发展NECT土地覆盖特征数据集的原理、方法和应用

着重探讨了建立中国东北样带 (NortheastChinatransect,NECT)土地覆盖特征数据集的原理、方法及其在全球变化研究方面的重要应用。NECT土地覆盖特征数据集是以多时相的 1km分辨率的NOAA/AVHRR归一化植被指数NDVI(Normalizeddifferencevegetationindex)数字影像为基础 ,同时采用高程、气候、土壤、植被、土地利用、土地资源、生态区域、行政边界、经济、社会等多源数据作为数据源 ,并经过标准化处理 (如数字化、空间插值、几何配准、投影转换 )集成而成。在土地覆盖特征数据集的主要应用方面 ,如 :1)利用多时相、1km分辨率的NOAA/AVHRR影像完成了中国东北样带土地覆盖分类图。一级分类系统包括森林、草原、荒漠和沙地、灌丛、农田、混合覆盖类型、城镇和水体等 8类 ,二级分类体系包括 12类。经过地面采样进行精度检验 ,分类精度达到 81.6 1%。 2 )对主要植被类型的植物生长季变化进行的研究。利用多时相的遥感影像构造了能够反映植被年际、季节生长变化的遥感植被指数ND VImax、NDVI变幅xam以及NDVI的标准偏差x′s 等 ,分析这 3个参数 1983～ 1999年的 17年中的变化情况。该数据集的建立是研究该样带土地覆盖特征及其变化规律的基础 ,对基于样带的全球变化研究有重要的意义。

中国东北样带(NECT)土壤碳、氮、磷的梯度分布及其与气候因子的关系

以中国东北样带 (NECT)为依托 ,基于沿样带的野外观测和土壤实测数据 ,分析了沿样带的土壤碳、氮、磷的空间分布格局及其与年降水、年均温之间的关系。结果表明 :样带内土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷沿经度均呈现出东高西低的分布趋势 ;降水量和温度对土壤碳、氮、磷的作用强度顺序分别为土壤有效氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷和土壤有效磷 ;并建立了土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷与年降水、年均温之间的多项式回归方程 。

NECT上农牧交错区耕地变化及其驱动力分析

从中国东北样带 (NECT)内的农牧交错区选择典型样点作为研究单元 ,经分析得出该区域属样带上近年来耕地变化最明显的区域 ;在此基础上 ,对可能影响耕地变化的自然气候因素和人口、社会经济因素等分别进行相关分析 ,进而得出该区域近年来耕地变化的主要驱动力 .初步结论为 :人口是农牧交错区对耕地变化影响最大的驱动力 ,次之为经济发展 ,再次为技术水平 .

全球变化与中国东北样带(NECT)

全球变化陆地样带是从机理上理解陆地生态系统对全球变化的响应 ,预测全球变化对陆地生态系统的可能影响 ,实现预警、调节和减小全球变化不良影响 ,科学地规划和管理陆地生态系统的有效研究平台。在介绍国际全球变化陆地样带提出的背景与选定标准、中国东北样带的位置与特征的基础上 ,较系统地总结了近年来中国东北样带的研究进展 :建立了用于模型发展和比较的不同时间和空间尺度的中国东北样带数据集 ,从机理上初步探讨了全球变化对于森林、草甸草原和典型草原的可能影响 ,发展了用于古植被气候重建的植物种与表土花粉类型的定量关系模型、多尺度耦合的羊草草原生态系统动态模型和基于林窗原理的森林生态系统动态模型 ,并对全球变化对中国东北样带的影响进行了初步评估 ,进而针对我国作为发展中国家 ,财力有限的特点 ,提出未来中国东北样带研究拟充分利用我国特殊的生态环境与区域特色 ,围绕“生态过程与生态安全及其对全球变化的响应与反馈”这一关键科学问题 ,做出一些在国际上既有显示度 ,又服务于我国社会经济可持续发展的研究成果。

NECT样带1984～1996土地利用变化分析

在分区选择典型样点的基础上，从土地利用结构类型和土地利用强度等方面对中国东北样带（ＮＥＣＴ）近年来的土地利用变化进行分析，揭示出样带上土地利用发生变化较剧烈的区域为农牧交错带，变化的原因主要是人类活动强度的增加。此结论对样带上的生态敏感区域制定土地利用开发与管理政策应具有指导意义。

A GRADIENT ANALYSIS & MODELING OF THE NECT FOR GLOBAL CHANGE STUDY

The North East China Transect (NECT) is an exemplary region of landmass running along the line of 43°30′ North Latitude and caught between 112° and 130°30′ East Longtitude, and is being sampled by the International Geosphere-Biosphere Program (IGBP) for today’s study on global change. So far, it has already been listed in the first set of IGBP-sponsored transects, becoming a key theatre and "hot spot" for probing terrestrial ecosystems. In terms of biota, the nearly 1,600-kilometre-long tract is located in a mid-latitude zone, featuring a vegetational transition from a temperate timberland of evergreen coniferous forests and broadleaved deciduous forests to a mild-temperate steppe. According to the norms of biome types, it consists of three subzones: meadow steppe, typical steppe and desert steppe in a continuous east-to-west spatial sequence. There are four ecological stations supported by a great number of permanent samples, long-term plots and an enormous build-up of experimental data along

DAB级联单相逆变器系统的阻抗特性及稳定性分析

针对双有源桥(DAB)直流变换器级联单相并网逆变器系统因阻抗失配而造成系统发生振荡失稳的问题,通过建立DAB和单相逆变器的输出和输入阻抗模型,基于阻抗分析法对级联系统的交互稳定性进行了分析。首先,推导采用双环控制策略的前级DAB输出阻抗模型和考虑锁相环影响的后级逆变器直流侧输入阻抗模型,并通过扫频法验证其准确性。在此基础上,建立二者阻抗交互模型,详细分析了DAB反馈控制器的PI参数对其输出阻抗频率特性和级联系统稳定性的影响,并据此提出一种DAB控制参数的优化设计方法,在兼顾动态性能的同时提升了级联系统的稳定性。最后,通过仿真算例验证了阻抗模型的准确性,分析了结论的正确性以及稳定性改善方法的有效性。

强化特征提取能力的下颌骨骨折检测3M-YOLOv5网络

针对人工智能辅助骨折部位治疗时由于骨折部位通常伴随着出血等症状,不同体位所拍摄的CT影像存在较大差异,骨折部位大小不一,以及受到出血部位以及周围组织的干扰,骨折部位的特征提取不充分、骨折部位检测精度不高的问题,设计了一种3M-YOLOv5网络来检测下颌骨骨折部位。在特征提取网络中采用密集模块,利用密集连接特性提高网络的特征提取能力;采用局部全局注意力模块来提取CT影像的全局信息;构造一个轻量化的多尺度密集块,以较少的参数量提取骨折部位的多尺度特征;在特征增强网络中设计跨维度双向特征融合模块,使得特征图的高度、宽度以及通道之间有所交互,同时引入可训练的权重来平衡不同尺度特征图的融合重要性。为了验证3M-YOLOv5网络的有效性,在自建数据集上进行消融实验和对比实验。实验结果表明,在置信度阈值取0.5时,3M-YOLOv5网络的mAP值、F1值、召回率、精确率分别为99.17%,99.06%,98.81%和99.32%。所提出的下颌骨骨折CT影像检测网络能够较好地检测出影像中的骨折部位,辅助医生制定治疗方案。

局部道路连通空间的性质

文章通过研究道路连通分支的性质,证明了局部道路连通空间的连通分支与道路连通分支等价,局部道路连通性是可商性质,最后给出四种连通空间之间的10个蕴涵关系不成立的例子.

光伏发电并网逆变器控制系统设计

随着光伏并网系统的发展,光伏并网系统不再是一个单独的并网逆变器,而是由多个部分组成,通过控制策略,使得系统能够工作在一个相互协调控制的状态。光伏并网系统是通过光伏阵列将光信号转换为直流电信号,之后经过光伏逆变器,将直流电转化为电网相匹配的交流电后接入电网。

基于一维密集卷积网络的悬臂梁断裂损伤识别

基于振动的损伤识别是结构健康检测的重要任务,提出了一种基于加速度时程响应的悬臂梁断裂损伤识别方法。使用有限元分析模拟悬臂梁作为研究对象,通过分离裂缝模型施加裂缝模拟损伤状态,施加瞬态荷载获得损伤状态对应的加速度时程响应数据,利用偏移采样处理后的数据建立一维密集卷积网络回归模型,并与标准一维卷积神经网络模型和残差网络对比,最后在原始数据中添加白噪声模拟真实环境检验模型的实际应用效果。结果表明建立模型的识别精度以及效率均远远好于其他神经网络,并且在20分贝的噪声环境下效果也比较显著。证明了使用一维密集卷积网络对梁裂缝问题进行损伤识别的优越性和可行性。

中国东北样带植被净初级生产力时空动态遥感模拟

中国东北样带（Northeast China Transect，NECT）是中纬度半干旱区的国际地圈-生物圈计划（IGBP）陆地样带之一，是全球变化研究的重要手段与热点。该研究应用生态系统碳循环过程CASA（Carnegie—Ames—Stanford Approach）模型分析TNECT从1982～1999年植被净初级生产力（Net primary productivity，NPP）的时空变异及其影响因子。结果表明，1）1982～1999年NECT植被NPP为58～811g C·m^-2·a^-1，平均为426g C·m^-2·a^-1。，大体上呈现由东向西逐渐递减的趋势；2）研究时段内NECT的总NPP变异范围是0．218～0．325PgC，平均为0．270PgC（1Pg=10^15g）；3）NECT的总NPP在过去18年内整体呈显著性增加趋势，其中从1982～1990年样带NPP呈显著性增加趋势，而后期1991～1999样带NPP没有显著性变化趋势；4）沿NECT不同植被类型对气候变化的响应特征是不同的，在研究时段内，农田、典型草原和草甸草原表现出最大的NPP增加量，而典型草原、荒漠草原对气候变化表现出高的敏感性；5）NECT植被NPP的空间分布格局是由年降水量的分布格局所决定，而NPP的时间变异则由年降水量、年太阳总辐射的变化所影响驱动。

基于多尺度遥感测量的区域土地覆盖格局研究

利用1 km、4 km和8 km 3种空间分辨率的NOAA/AVHRR数字影像,对中国NECT样带西部地区进行了土地覆盖分类及其景观特征的比较研究。重点比较了几种空间分辨率遥感数据分类结果边界的一致性和空间差异,以及影像所记录的景观格局的差异。为进一步在不同尺度上研究景观变化过程以及尺度转换研究奠定了基础。研究表明:3种空间分辨率的遥感影像所反映的区域土地覆盖的宏观空间格局是一致的,但类型的边界、每一类型斑块的形状和数量均产生较大的差异;经过对反映景观空间结构的4种指标(分维数、破碎度、多样性、优势度)的比较显示出随着遥感影像空间分辨率的变化,影像所反映的景观结构发生了较大的变化。其中,各覆盖类型的分维数表现出最大差异,表征着空间分辨率的变化对斑块复杂程度的影响最大。

东北样带土地利用变化对生态服务价值的影响

根据中国东北样带上不同的土地利用组合类型,分别选取抚松县、磐石市、公主岭市、通辽市及林西县作为典型区,运用GIS和遥感技术分析近30年来不同类型区土地利用变化对生态系统服务价值的影响。本文选取基于货币量的价值量评价法,参考Costanza等人的研究成果,结合研究区的实际情况,运用中国陆地生态系统服务单位面积价值的平均值来分析研究区的生态系统服务价值变化情况。研究结果表明,1976-2000年间东北样带土地利用类型变化很大,土地利用程度均呈加大趋势,耕地、林地和草地的ESV均有较大变动,不同类型区单位面积的ESV差别也很大,其基本分布规律为林区>农林交错区>牧区>农牧交错区>农区。敏感性分析结果表明,研究区内ESV对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的。

2000～2008年中国东北样带植被变化

利用经过重建后的2000～2008年生长季MODIS-NDVI时间序列逐年生长季均值对中国东北样带植被覆盖变化进行了研究,发现植被NDVI变化过程具有明显的时空分异特征。在时间上,2001年与2002年NDVI均值比2000～2008年9年均值分别偏低1.89%和1.44%,而2003年和2008年分别偏高2.92%和2.87%。在空间上,样带东部半湿润地区植被覆盖在2000～2008年间年际变化很小,NDVI波动在2%以下。样带中部半干旱区NDVI波动一般低于5%。而样带西部干旱的草原和荒漠化草原区植被覆盖波动明显,NDVI波动于2003年和2008年分别出现了8.51%和6.35%高值,裸地甚至于2003年出现了高达15.07%的波动。研究区NDVI变化的时空分异特征,对遥感研究和生产实践有重要意义。一方面,在进行陆地生态系统变化监测时,不能用少数几次的监测结果预测变化趋势,这对"高空间分辨率-低时间分辨率"遥感数据应用有重要意义;另一方面,NDVI波动的空间差异,要求在变化监测时把重点放在NDVI波动频繁的地区。

中国东北样带NDVI的季节变化及其与气候因子的关系

NDVI是研究大尺度生态学问题一个非常有用的指数 ,它可以为估价全球植被动态模型提供足够的信息。中国东北样带是全球变化研究中首选样带之一 ,本文分析了分辨率为1km× 1km的NDVI年内季节变化的两个特征值 :年均NDVI(NDVI I)和NDVI年内极差 (NDVI MM)在样带内 5种不同植被类型间的变化及其与年平均气温和降水量之间的相关关系。结果表明 ,NDVI具有明显的季节变化格局 ,NDVI I和NDVI MM由东到西均呈下降趋势 ,NDVI I与降水量具有显著的线性回归关系 ,降水量能够解释NDVI I和NDVI MM空间变异的绝大部分。这一结果说明NDVI反映了植被沿环境梯度的时空变化格局 ,可用于监测样带植被对气候变化的响应。

德国海上风电VSC-HVDC技术分析

系统地总结和梳理了德国海上风电并网情况及发展特点,分析阐述了德国海上风电场群集中并网的技术特征和经验,比较分析了高压交流输电和VSC-HVDC技术在海上风电并网应用的优缺点。最后,结合德国经验和中国发展需要,提出了海上风电并网分析模型。

中国东北样带羊草群落C_3和C_4植物功能群生物量及其对环境变化的响应

在全球动态植被模型的发展中,受限于人力、物力和财力使得在物种水平上的研究变得既不可能也无必要。植物功能群的划分是从生态学的,而不是系统发育的角度来相互比较地对待不同地区的植物,从而削减了植被变化研究中植物分类群的数量,已成为研究植被变化及生物多样性对生态系统功能作用的重要单位。植物的不同光合途径(C3、C4和CAM)从叶片组织结构到生理功能,从生态适应到地理分布均表现出对不同水、热、光环境的响应,是理想的植物功能群分类。为此,分析了中国东北样带以羊草(Leymus chinensis)为建群种或共建种的草原群落植物光合类型功能群生物量及其与群落初级生产力和环境变化的关系。结果表明:(1)C4植物生物量具有明显的变化规律,且对环境变化的响应显著,其变异性较高,更能反映样地间环境变化的差异;(2)C4与C3植物变化具有明显的互补性,并且多数C4植物常在逆境中起到更大作用,如干旱化、盐碱化和放牧干扰;(3)C4植物种类少,在所有调查样方中仅出现7种,占总出现种类的9.72%。这些特点说明C4植物可以考虑作为评估和预测我国温带草原植被及其生态系统变化的重要植物功能群。

中国东北样带土壤活性有机碳的分布及其对气候变化的响应

基于中国东北样带 2 0 0 1年考察采集土样的实测数据及CO2 浓度升高和干旱胁迫的模拟试验资料 ,分析了土壤活性有机碳的分布特征及其对气候变化的响应。结果表明 ,样带土壤活性有机碳与土壤有机碳之间呈极显著正相关关系 (相关系数R =0 .993,p <0 .0 0 1)。表层土壤活性有机碳平均为 (3.5 2± 0 .881)g·kg-1,占表层土壤有机碳的 13.1%± 0 .78% ;下层土壤活性有机碳平均为 (1.14± 0 .2 5 0 )g·kg-1,占下层土壤有机碳的 10 .9%± 0 .79%。样带土壤活性有机碳沿经度分布趋势基本与土壤有机碳一致 ,但土壤活性有机碳含量随深度的增加而下降的幅度大于土壤有机碳。土壤活性有机碳和土壤全量氮、磷、硫、锌及有效氮、磷、钾、锰、锌等均呈显著或极显著相关关系 ,与土壤pH值、土壤容重、持水量及孔隙度也呈显著或极显著相关关系。土壤活性有机碳与降水量之间具有正的相关关系 ,其相关系数为R =0 .712 (p <0 .0 0 1)高于土壤有机碳与降水量之间的相关系数R =0 .6 77(p <0 .0 0 1)。短期培养条件下 ,CO2 浓度升高及干旱胁迫下 ,土壤有机碳的变化不大 ,其变异系数为 1.2 8% ;相比之下 ,土壤活性有机碳对气候变化比较敏感 ,其变异系数为 2 9.6 7%。不同土壤湿度 ,土壤活性有机碳含量发生变异的幅度因CO2浓度升?

中国东北样带三种针茅草原群落初级生产力对降水季节分配的响应

分析3种针茅草原群落初级生产力的年季动态,并利用积分回归模型探讨其对降水量季节性分配的响应,揭示水分有效性对植物初级生产力的影响.结果表明,制约3类针茅群落初级生产力年度变化的是水分,即前一年11月到当年8月的月降水量的年度变异是直接导致群落初级生产力年度变化的主要原因.降水的季节分配对于3类针茅群落初级生产力的形成有着不同的作用.前一年11月至当年4月降水对于植物群落的初级生产力具有正效应,从5月开始降水对植物初级生产力的促进作用有了不同程度的降低.大针茅和克氏针茅群落的季节降水量格局较为相近,但是大针茅群落与克氏针茅群落相比对降水的利用效率较高;贝加尔针茅群落则表现出更高效的降水利用率.由此可见,降水量月季分配及其对针茅群落影响程度的不同是造成3种针茅草原地带性分布的原因.