湿热环境下复合材料含孔层合板静力拉伸性能及工程估算模型

湿热环境下的复合材料结构件力学性能预测对其工程应用具有重要意义。文中针对复合材料层合板静力拉伸性能和强度预测问题,开展6种湿热环境下复合材料含孔层合板的静力拉伸试验,分析其结构失效响应及损伤表征。基于应力场强法建立湿热环境下复合材料含孔层合板工程估算模型,与有限元渐进损伤模型和试验结果进行对比,分析了湿热环境对含孔层合板力学性能和拉伸失效的影响。结果表明,工程估算模型预测结果与有限元及试验结果误差范围较小,可用于预测温度和吸湿率对含孔层合板拉伸失效强度的影响;相比于室温干态,75℃吸湿饱和态下试件拉伸失效强度下降了6.1%;25℃干态和75℃吸湿饱和态下含孔层合板0°铺层出现最为严重的纤维拉伸失效,90°铺层出现最为严重的基体拉伸失效,纤维拉伸失效和基体拉伸失效为层合板主要破坏模式;通过扫描电镜对75℃吸湿饱和态下层合板厚度方向微观形貌进行分析,发现试件0°方向纤维与树脂的脱粘程度加重且出现明显的裂痕,90°方向纤维分布较为齐整,但黏附的树脂较少。

基于地面高光谱遥感的大豆产量估算模型研究

为在田间管理中对作物产量进行估测,通过两年大田试验收集了大豆生殖生长期的高光谱数据及产量数据,基于各生育期一阶微分光谱反射率计算了7个光谱指数:比值指数(Ratio index, RI)、差值指数(Difference index, DI)、归一化光谱指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)、土壤调整光谱指数(Soil-adjusted iegetation index, SAVI)、三角光谱指数(Triangular vegetation index, TVI)、改进红边归一光谱指数(Modified normalized difference index, mNDI)和改进红边比值光谱指数(Modified simple ratio, mSR),使用相关矩阵法将光谱指数与大豆产量数据进行相关性分析并提取最佳波长组合,随后将计算结果作为与大豆产量相关的最佳光谱指数,最后将各生育期筛选出的与大豆产量相关系数最高的5个光谱指数作为模型输入变量,利用支持向量机(Support vector machine, SVM)、随机森林(Random forest, RF)和反向神经网络(Back propagation neural network, BPNN)构建大豆产量估算模型并进行验证。结果表明,各生育期(全花期(R2)、全荚期(R4)和鼓粒期(R6))计算的光谱指数与产量的相关系数均高于0.6,相关性较好,其中全荚期的光谱指数FDmSR与大豆产量的相关系数最高,达到0.717;大豆产量最优估算模型的方法是输入变量为全荚期构建的一阶微分光谱指数和RF组合的建模方法,模型验证集R2为0.85,RMSE和MRE分别为272.80 kg/hm^(2)和5.12%。本研究成果可为基于高光谱遥感技术的作物产量估测提供理论依据和应用参考。

基于高光谱技术的滇池流域湿地植物氮含量估算模型构建

以滇池流域为研究区,利用S-R3500光谱仪采集芦苇、菰、香蒲和风车草4种典型滇池湿地植物的光谱数据,应用A33型连续流动分析仪测定湿地植物叶片氮含量,筛选出氮含量最敏感的光谱特征波段和变换形式参量,建立湿地植物叶片高光谱氮含量估算模型。结果表明:4种湿地植物的光谱曲线与健康绿色植被的光谱曲线趋势一致,但在800~1350 nm和1650~1800 nm波段存在差异,一阶微分、二阶微分和“三边”参数光谱变换可以更加突出4种湿地植物的光谱特征;芦苇二阶微分1836 nm、香蒲二阶微分881 nm、菰一阶微分1264 nm、风车草二阶微分1665 nm波长和氮含量相关系数绝对值最大;菰的“三边”参数红边面积和蓝边面积的比值、红边面积和蓝边面积的归一化值,香蒲的红边幅值、红边面积、“绿峰”反射率和“红谷”反射率比值、红边面积和蓝边面积比值和氮含量相关系数绝对值最大,且呈极显著相关(P<0.01);4种湿地植物基于光谱二阶微分构建的氮含量估算模型精度比一阶微分高,基于光谱“三边”参数构建的氮含量的估算模型精度最高且误差最小;4种湿地植物基于“三边”参数构建的氮含量估算多元逐步回归模型估测效果较好。基于高光谱技术的湿地植物养分含量估算模型技术可以长时序快速地监测大面积湿地植被养分含量的时空动态变化,为湿地植物远程管理提供基础数据和技术支持。

基于中红外光谱特征增强和集成学习的土壤有机碳含量估算模型研究

中红外光谱数据在实现土壤有机碳含量的准确、低成本快速预测方面具有巨大潜力。为提高光谱数据估算模型的普适性,本研究利用光谱特征增强策略,并基于Stacking算法结合多种机器学习方法构建了一种高鲁棒性的土壤有机碳含量估算模型。采用多种光谱特征增强方法及其组合对土壤中红外光谱进行特征增强,筛选最佳策略;通过应用Stacking算法结合多种机器学习方法构建集成模型,以提高模型泛化能力;将集成模型估算性能与偏最小二乘回归模型(PLSR)、梯度提升树(GBT)和一维卷积神经网络(1D-CNN)模型进行比较分析。研究结果表明,最佳光谱特征增强策略可以显著提高土壤光谱数据与土壤有机碳含量的相关性,最佳Pearson相关系数达到-0.82;相较于PLSR、GBT和1D-CNN等模型,集成模型在各光谱数据下均表现出较高的估算精度,特别是在一阶导变换结合多元散射校正的光谱特征增强策略下,集成模型展现出优良的估算性能(决定系数R^(2)=0.92,均方根误差为1.18 g/kg,相对分析误差为3.52)。本研究方法能够快速、准确地估算土壤有机碳含量,可为现代农业管理提供科学依据。

道面摩擦系数测量方法研究:特定工况下估算模型构建与验证

随着我国民航业的快速发展,飞机起降安全问题是机场当局面临的重要考虑和挑战。轮胎与跑道接触面上产生的摩擦力被认为是飞机安全着陆的关键因素,而对于摩擦系数测量方法的研究是解决我国道面摩擦系数测量工作的重要任务。提出一种基于有限元的道面摩擦系数测量方法,利用ABAQUS进行轮—路相互作用的多物理场耦合分析,分别获得不同载荷、气压和速度工况下摩擦系数与胎面摩擦(剪)应力之间的关系。通过分析获得单变量工况与多变量工况下摩擦应力的变化趋势,然后利用拟合法逆向求解摩擦系数,建立不同工况的摩擦系数估算模型,实现在特定工况下仅依靠胎面摩擦应力估算摩擦系数的测量方法。最后,采用机场跑道摩擦系数测试车对标准工况下的估算模型进行验证。6次测试距离为3000 m的实验结果表明,估算测量与实际测量之间的误差为2.47%~4.13%,通过实验验证了基于有限元法所构建的估算模型的有效性与准确性,为道面摩擦系数测量方法的研究提供思路。

单轨系统全生命周期成本关键要素辨析与成本估算模型研究

文章以全生命周期成本理论为基础,对单轨系统全生命周期各个阶段的成本构成及关键要素进行辨析,通过研究分析已落地的A、B型单轨项目数据,建立了A、B型单轨建设成本的快速估算模型,为A、B型单轨项目投资计算的编制提供参考,为初期规划设计阶段选线优化提供估算模型。

基于果蝇优化算法的配电网极端可接入容量估算模型

配电网中不确定性因素较多,可接入容量配置过程可靠度较低,因此,提出基于果蝇优化算法的配电网极端可接入容量估算模型。制定可接入容量边界条件,分析配电网中不确定因素,求出干扰因素的数学期望值和方差,计算配电网极端最大准入容量,改进果蝇优化算法,将其中的非线性部分转化为线性,建立配电网极端可接入容量估算模型,更新基本参数,求解配电网极端可接入容量估算值。实验结果证明,估算结果可靠度较高,更接近于实测值,可以应对较大的随机波动性问题。所提模型可降低不确定性因素的影响,保证可接入容量配置过程的可靠度。

基于成本估算模型的铁路施工工程预算管理分析

本文分析了基于成本估算模型的铁路施工工程预算管理的发展与应用,重点探讨了数据驱动方法和技术进步(如信息技 术与人工智能)对成本估算准确性和效率的提升。通过实例证明了成本估算模型在项目规划、设计、施工及维护阶段的关键作用, 并讨论了其在成本控制和风险管理中的应用,指出了数据质量和技术整合是未来优化预算管理过程的关键。

基于相关性原理的光伏发电产业电量估算模型

随着全球对清洁能源需求的日益增长,光伏发电作为一种重要的可再生能源形式,得到了广泛的关注和应用。基于日照时长与累计发电量的相关性,构建了一种光伏发电产业电量估算模型。通过对大量实际数据的分析和处理,验证了该模型的有效性和准确性,为光伏发电产业的发展提供了有力的支持。

研究构建玉米地上生物量高精度估算模型

近日,中国农业科学院农田灌溉研究所节水高效灌溉技术与装备创新团队构建玉米地上生物量高精度估算模型,该模型可实现不同水肥管理模式下玉米地上生物量快速、无损估算,预测精度超过80%。相关研究成果发表在《农业计算机与电子(Computers and Electronics in Agriculture)》。

天然草地植被覆盖度的高光谱遥感估算模型

利用ASDFieldSpecProFRTM光谱仪,对内蒙古自治区锡林郭勒盟的天然草地进行高光谱遥感地面观测,并计算天然草地植被覆盖度;选择25个高光谱特征变量与天然草地植被覆盖度进行相关性分析.结果表明,共有17个变量通过极显著性检验,尤以红边波长范围内一阶微分波段值总和(SDr)的相关系数0·781为最高·在此基础上将观测数据分成两组一组观测数据作为训练样本(n=49),运用单变量线性、非线性和逐步回归方法,建立植被覆盖度高光谱遥感估算模型;另一组观测数据作为检验样本(n=32),进行精度检验·分析结果显示,采用逐步回归分析方法,运用冠层原始反射率数据估算草地植被覆盖度的效果并不理想;而以红边波长范围内一阶微分波段值的总和(SDr)为变量的线性回归方程是最佳估算模型,模型标准差为10·4%,估算精度为83·99%.

草地生物量的高光谱遥感估算模型

为了推进高光谱遥感在草地生理生化参数定量化方面的研究与应用,从冠层尺度上估算草地生物量,该文选用美国A SD公司的A SD F ie ldSpec P ro FRTM光谱仪,对内蒙古自治区锡林郭勒盟的天然草地进行高光谱遥感地面观测。在进行天然草地地上生物量与原始光谱和高光谱特征变量相关分析的基础上,将观测数据分成两组:一组观测数据作为训练样本,运用单变量线性、非线性和逐步回归分析方法,建立生物量高光谱遥感估算模型;另一组观测数据作为检验样本,进行精度检验。结果表明:生物量与高光谱吸收特征参数变量的分析中,以840、1132、1579、1769和2012 nm等5个原始高光谱波段反射率为变量的逐步回归估算方程为最佳模型,模型标准差为0.404 kg/m2,估算精度为91.6%,说明可以利用高光谱反射率数据,从冠层上对草地生物量进行量化。

裂缝地层随钻刚性颗粒封堵机理与估算模型

在裂缝发育地层的随钻防漏技术中,凭经验选择防漏剂颗粒往往出现与地层裂缝的要求不相匹配的情况。为了解决该问题,优选出符合防漏要求的以碳酸钙为主要成分的刚性颗粒防漏剂,并提出了刚性颗粒对裂缝的封堵机理。该理论指出,刚性颗粒在裂缝端口处形成填塞层,隔断了裂缝中的钻井液,消除了作用在裂缝壁面上钻井液压力,实现了稳定封堵,提高了地层承压能力。根据该理论建立了各级刚性颗粒的粒径选择模型和浓度估算模型,并进行了实例计算。

油菜红边特征及其叶面积指数的高光谱估算模型

在2003～2004年油菜生长季，选用6个油菜品种，设置3个氮素水平的小区试验。在不同发育期同步测定油菜冠层的光谱反射率及对应叶片的叶面积指数。利用油菜冠层的光谱反射率数据提取红边参数，分析其变化规律，油菜叶面积指数与红边参数的相关性，估算结果表明：油菜冠层红边一阶导数光谱具有“双峰”现象，红边位置λred位于690～720nm之间，在油菜生长旺盛期间出现“红边平台”，前期有“红移”，后期有“蓝移”现象；叶面积指数与冠层光谱红边参数λred、Dλred、Sred之间在开花前存在显著相关，但开花后相关性不显著；利用开花前的红边参数可以估算油菜的叶面积指数，开花后的红边参数不能用于估算油菜的叶面积指数；最后建立了不同时期和开花前油菜叶面积指数的估算模型。

农作物单产遥感估算模型研究进展

作物单产估算是农作物估产中的关键技术,也是作物估产的难点之一。遥感技术凭借其宏观、及时和动态等特点已在农作物产量估算中占据着极为重要的地位,运用遥感信息建模估算作物产量已成为区域作物估产的必然要求。在总结农作物单产遥感估算模型研究成果的基础上,将作物单产遥感估算方法划分为四种模式加以详细阐述,分析了用于单产建模的遥感数据源的多元化趋势,讨论了如何有效验证模型估算精度的问题,最后对作物单产遥感估算模型今后的发展趋势作了展望。

基于高光谱遥感反射比的太湖水体叶绿素a含量估算模型

旨在寻找叶绿素a的高光谱遥感敏感波段并建立其定量估算模型。通过对太湖水体的连续监测,获得了从2004年6月到8月3个月的太湖水体高光谱数据和水质化学分析数据。利用实测的高光谱数据分析计算太湖水体的离水辐亮度和遥感反射比;然后,通过相关分析寻找反演叶绿素a浓度的高光谱敏感波段,进而建立反演太湖水体叶绿素a浓度的高光谱遥感定量估算模型,并用相关数据对模型进行精度分析。研究发现,水体的遥感反射比光谱在719nm和725nm存在两个峰,其中719nm处的峰更明显且稳定。通过模型的对比分析,发现用这两个峰值处的遥感反射比参与建模可以提高叶绿素a的估算精度;并且认为由反射比比值变量R719/R670所建立的线性模型对叶绿素a浓度的估算精度最理想。

棉花地上鲜生物量的高光谱估算模型研究

通过测试棉花6个生育时期350～2500 nm波段的冠层高光谱数据,采用连续统去除和波段深度归一化的分析方法,计算出棉花反射光谱550～750 nm波段深度参数（Dc）;同时,将冠层反射光谱数据与棉花鲜生物量进行逐步回归分析,确定了近红外波段763 nm及红光波段670 nm是棉花鲜生物量的2个敏感波段,并组成了高光谱归一化植被指数（NDVI）和比值植被指数（RVI）;基于Dc参数和NDVI、RVI植被指数,建立了棉花地上鲜生物量的5种单变量线性与非线性函数模型,分析表明,RVI的指数函数模型反演的棉花地上鲜生物量的估计值与实测值的相关系数最大（R=0.7289＊＊,RMSE=0.8776）;5种函数模型方程,经检验均达到1%的极显著水平,其中,以指数函数、幂函数和双曲线函数构建的棉花鲜生物量估算模型精度相对较高;该研究采用高光谱植被参数和指数,实时、无损、动态、定量提取了棉花地上鲜生物量,为分析、模拟、评价、预测棉花群体大小,设计理想棉花群体及棉花高光谱遥感估产提供了科学的依据.

桉树叶片光合色素含量高光谱估算模型

色素在植物的生理生态过程中非常重要,利用高光谱数据,揭示光谱反射率上特征波段与光合色素含量间的关系将有助于理解光合色素光谱反射特征的规律,同时为利用高光谱遥感技术快速无损监测植物叶片光合色素提供了技术支持。利用野外采集的桉树叶片样本,在实验室内测定了叶片的高光谱反射率及对应的叶绿素、类胡萝卜素含量。利用光谱分析技术和统计学方法对光谱数据进行处理分析,提取了光谱特征参量,并建立叶绿素、类胡萝卜素含量与光谱特征参量间的估算模型。通过精度检验,研究结果表明以(SDr-SDb)/(SDr+SDb)为变量建立的指数模型估算效果最佳。

基于MODIS的中国草地NPP综合估算模型

草地生态系统是陆地生态系统分布最广的生态系统类型之一,其碳储量的估算在全球变化中的作用越来越受到重视。为了快速、便捷地实现中国草地净初级生产力(NPP)的估算,在获取野外调查资料与同期遥感影像数据的基础上,利用归一化植被指数(NDVI)以及气候数据,构建了草地NPP综合估算模型。模型包括叶面积指数(LAI)和光合累积量(PA)两个子模型,其中LAI子模型利用了遥感数据NDVI,PA子模型利用了温度、降水和辐射等气候数据。通过建模以外独立的实测数据的验证,模拟值与实测值之间有很好的相关性,R2为0.8519,相关性达到极显著水平。RMSE和RRMSE均较小,表明模型的模拟结果比较可靠。同时模拟值与实测值之间的平均相对误差仅为1.97%,模拟结果的准确度较高,因此利用上述模型估算中国草地NPP是可行的。以上结果为中国草地NPP估算提供了新的方法。

作物植被覆盖度的高光谱遥感估算模型

通过大田试验,使用ASD光谱仪测量了油菜、玉米、水稻三种作物不同覆盖度水平下的冠层光谱,同时拍照获取植被图片并用计算机求算了植被覆盖度。利用三种作物光谱求算"红边"变量,并对波段两两组合求算归一化植被指数(NDVI),建立这些光谱变量与覆盖度之间的估算模型,得到适用于三种作物的最优估算模型和最佳的NDVI波段组合。另外,利用响应函数模拟了TM归一化植被指数,同植被覆盖度进行了相关分析,回归方程的R2达到0.80,并通过了预留数据的检验,为TM数据植被覆盖度估算进行了探索性的研究。