基于遥感多参数和IPSO-WNN的冬小麦单产估测

冬小麦是我国的主要粮食作物之一。为进一步准确地估测冬小麦产量,以陕西省关中平原为研究区域,选取冬小麦主要生育期与水分胁迫和光合作用等密切相关的条件植被温度指数(VTCI)、叶面积指数(LAI)和光合有效辐射吸收比率(FPAR)作为遥感特征参数,采用改进的粒子群算法优化小波神经网络(IPSO-WNN)以改善梯度下降方法易陷入局部最优的缺陷,并构建冬小麦产量估测模型。结果表明,IPSO-WNN模型的决定系数R2为0.66,平均绝对百分比误差(MAPE)为7.59%,相比于BPNN(R2=0.46,MAPE为11.80%)与WNN(R2=0.52,MAPE为9.80%),IPSO-WNN能够进一步提高模型的精度、增强模型的鲁棒性。采用灵敏度分析的方法探究对冬小麦产量影响较大的输入参数,结果发现,抽穗-灌浆期的FPAR对冬小麦产量影响最大,其次拔节期的VTCI、抽穗-灌浆期和乳熟期的LAI以及返青期和拔节期的FPAR对冬小麦产量的影响较大。通过IPSO-WNN输出获取冬小麦综合监测指数I,构建I与统计单产之间的估产模型以估测关中平原冬小麦单产,结果显示,估测单产与统计单产之间的R2为0.63,均方根误差(RMSE)为505.50 kg/hm^(2),相比于前人的研究较好地解决了估产模型存在的“低产高估”的问题,因此,本文基于IPSO-WNN构建的估产模型能够较准确地估测关中平原冬小麦产量。

基于遥感多参数和CNN-Transformer的冬小麦单产估测

为了提高冬小麦单产估测精度,改善估产模型存在的高产低估和低产高估等现象,以陕西省关中平原为研究区域,选取旬尺度条件植被温度指数(VTCI)、叶面积指数(LAI)和光合有效辐射吸收比率(FPAR)为遥感特征参数,结合卷积神经网络(CNN)局部特征提取能力和基于自注意力机制的Transformer网络的全局信息提取能力,构建CNN-Transformer深度学习模型,用于估测关中平原冬小麦产量。与Transformer模型(R^(2)为0.64,RMSE为465.40 kg/hm^(2),MAPE为8.04%)相比,CNN-Transformer模型具有更高的冬小麦单产估测精度(R^(2)为0.70,RMSE为420.39 kg/hm^(2),MAPE为7.65%),能够从遥感多参数中提取更多与产量相关的信息,且对于Transformer模型存在的高产低估和低产高估现象均有所改善。基于5折交叉验证法和留一法进一步验证了CNN-Transformer模型的鲁棒性和泛化能力。此外,基于CNN-Transformer模型捕获冬小麦生长过程的累积效应,分析逐步累积旬尺度输入参数对产量估测的影响,评估模型对于冬小麦不同生长阶段的累积过程的表征能力。结果表明,模型能有效捕捉冬小麦生长的关键时期,3月下旬至5月上旬是冬小麦生长的关键时期。

地下大规模储氢的挑战与发展前景

氢气作为一种绿色清洁能源,近年来受到越来越多的关注。但由于其低密度特性,需要较大的储存空间,地下储层可以为氢气提供大规模、长周期的储存空间,并有望突破氢能产业链中的储存关键瓶颈。对枯竭油气藏、地下盐穴和含水层3类储集空间的特点进行分析对比,阐述地下储氢工程的发展现状;总结地下储氢面临的挑战,盖层密封性、氢气在地下多孔介质中复杂的赋存和流动特征、生物化学反应造成氢气损失以及地下储氢矿场尺度数值模型构建等;最后对地下储氢在中国的发展前景进行展望,地下储氢是中国实现“双碳”目标必不可少的工程技术。

刮板输送机多永磁电机串联驱动新模式及关键技术

装备智能化是煤炭行业高质量发展的必然趋势,伴随着煤矿超大采高、超长工作面的建设,刮板输送机不断朝着重型长运距的方向发展,并且永磁直驱已逐渐取代“异步电机+减速器”成为刮板输送机的主要驱动方式,而传统双驱动刮板输送机存在停机率高、煤流分布不均且能耗大、跟踪性能差的问题,尤其长运距下链条张力波动大造成驱动电机电路涌动,已成为制约我国刮板输送机智能化发展的主要难题。根据刮板输送机面临的主要问题和发展需求,提出了刮板输送机多永磁电机串联“驱动-传动”输送新模式,并阐述了多永磁电机串联驱动刮板输送机这一研究领域涉及的关键技术研究现状,包括刮板输送机故障诊断与状态识别技术、多电机串联驱动“机-电”耦合动力学特性、多永磁电机同步控制技术、多智能体自适应协同控制,对于多驱动刮板输送机的设计研发具有一定的适应性和借鉴性;针对刮板输送机多永磁电机串联驱动系统研究面临的难题,将该系统分为4项关键科学技术:①多驱动刮板输送机新构型设计;②多驱动刮板输送机非线性机-电耦合动力学建模;③多驱动刮板输送机链条张力脉动与主动控制;④串联驱动刮板输送机主动容错与自适应协同控制;从结构设计与优化、整机运维控制实现刮板输送机多永磁电机串联驱动系统技术攻关,提高刮板输送机的智能化水平,促进煤机高端装备的水平和发展。

基于遥感多参数和VMD-GRU的冬小麦单产估测

为充分挖掘时间序列遥感参数的时序信息和趋势信息,并进一步提升冬小麦估产精度,以陕西省关中平原为研究区域,选取与冬小麦长势密切相关的生育时期尺度的条件植被温度指数(VTCI)、叶面积指数(LAI)和光合有效辐射吸收比率(FPAR)作为遥感参数,构建耦合变分模态分解(VMD)与门控循环单元(GRU)神经网络的估产模型。应用VMD算法将各个时间序列遥感参数分解为多组平稳的本征模态函数(IMF)分量,选取与原始时间序列遥感参数高度相关的IMF分量进行特征重构,并将重构特征作为GRU网络的输入,以构建冬小麦组合估产模型。结果表明,VMD-GRU组合估产模型决定系数为0.63,均方根误差为448.80 kg/hm^(2),平均相对误差为8.14%,相关性达到极显著水平(P<0.01),其精度优于单一估产模型精度,表明该组合估产模型能够提取非平稳时间序列数据的多尺度、多层次特征,并充分挖掘冬小麦各生育时期遥感参数间的内在联系,获得准确单产估测结果的同时提升了估产模型的可解释性。

北方4种抗旱造林树种光合特征及固碳释氧和增湿降温研究

为探究太行山旱瘠山地造林树种的光合、蒸腾耗水特性及生态效益,以北方常见抗旱造林树种山桃、山杏、黄栌和榆树4种苗木为试验材料,通过盆栽模拟,分析其净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度日变化,并计算其固碳释氧和增湿降温生态效益。结果表明:(1)净光合速率和蒸腾速率日均值山杏最大,与其他树种均存在显著差异;水分利用效率山桃最好,与其他树种均存在显著差异;胞间CO_(2)浓度黄栌最大,4种树种不存在差异;气孔导度日均值排序为山桃>黄栌>榆树>山杏,且山桃与榆树、山杏之间存在显著差异。(2)4种树种的净光合速率与气孔导度、蒸腾速率呈极显著正相关;山桃、黄栌的净光合速率与环境CO_(2)浓度、大气温度呈显著正相关;山杏的净光合速率与大气湿度呈显著负相关。(3)单位叶面积的日固碳释氧量排序为山桃>榆树>黄栌>山杏,山桃与其他树种均存在显著差异;单位叶面积的增湿降温量排序为山桃>黄栌>山杏>榆树,山桃与其他树种的日蒸腾总量、增湿量、降温量差异均显著。综合看,山桃固碳释氧和增湿降温能力最强,其次为黄栌,试验结果可为当地生态建设中优先树种选择提供依据。

有机高聚物超疏水涂层的制备方法与性能研究进展

有机高分子聚合物超疏水涂层材料选择范围广,涂层综合性能高,制备方法简单,容易实现大批量工业化应用,是最有可能大面积推广应用的超疏水材料。简要总结了超疏水涂层的设计依据、国内外几类主要高分子聚合物超疏水涂层与性能研究进展,提出了制约超疏水涂层应用的因素与解决途径。实现有机聚合物超疏水涂层的实际应用,关键在于确保涂层的稳定性、抗环境破坏能力和优良的综合性能。为此,采用梯度设计、优化高聚物结构、改进涂层施工与固化条件等策略,对于开发高性能的超疏水涂层至关重要。

滚筒采煤机发展历程及关键技术探讨

在全球能源转型与“双碳”目标背景下,采煤行业正经历从传统机械化、自动化向智能化升级的关键阶段。文章详细阐述了国内外滚筒采煤机及其智能化发展历程:国外,以英国安德森公司、德国艾柯夫公司、美国久益公司为代表在采煤机及智能化方面取得了显著突破,尤其是在记忆截割和远程监控等技术领域;我国滚筒采煤机发展相对较晚,但近年来通过自主创新,在采煤机高端装备和智能化技术方面取得了一定的成果。文章从采煤机智能感知技术、智能控制技术、智能通讯技术以及智能诊断运维技术4个方面介绍了采煤机智能化关键技术,指出高效智能采煤机可靠性保障技术、智能化综采工作面高压供电技术、多源信息融合感知与交互技术、采煤机强人工智能技术、采煤工作面数字孪生技术以及采煤机组机器人化技术是未来采煤机的重要趋势,对我国煤矿智能化建设起到指导作用。

甘草泻心汤对急性有机磷中毒邪结胃肠型患者的影响

目的观察甘草泻心汤对急性有机磷中毒邪结胃肠型患者的影响。方法选择亳州市中医院治疗的急性有机磷中毒邪结胃肠型患者80例,按随机数表法分为对照组与观察组,各40例。对照组给予常规西医对症治疗,观察组在对照组治疗基础上给予甘草泻心汤治疗,治疗前后检测2组肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、二胺氧化酶(DAO)、白细胞介素1β(IL-1β)、肌钙蛋白(cTnI)、D-乳酸(D-LA)、瓜氨酸、肌红蛋白(MYO)、氧磷酯酶1(PON1)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、总胆红素(TBil)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平,比较2组治疗前后中医证候评分,记录苏醒时间、胆碱酯酶恢复正常时间,比较2组临床疗效及并发症。结果治疗后,观察组IL-1β、TNF-α、MDA、cTnI、MYO、TBil、ALTA、DAO、D-LA含量、中医证候评分低于对照组(P<0.05),SOD、PON1、瓜氨酸含量高于对照组(P<0.05);苏醒时间、胆碱酯酶恢复正常时间短于对照组(P<0.05);观察组总有效率(97.50%,39/40)高于对照组(87.50%,35/40)(P<0.05);观察组并发症总发生率低于对照组(P<0.05)。结论甘草泻心汤治疗急性有机磷中毒邪结胃肠型患者,可抑制炎症,减少氧化应激、肝功能及心肌损伤,保护胃肠黏膜,提升疗效,减少并发症。

基于小波包与SOM神经网络的截齿磨损状态识别

为实现采煤机截割过程中截齿磨损状态的实时在线监测,采用声发射传感器对不同磨损程度截齿截割时的声发射信号进行采集,采用小波包分析方法分析声发射信号不同频带能量的变化规律,建立能量值的样本空间,构建基于SOM神经网络的截齿磨损识别模型,实现对截齿不同磨损状态的在线监测。通过随机测试实验对截齿磨损状态识别模型进行验证,结果表明,基于小波包分析与SOM神经网络的截齿预测磨损状态识别模型识别精度较高,测试样本识别精度约95%。研究结果为准确识别截齿的磨损状态、提高采煤机的工作效率提供一种重要的技术手段。

基于遥感多参数和门控循环单元网络的冬小麦单产估测

为进一步准确、实时监测冬小麦长势并估测其产量,以陕西省关中平原为研究区域,选取冬小麦旬或生育时期尺度的条件植被温度指数(VTCI)、叶面积指数(LAI)和光合有效辐射吸收比率(FPAR)作为遥感特征参数,分别构建不同时间尺度的单参数、双参数和多参数的门控循环单元(GRU)神经网络模型,并模拟得到冬小麦长势综合监测指数I,结果表明,旬尺度的模型精度总体高于生育时期尺度的模型精度。基于5折交叉验证法进一步验证旬尺度多参数GRU模型的鲁棒性,并构建I与统计单产之间的线性回归模型以估测冬小麦单产,结果显示,冬小麦估测单产与统计单产的决定系数(R^(2))为0.62,均方根误差(RMSE)为509.08 kg/hm^(2),平均相对误差(MRE)为9.01%,相关性达到极显著水平(P<0.01),表明旬尺度的多参数估产模型能够较准确地估测关中平原冬小麦产量,且产量分布呈现西高东低的空间特性和整体保持稳定且平稳增长的年际变化特征。此外,基于GRU模型捕获冬小麦生长的累积效应,分析在连续旬中逐步输入参数对产量估测的影响,结果显示,模型具有识别冬小麦关键生长阶段的能力,3月下旬至4月下旬是冬小麦生长的关键时期。

益生菌清除食品毒素的研究进展

近年来,随着工业发展引起的环境污染和饮食结构的变化,消费者对食品毒素的关注度不断提升。作为一类有益于人体健康的微生物,益生菌在食品毒素清除方面具备潜在的应用价值。对食品中常见的毒素种类进行了梳理,重点总结了益生菌清除食品毒素的方式和机制。益生菌主要通过细胞内摄取、表面吸附、生物转化及与其代谢产物发生相互作用等方式实现对食品毒素的清除。为深入研究益生菌对食品毒素的清除作用提供参考,并为益生菌在食品工业中的应用奠定理论基础。

山梨酸钾/氯化钾复合相变材料制备及热物性分析

为开发出高效、性能稳定的微冻保鲜用相变蓄冷剂,保证运输中肉制品等农产品的品质,以山梨酸钾水溶液为主基液,探究添加氯化钾后相变蓄冷材料的热物性及热循环稳定性。对比30 g/L山梨酸钾溶液,当再添加氯化钾浓度为5 g/L时,相变温度为-2.8℃,潜热为254.6 J/g,热导率为1.012 W/(m·K),热扩散率为1.01 mm2/s。添加氯化钾对相变温度和潜热几乎没有影响;溶液的热导率提高了23.32%;热扩散率提高了151.37%。经200次冻融循环后,未添加氯化钾的相变溶液出现了-5.3℃的过冷度,含氯化钾的相变溶液没有过冷度,氯化钾在山梨酸钾相变过程中体现出了其良好的成核作用,使得该复合相变蓄冷剂具有优异的热稳定性。试验表明,山梨酸钾/氯化钾复合相变蓄冷剂适合于农产品的微冻保鲜用。

新加黄龙汤治疗急性有机磷农药中毒的临床疗效

目的:观察新加黄龙汤鼻饲治疗急性有机磷农药中毒(AOPP)患者的临床疗效。方法:选择亳州市中医院2022年1月—2023年10月收治的急性有机磷农药中毒(AOPP)患者60例,随机分为对照组30例,治疗组30例。对照组给予西医常规治疗,治疗组在对照组基础上给予新加黄龙汤鼻饲,连续治疗3d,观察2组患者的一般情况(性别、年龄、中毒剂量、中毒程度、中毒后就诊时间等)、救治效果(炎症因子、肝功能、排便时间、并发症等)、住院时间及治愈率。结果:2组治疗后白介素-6(IL-6)、谷草转氨酶(AST)、胆碱酯酶(ChE)水平均下降,且明显低于各自治疗前的水平,治疗后治疗组的IL-6、AST、ChE水平也低于对照组,差异有统计学意义。治疗组在肠梗阻、应激性溃疡、中间综合征的发生率上<对照组,治愈率高于对照组,但无差异性;治疗组首次排便时间明显<对照组,治疗组每日排便次数多于对照组,差异有统计学意义;2组在住院时间上相当。结论:新加黄龙汤鼻饲配合西医常规疗法能够减轻急性有机磷农药中毒患者的炎症反应,改善患者转氨酶,提升ChE水平,缩短排便时间,增加排便次数,一定程度上减少并发症的发生,提升治愈成功率,值得在临床上推广应用。

2个黄叶侧柏半同胞子代苗叶色相关性状分析

对2个不同株型黄叶侧柏的半同胞子代典型黄叶和绿叶苗在苗木生长和光合叶色相关性状进行了对比研究。结果显示:(1)发散型和紧凑型的黄叶苗与绿叶苗在株高、地径、分枝数上差异不显著,在分枝角度上,发散型苗的分枝角度显著大于紧凑型苗;(2)2个半同胞子代的黄叶苗亮度参数(L^(*))、黄色参数(b^(*))、蓝光、黄光、红光的反射率均显著高于绿叶苗,黄叶苗叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量均显著低于绿叶苗色素含量;(3)POD、MDA含量表现为绿叶苗显著高于黄叶苗,SOD酶活性无显著差异。

基于RS的赵楼矿区土地利用变化特征分析

矿区土地利用动态监测是我国自然资源调查监测的重要内容,也是矿区制定后期开采计划和进行土地复垦工作的重要依据。为了摸清矿区土地损毁状况及时空演变的特征,对土地利用动态平衡的调控和生态环境保护提供辅助手段,本文以山东省赵楼矿区为研究区域,利用2009年、2013年和2017年3期Lansand卫星影像,采用遥感(RS)技术手段,对赵楼矿区8年来土地利用变化特征进行了动态监测分析,通过各期土地利用分布图,土地利用转移矩阵,研究了赵楼矿区各种土地利用类型变化的情况。结果表明:农用地是矿区主要土地利用类型,在研究期内以转出为主,平均以1.41%/a的速度递减,水域、工矿用地和非工矿建设用地则以转入为主,累计转入面积分别达到148.59hm2、167.58hm2和886.14hm2。可见矿区在开采进程中缺少有效的土地复垦和整治措施,致使建设用地(工矿用地)和水域(塌陷积水区)持续侵占农用地,对矿区生态环境产生极大影响。

不同卸荷工况下岩石钻孔破碎特性研究

为分析多孔破岩作业中不同钻孔间距及破岩模式对破岩效果的影响,采用ABAQUS数值模拟方法对多孔破岩特性进行了分析,构建了多孔破岩模型,分析了在地应力为10MPa时,最优冲击频率和回转速度;并在相同冲击力、地应力、回转速度、冲击频率条件下,分别对四种钻孔间距及两种破岩模式进行破岩仿真,分析其破岩特性。研究表明:在初始地应力为10MPa时,最优冲击频率为62Hz,回转速度为255r/min;钻孔间距为二倍钻头直径时破岩能耗最高;同孔距破岩过程中,同步钻进破岩能耗高于异步钻进破岩能耗;钻孔间距和破岩模式均对破岩速度没有太大影响。研究结果为降低破岩能耗、提升破岩效果提供理论基础。

关于S^p空间上加权复合算子的有界性及嵌入映射的紧性

S^p(1≤p≤∞)空间为导数属于Hardy空间H^p的复平面单位圆盘D上所有解析函数组成的空间.令函数φ和φ是D上的解析函数且φ(D)■D,则将算子W_(φ,φ):f→φf■φ称为加权复合算子.文章给出了当1≤q≤p≤∞,φ∈S~∞时,加权复合算子W_(φ,φ)从空间S^p到S^q上的有界性的充要条件.然后通过推广经典的Fejer-Riesz不等式证明了当1<p≤∞时,S^p到圆盘代数A上的嵌入映射是紧的.

基于LightGBM的冬小麦产量估测与可解释性研究

机器学习模型在作物长势监测和产量估测过程中,复杂模型的内部机制难以理解,为了在准确估测作物产量的同时给出合理解释,本文选取条件植被温度指数(VTCI)以及冬小麦产量数据,基于轻量级梯度提升机(LightGBM)开展关中平原冬小麦的产量估测研究,并将局部可解释性模型无关方法(LIME)、部分依赖图(PDP)和个体条件期望图(ICE)等全局和局部可解释性方法用于对模型估测结果的进一步解释。结果表明,与其他机器学习方法相比,经过网格搜索优化的LightGBM能够准确地估测冬小麦产量,估测单产与实测单产的决定系数R^(2)达到0.32,均方根误差(RMSE)为809.10 kg/hm^(2),平均相对误差(MRE)为16.55%,达到极显著水平(P<0.01),表明该模型有较高的预测精度和泛化能力。进一步可解释性实验表明,网格搜索优化的LightGBM能够准确提取数据蕴含的信息,从全局角度来看,冬小麦4个生育期中拔节期VTCI对产量形成最为重要,抽穗-灌浆期和乳熟期次之,返青期则影响最小,这与先验知识相符合;从局部角度来看,局部可解释性方法基于冬小麦产量西高东低的空间特征能够进一步提供不同县(区)产量存在差异的原因,为关中平原的田间管理提供参考,对冬小麦的稳产增产具有应用价值。

复合算子在导数Hardy空间上的严格奇异性

首次给出了复合算子CФ在导数Hardy空间S^2(即导数属于Hardy空间的解析函数所组成的Hilbert空间)上的严格奇异性的刻画:若有界复合算子CФ在导数Hardy空间S^2上不是紧的,则复合算子CФ在导数Hardy空间S^2上不是l^2-奇异的,从而复合算子CФ在导数Hardy空间S^2上不是严格奇异的,因此证明了复合算子在导数Hardy空间上的紧性与其严格奇异性的等价关系。