡原理的反演作业图;根据作业拓扑结构和节点状况,以细粒度方式加以调度.实验表明,该方法具有良好的高性能特征,反演速度快、稳定,并可合理地利用计算力资源.

芦苇不同生育期盐碱土离子含量动态变化研究

研究芦苇不同生育期盐碱土离子含量的动态变化,为生物措施治理盐碱土壤的应用提供参考。自制水泥圆柱装置,0.8m(内径)×0.98m(高度)20个,用陕西定边盐碱土进行填装,一排10个装置分别种植芦苇,另一排10个装置不种植任何作物,采用土钻在芦苇各生育期取每个装置0—20cm土样,分别测定了芦苇出苗期、展叶期、开花期、成熟期和枯黄期盐碱土pH,电导率,Ca^(2+),Mg^(2+),K+,Na^+,CO_3^(2-),HCO_3^-,Cl^-,SO_4^(2-)的含量。芦苇在整个生长阶段能促进盐碱土壤的pH值降低0.65个单位,电导率总体下降756.55μS/cm,Ca^(2+)含量减少138.70mg/kg,SO_4^(2-)含量减少115.35mg/kg,Cl^-含量减少57.76mg/kg,HCO_3^-含量减少57.76mg/kg,Na+含量减少55.58mg/kg,CO_3^(2-)含量减少31.66mg/kg,Mg^(2+)含量减少26.93mg/kg,K^+含量减少12.65mg/kg。盐碱土上种植芦苇比不种植芦苇的土壤pH,电导率,Ca^(2+),Mg^(2+),K^+,Na^+,CO_3^(2-),HCO_3^-,Cl^-,SO_4^(2-)含量均有所降低,芦苇可能存在富集盐分的能力,在一定程度上能改良陕西定边土壤的盐碱化状况。

Sacramento模型的多步骤参数估计方法及应用

为了解决传统优化算法在Sacramento模型参数估计中存在早熟、收敛速度慢、容易陷入局部最优和传统求解过程出现模型模拟吻合度较差等问题。对于人工生成的理想水文资料,分别采用SCE-UA算法、并行遗传算法(PGA)、改进粒子群算法(SMSE-PSO)和提出的免疫克隆选择算法(ICSA)进行参数率定,比较结果选出最优算法,同时,将最优算法与多步骤参数估计方法结合进行实测资料的洪水预报,并比较单步骤与多步骤方法的预报效果。结果表明:ICSA收敛结果更好,效率和精度更高,将其与多步骤参数估计结合提高了洪水预报精度。ICSA算法和多步骤参数估计方法结合为Sacramento模型参数估计提供了一条新途径。

黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布特征

为探明黄土高原丘陵沟壑区小流域坡面土壤水分分布状况,选取延安市一典型小流域黄土坡面设置定位观测试验,采用Trime-PICO TDR进行土壤水分观测,并分析坡面土壤水分的时空变化特征。结果表明:坡面土壤水分含量随着坡位的下降,呈逐渐增大趋势,且在湿润期增加明显,下坡位土壤水分含量比上坡位大5.33%;在季节上的差异表现为在干旱期土壤表层水分差异较大,湿润期整个土壤剖面上土壤水分含量差异均较大;在植物主要生长期(5-10月),坡面土壤水分含量呈现出增加-减少-增加-减少的循环波动趋势,且其波动程度随着坡位的下降而增大;随着土壤深度的增加,土壤水分含量的变异性减小,其中0~20 cm土层含水量的变异性最大,可达到38.1%,140~160 cm土层含水量的变异性最小,为2.9%。

Web信息系统安全研究与应用

针对Web信息系统的安全性问题,提出了典型Web信息系统的分层结构模型,分别从网络层、操作系统层、Web Server层、数据库层、应用程序层以及客户端层阐述了各个层次所面临的安全隐患。结合信息管理系统的实例,介绍了在Web信息系统各个层次采取的实用性安全策略。

节水灌溉项目后评价——以山西省汾阳市节灌工程为例

节水灌溉是我国解决"地水"矛盾的有效途径。我国西部地区幅员辽阔但水资源极度匮乏,为了提高水资源有效利用率,建设了大量的节水灌溉工程,但后评价工作未能及时有效地开展并找出节灌工程的不足之处并加以改进。以山西省汾阳市2005-2013年节灌工程为例,依据国家标准规范进行后评价工作,在完善后评价指标体系和评价内容的基础上,采用灰色关联度法进行后评价工作。结果表明:在指标层中,可以通过关联系数确定该指标的完成情况,进而进行有的放矢的改进,并对在建、拟建项目提供科学依据;在系统层中,建设实施评价关联度最大,其次为效果评价,目标评价和社会影响评价关联度偏小,达到预期目标的程度并不理想,需要进一步完善;在目标层中,过程评价关联度最大,表明工程的过程评价结果较好,实际与预期目标最为接近;综合评价关联度最小,表明实际情况与预期目标差距较大,需要进一步完善改进。针对该项目整体关联度为0.724 0,评价结果良好,但还需要进一步改善工程运行状况。

黄土丘陵沟壑区治沟造地中的问题及技术措施

黄土高原丘陵沟壑区水土流失严重,生态问题突出。在该地区开展治沟造地工程,重在修复生态环境问题,解决耕地紧张局面。通过结合黄土丘陵沟壑区沟道治理实施过程中所面临的一些问题,总结现有的常规技术措施及土层普探技术、灌排一体渠等在实践中摸索出的创新性举措,为今后黄土丘陵沟壑区沟道的综合治理及生态改善提供参考。

玉米和马铃薯轮作的复配土的有机碳矿化特征

以玉米和马铃薯轮作下的复配土为研究对象,设计砒砂岩与风沙土体积比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4种复配农田(复配土),采用碱液吸收法对复配土有机碳的矿化过程进行研究。结果表明:相同复配比的土壤有机碳含量差异无统计学意义,当季种植玉米和马铃薯的复配土有机碳含量较CK的分别提高了27.27%~46.59%、42.47%~70.57%,除种植玉米的C1外,差异均有统计学意义(P<0.05);培养过程中,复配土有机碳矿化速率呈现急剧下降、缓慢下降、平稳的3个阶段,在培养结束时,均以C3的降幅最大;复配土有机碳累积矿化量随培养时间的延长呈指数形式上升,当季作物和复配比及互作效应均对有机碳累积矿化量影响显著,种植玉米的C1的有机碳累积矿化量较大,种植马铃薯的则C3的较大;复配土有机碳累积矿化率在2种作物间的差异较大,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳累积矿化率较低;复配土有机碳矿化速率常数与半周转期变化趋势相反,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳矿化半周转期较大。可见,当季作物和复配比均对复配土有机碳矿化产生了影响,玉米和马铃薯轮作以砒砂岩与风沙土体积比1∶2较适,可作为一种生产实践助推毛乌素沙地的生态化发展。

不同植物对盐渍土的调控作用及有机碳矿化研究

盐渍化土地作为中国重要的耕地后备资源,对其进行有效治理可以保障粮食安全和民生基础。为探明盐渍土的植物改良效应及盐离子对有机碳矿化过程的影响,以盐壳和黄土复配的重盐化土壤为研究对象,通过种植盐角草、甘草、紫花苜蓿和草木樨,在生长后期取样进行理化性质、盐离子浓度和有机碳矿化研究,以揭示植物对盐渍土的生物调控作用。结果表明,4种植物种植下均可以降低盐分含量,降幅达87.71%~91.67%。pH、K^(+)、Ca^(2+)在各处理间均无显著性,Na^(+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)以种植甘草的盐渍土最高,较盐角草处理依次显著增加了0.29、0.74和0.16 g/kg。其中,碳氮含量以盐角草种植下最高,紫花苜蓿其次,草木樨最低,全盐的电导率也以盐角草种植下的盐渍土最低。各处理的有机碳矿化速率规律一致,矿化强度由快至慢,培养结束时平均矿化速率为4.17 mg/(kg·d)。累积矿化量和潜在可矿化碳的变化趋势一致,表现为盐角草>紫花苜蓿>甘草>草木樨,而累积矿化率与其趋势相反。相关性表明,有机碳、全氮、pH、SO_(4)^(2-)与矿化过程均显著相关。研究表明,有机碳、全氮与有机碳矿化作用有协同关系,pH越高盐渍土固碳减排能力越强,盐角草对盐渍土的治理可作为有益尝试。

菜籽粕改性光控农药释放载体的合成及其性能

为提高农药利用率,以菜籽粕(rapeseed meal,RSM)为基材,十八烷基三氯硅烷(OTS)与对氨基偶氮苯(AAB)为改性剂,通过浸涂法使OTS水解、自组装与缩聚,产生的聚十八烷基硅氧烷(PODS)通过自组装作用附着在RSM表面,同时将具有光致异构性的AAB附着在RSM表面,合成了具有光响应性的RSM-PODS/AAB唑啉草酯(pinoxaden)载体。采用傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱(UV-Vis)和接触角测量装置对其结构和组成进行了表征。结果表明:改性后的RSM农药负载率比原始RSM提高了21.4%,在黑暗中72 h内唑啉草酯的累积释放率为83%,UV-Vis照射4 h累积释放率为95%,在阳光照射下6 h内累积释放率达92%。表明负载农药的RSM-PODS/AAB具有良好的UV-Vis和太阳光控制释放性能,此光响应亲脂农药载体通过UV-Vis和阳光响应行为可有效控制药物释放行为。

渭北土石山区土地整治前后土壤质量的变化

为探讨渭北土石山区土地整治工程对于土壤质量的影响,对一典型土地整治项目区在整治前后土壤的基本理化性质进行了测定分析。结果表明,土地整治工程在一定程度上减小了土壤中粘粒的含量;对于土壤酸碱度不产生影响,但会在一定程度降低土壤盐分含量,使得土壤EC值略有降低;区内土地整治对于土壤养分含量有较大影响,使得有机质和全氮显著降低。在今后的土地整治过程中,应注意加强对土壤结构及其养分的调节作用。

山地丘陵区土地整治中覆土需求优先度评价

[目的]明确山地丘陵区土地整治项目的覆土区域,指导项目区域的规划设计。[方法]选取涉及土壤构型、交通状况、立地条件、土壤理化性质等方面的7个指标,利用GIS技术,对陕西省铜川市一典型土地整治项目进行覆土优先度评价。[结果](1)项目区内I级覆土需求优先度区域占到田块总面积的46.2%,其覆土的综合效益较大,可优先安排覆土;(2)Ⅱ级覆土需求优先度区域占田块总面积的23.7%,可根据土源情况适当进行覆土;(3)Ⅲ,Ⅳ级覆土优先度区域共占到田块总面积的30.1%,此2个区域覆土效益较小或基本无覆土需求,可不进行覆土。[结论]评价结果明确了各个区域的覆土需求度,较好地反映了土地整治项目区的真实情况。

同位素技术在水环境科学领域的应用研究

水汽稳定氢氧同位素作为水循环中的天然示踪剂,在土壤水、地下水、大气水汽及降水的研究中发挥着重要作用,在水环境污染研究中也成为了一种良好的研究手段,尤其在示踪污染源、探寻地下水来源和径流途径、估测地下水年龄等方面具有准确的指示作用。围绕同位素技术在水环境科学方面的应用研究展开,重点介绍了液态水稳定氢氧同位素的观测分析方法,汇总了大气水汽氢氧同位素的不同收集方法之间的差异及其优缺点,明确了目前同位素技术在水循环研究过程中的应用现状。为了能够使同位素技术最大化的实现科学价值,在今后的研究中应进一步补充完善采集样品的时空尺度,筛选典型样品代表,并着重于大气水汽循环的统一整体展开氢氧稳定同位素研究,获得整体循环过程中水汽同位素的运移规律和蒸散过程。

浅析土壤环境监测中的质量控制

土壤环境监测涉及样品的现场采集、保存运输、实验室检测分析等各个阶段,提升各个环节的质量有助于提升环境监测的质量。基于此,分析土壤环境监测每个阶段存在的问题及质控措施,促进土壤环境监测工作更好地开展。

空心村整治还田材料土壤培肥效果分析

为改善空心村复垦为耕地后的土壤状况,迅速恢复农业生产,选取7种不同还田材料进行小区试验,分析了不同还田材料对土壤贮水量、养分含量、株高、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明:不同还田材料在夏玉米生长季0—105cm土层土壤贮水量显著高于对照(P<0.05),生长季的平均土壤贮水量较对照增加了10.2~32.9mm;作物种植后不同还田材料下空心村复垦土壤较对照有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别提高了12.50%~66.44%,15.15%~20.00%,6.58%~64.62%和18.24%~26.82%,养分含量较对照差异显著(P<0.05);各还田材料之间除全氮外,其他养分含量差异显著(P<0.05);各还田材料夏玉米平均株高较对照差异显著,分别提高了13~29cm;TFC、TF、TSC、TSF和TFC处理相对于T0均显著提高了玉米产量,增幅为18.40%~48.50%,TF、TSC和TSF处理显著提高了夏玉米的水分利用效率,增幅为12.52%~44.47%。在黄土丘陵区空心村整治中,有机肥和粉煤灰的复合施用可明显改善农田土壤水热及养分含量状况,增加夏玉米株高、产量和水分利用效率,是黄土丘陵空心村整治中最适合的还田材料,对提升空心村整治还田质量有重要的意义。