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基于改进灰度共生矩阵和粒子群算法的稻飞虱分类 总被引：4，自引：3，他引：1
针对稻飞虱远程实时识别采集图像质量不高而无法使用颜色特征的问题,应用灰度共生矩阵提取的纹理特征值对稻飞虱分类进行了研究。采用自行设计的拍摄装置采集稻飞虱图像,经过一系列预处理后得到去掉背景的稻飞虱灰度图像;对灰度图像采用改进的灰度共生矩阵提取纹理特征值,再用反向传播BP(back propagation)神经网络和参数改进粒子群算法优化BP神经网络分别进行训练和测试,以此检验纹理特征值的识别效果和粒子群算法的优化效果。试验用Matlab验证算法,对白背飞虱、灰飞虱和褐飞虱共300个样本进行了训练和测试,结果表明基于参数选择改进粒子群算法优化BP神经网络的识别率总体达到了95%,比直接用BP神经网络的识别率高,而且经过Matlab测试,训练时间只用了0.5683s,说明粒子群算法更满足实时性要求。 相似文献
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浙江省标准农田地力与评价 总被引：7，自引：0，他引：7
通过对浙江省66.7万hm2标准农田耕层土壤抽样调查研究,按照标准农田建设现状,选择14个评价指标,运用专家经验法,确定指标权重,以综合地力指数将浙江省标准农田评定为5个等级.浙江省标准农田土壤表层砾石含量少,耕作层砂、黏适中,耕性尚可;与全国第二次土壤普查的结果相比,表现出土壤紧实的趋势,土壤有机质略有下降,酸性变强,有效P、速效K增加,但含量分异加大.通过调查与评价,标准农田以二等和三等田为主,占调查样本的85%左右.该结果将为今后的标准农田建设和培肥地力提供科学依据. 相似文献
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根据葡萄病害的特点,采用改进的BP算法,建立了BP神经网络诊断模型,经测试其诊断结果正确率为100%,BP模型的诊断准确率为95.39%。研究结果表明BP神经网络技术适合应用于解决病害诊断这一复杂问题。 相似文献
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针对复杂环境下农机设备的齿轮箱系统在故障诊断时存在易受现场噪声干扰和故障识别率低等问题,提出了一种基于改进的烟花算法和概率神经网络的齿轮箱智能故障诊断方法。为提高现有概率神经网络模式分类方法的性能,定义了一项样本相似度衡量指标以提高建模过程中训练样本的质量。将烟花算法与概率神经网络技术有机融合提出了一种改进的烟花算法-概率神经网络模式分类方法,利用烟花算法优化概率神经网络的平滑参数以确定网络参数的最优值,提高模式分类与识别精度。将改进的烟花算法-概率神经网络模式分类方法用于噪声环境下齿轮箱的故障诊断建模,构建故障特征参量与齿轮箱工作状况间的复杂非线性映射关系。应用结果表明,与基于BP神经网络、GABP(genetic algorithm back propagation)神经网络和概率神经网络的故障诊断模型相比,在不同程度噪声影响下烟花算法-概率神经网络模型均具有最高故障识别率。当噪声控制系数为0.01、0.02、0.04和0.06时,模型的故障识别率分别为100%、95.83%、93.33%和88.33%。该研究可为非线性复杂系统的故障诊断提供了一种可行的解决方案。 相似文献
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多分类支持向量机在泥石流危险性区划中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
以凉山州安宁河流域129个乡镇的泥石流危险性区划资料为依据,随机选取总样本数的2/3和1/2作为训练样本,建立不同数量训练样本下安宁河流域泥石流危险性区划的多分类SVM模型,进行以乡镇为单元的区域泥石流危险性评价研究。评价结果表明,SVM模型的预测精度随着训练样本数量的增加而提高;2个SVM模型对测试样本的预测准确率均高于相应的BP神经网络模型,对训练样本的回判准确率高于或接近于BP神经网络模型。因此,支持向量机方法是一种比神经网络方法具有更优精度和更强泛化性能的新机器学习方法,在泥石流危险性评价实践中具有十分广阔的应用前景和推广应用价值。 相似文献
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为了改善支持向量机(SVM)对地表(0~2 cm)土壤容重预测的应用可行性及其效果,针对传统经验法选择SVM惩罚因子C和核函数参数g可能造成的较大误差的问题,提出了一种对SVM参数进行优化的方法—网格搜索与交叉验证相结合的方法。本文采用所提出的参数优化方法,以黄土高原区旱作农田土壤表层容重年度跟踪试验数据样本为依据,选取土壤(0~2 cm)粒径分布、有机质含量、体积含水率、累积接受水量和全盐量为输入变量,建立了地表土壤容重的SVM预测模型。结果表明:所建SVM模型预测值和试验实测值之间不存在显著性差异,利用SVM预测地表土壤容重是可行的;采用网格搜索与交叉验证相结合的方法对SVM参数进行优化,明显降低了模型的预测误差;在粒径分布、有机质含量、体积含水率为输入变量的基础上,增加全盐量为输入因子并不能显著提高模型的预测效果,而增加累积接受水量为输入因子的预测效果明显优于前几种情况,其训练样本和测试样本相对误差的平均值分别为6.23%和6.95%,都在可接受范围。研究成果可为土壤表层容重的实时预测提供有力支撑。 相似文献
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基于最小数据集的东北风沙土农田耕层土壤质量评价指标 总被引：3，自引：0，他引：3
2015年10月—2017年10月玉米收获期,在位于东北风沙土区的黑龙江省杜尔伯特蒙古自治县域内,调查采集了53个样点耕层土壤,测定了21项土壤理化性状指标和玉米产量。采用聚类分析法建立了东北风沙土农田耕层质量诊断最小数据集(MDS),利用全量数据集(TDS)、土壤质量指数(SQI-TDS)、玉米产量、最小数据集土壤质量指数(SQI-MDS)对风沙土耕层特征进行了分析评价。SQI-TDS、玉米产量与SQI-MDS呈极显著正相关(r~2分别为0.451 5,0.557 9),这表明MDS适合替代TDS对风沙土农田耕层土壤质量进行评价。调查区域东北风沙土平均土壤质量指数为0.46,基于MDS,根据土壤质量评价指数土壤地力划分为5级,野外调查53个点中34.0%样点土壤属于地力Ⅳ级,52.8%样点土壤属于地力Ⅲ级,11.2%样点土壤属于地力Ⅱ级,研究区域没有Ⅰ级和Ⅴ级地力分布。调查区域平均玉米产量7.6 Mg/hm~2,根据玉米产量土壤地力划分5级,野外调查53个点中1.9%样点属于地力Ⅴ级,35.8%样点土壤地力属于Ⅳ级,41.5%样点土壤地力属于Ⅲ级,18.9%样点土壤地力属于Ⅱ级,1.9%样点土壤地力属于Ⅰ级。利用最小数据集SQI-MDS能够较准确地定量描述风沙土农田耕层质量,为东北风沙土农田耕层土壤质量诊断、合理耕层评价提供理论依据。 相似文献
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BP神经网络和SVM模型对施加生物炭土壤水分预测的适用性 总被引：2，自引：0，他引：2
生物炭作为土壤改良剂对半干旱区土壤水分有良好的吸持作用,为确定施加生物炭对土壤水分预测模型适用性的影响,依托黄土高原半干旱区固原生态站开展了小区定位试验。向土壤中施加不同种类及比例的生物炭,定期监测土壤水分含量;考虑土壤含水量的非线性特征以及生物炭对土壤水分的影响,选取BP神经网络和SVM支持向量机两种模型,建立施加生物炭土壤水分预测模型。计算预测值,并与实测值对比,分析相对误差;利用RMSE、MRE、MAE和R2评估BP神经网络和SVM模型的精度。结果表明;BP神经网络预测值的平均相对误差为3.78%,最大误差为13.14%;SVM模型的平均相对误差为0.56%,最大误差为2.42%。SVM模型的RMSE、MRE、MAE值(分别为0.34~0.17,0.07,0.56~1.27)均小于BP神经网络的(分别为1.04~1.16,0.47~0.68,3.78~4.57),且决定系数R2值SVM模型(0.96~0.99)大于BP神经网络(0.56~0.64)。BP神经网络和SVM模型均能很好地预测施加生物炭的土壤水分,但SVM模型预测结果更加稳定,精度较高,更适于施加生物炭土壤水分的预测。该研究可为半干旱地区生物炭还田土壤水分的预测及管理提供理论依据。 相似文献
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基于CGA-BP神经网络的好氧堆肥曝气供氧量预测模型 总被引：1，自引：1，他引：0
为提高好氧堆肥曝气供氧量的曝气效率以及预测精度,该研究利用遗传算法（genetic algorithm, GA）对标准反向传播（back propagation, BP）神经网络的初始权值和阈值进行优化,再利用克隆选择算法（clonal genetic algorithm, CGA）优化遗传算法中的变异算子并复制算子,加快获取最优参数的速度,构建基于CGA-BP神经网络的曝气供氧量预测模型。为验证CGA-BP模型的有效性,与BP模型、GA-BP模型预测结果进行对比。试验结果表明：克隆遗传算法优化BP神经网络能加快获得最优解,效率相比BP模型和GA-BP模型分别提高了75.36%、51.30%;在曝气供氧量预测模型中,CGA-BP模型具有更准确的预测效果,预测精度为99.65%,而BP模型与GA-BP模型预测精度分别为96.99%、99.26%;CGA-BP模型评价指标的均方误差、平均绝对误差、平均绝对百分误差分别为0.003 4、0.038 9和0.350 6,均小于BP神经网络和GA-BP神经网络模型评价指标的误差;利用CGA-BP好氧堆肥曝气供氧量预测模型对好氧堆肥发酵过程进行精准... 相似文献
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基于特征选择和GA-BP神经网络的多源遥感农田土壤水分反演 总被引：6，自引：5，他引：1
土壤水分是影响水文、生态和气候等环境过程的重要参数,而微波遥感是农田地表土壤水分测量的重要手段之一。针对微波遥感反演农田地表土壤水分受植被覆盖影响较大的问题,该研究提出了一种基于特征选择和GA-BP神经网络(Genetic Algorithm-Back Propagation neural network)的多源遥感农田地表土壤水分反演方法。首先对Sentinel-1微波遥感数据和Sentinel-2光学遥感数据进行预处理并提取21个特征参数;然后采用差分进化特征选择(Differential Evolution Feature Selection,DEFS)算法从21个特征中选出包含10个参数的最优特征子集,并利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法将特征子集进行降维;之后建立BP神经网络,采用遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)对BP网络的节点权值进行优化,使用降维后的特征矩阵和部分实测土壤含水量数据对BP网络进行训练;最后利用训练好的GA-BP网络对研究区土壤水分进行反演,并利用实测数据对反演结果精度进行对比验证。试验结果表明,该研究反演结果的决定系数为0.789 3,均方根误差为0.028 7 cm~3/cm~3,相比单纯使用GA-BP神经网络,加入DEFS和PCA之后决定系数提高了0.215 7,同时均方根误差降低了0.029 5 cm~3/cm~3。该结果展示了DEFS和PCA算法在土壤水分反演最优特征集选择的有效性,为多源遥感农田地表土壤水分反演提供了新思路。 相似文献
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中国耕地健康产能综合评价与试点评估研究 总被引：2，自引：0，他引：2
评价中国耕地健康产能状况,分析危及耕地健康的区域性关键问题,对探索可持续的耕地利用路径,维护国家粮食安全与生态安全具有重要意义。耕地健康产能是耕地自然系统与利用系统综合作用的结果,直接计算耕地健康产能状况是复杂困难的。因此,该文尝试采用一种简化的方法评价耕地健康产能,即分别评价耕地健康与耕地产能状况,并通过耦合耕地健康与产能,分析耕地利用合理程度与生产能力之间的相互作用特征。其中耕地健康状况强调从不同方面评价人对耕地利用的适宜程度并体现区域耕地不合理利用的主导因素。该文以全国范围65个县(市)作为研究对象,应用地形特征、土壤性状、耕作条件、环境状况和生物特性5类指标整合影响耕地健康的关键因子并评价耕地健康状况,在此基础上,通过分析指标标准差收敛特征与评价因子的评分规则定义各指标的临界健康与亚健康阈值,将试点县划分为健康、亚健康与不健康3类,进而分析不同健康状况的分布特征。同时,综合区域气候条件、耕地自然条件与耕作技术水平评价耕地产能水平,并分析区域耕地健康-耕地产能作用特征。结果表明,试点县耕地亚健康及不健康类型表现出显著区域性特征,不同试点县限制耕地健康的关键要素存在差异;一方面,耕作条件的亚健康状况普遍(数量占比约40%),表现为耕地破碎化严重以及农田基础设施不完善,也反映出高标准农田建设的迫切需求;另一方面,生物特性形式严峻,表明在气候条件-土壤结构-耕作技术等因素相互作用下耕地保障动物健康生长的能力正面临退化。此外,通过耕地健康与耕地产能耦合分析,该文将试点县耕地健康产能特征划分为"健康-高产能"、"健康-低产能"、"亚健康-高产能"、"亚健康-低产能"、"不健康-高产能"、"不健康-低产能"6类,并分析不同类型区域耕地保护的重点方向,其中"不健康/亚健康-高产能"区域分布广泛,是中国实施藏粮于地、藏粮于技战略的关键地带,应兼顾耕地健康与耕地产能,加强提升耕地健康状况的方法研究与实践。该项研究为耕地健康产能提升提供科学依据,为不同区域耕地资源保护路径设计提供有效支撑。 相似文献
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中国耕地空间格局变化及其生态系统服务价值响应 总被引：1，自引：1，他引：1
研究耕地空间格局变化对耕地生态系统服务供给能力的影响,能为我国耕地空间格局优化和耕地生态保护提供科学参考,具有重要的理论和实践意义。以往研究缺乏全国耕地生态系统服务供给能力动态变化的综合研究,因此在深入分析耕地空间格局演变的基础上,构建了图斑尺度的耕地生态系统服务价值时空异质评估模型,全面评估2000—2015年我国耕地生态系统服务价值,探究了我国耕地生态系统服务供给能力时空变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,中国耕地重心持续向西北方向迁移,水田和旱地重心分别向西北和东北迁移。北方干旱半干旱区旱地持续增加,东北平原区水田持续增加,其他农业区耕地持续减少;(2)2000—2015年我国耕地生态系统服务总价值和单位面积价值均减少,减幅分别为1.35%和0.55%。耕地供给服务总价值和单位面积价值增加,调节服务、支持服务和文化服务总价值与单位面积价值均减少。(3)中国耕地生态系统服务价值变化空间分异明显。北方的北方干旱半干旱区、东北平原区耕地生态系统服务总价值增加,单位价值减少; 青藏高原区耕地生态系统服务总价值和单位价值均减少; 其他农业区耕地生态系统服务总价值减少,而单位价值增加。应通过优化耕地空间格局、精准实施耕地休养生息策略、建立耕地保护生态补偿机制等有效提升耕地生态系统服务供给能力。 相似文献
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耕地整理潜力测算 总被引：9，自引：2，他引：9
在GIS支持下，采用样区法测算了延庆县的耕地整理潜力。结果表明：县内平耕地的无效耕地系数平均为6.14%，低、中、高3种整理水平的耕地整理潜力系数是0.68%、2.10%、2.81%，相应的耕地整理潜力为109.29、337.53、451.64 hm2；坡耕地的无效耕地系数平均为9.95%，低、中、高3种整理水平的耕地整理潜力系数是0.70%、3.03%、4.20%，对应的耕地整理潜力为90.68、392.52、544.09 hm2。延庆县采用的测算耕地无效耕地系数的样区法、所取得的平耕地与坡耕地的无效耕地系数、不同耕地整理水平的耕地整理潜力系数可作为同类地区的耕地整理潜力测算参考，依据这两个系数测算的延庆县耕地整理潜力可作为延庆县耕地整理规划及土地整理项目可行性研究的科学依据。 相似文献
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为了探索科学客观的基本农田划定方法,实现将集中连片和优质稳定的耕地划为基本农田的目标,有效保护耕地和保障国家农业生产安全。该研究以陕西省咸阳市为例,引入耕地生态价值和政策条件多维度评价耕地质量,结合耕地质量空间集聚类型划定耕地保护分区;采用缓冲区分析法识别耕地连片性,耦合耕地保护分区和耕地连片等级,尝试探索“连片优先、质量优良、数量约束”的基本农田划定流程。结果表明:1)咸阳市耕地质量划分为高、较高、一般、较低、低5个等级,全市超过一半面积的耕地质量等级为低和较低等级(35.81%和29.67%),一般和较高等级的耕地面积占比也均超过了10%;不同耕地质量等级在空间分布上的差异受地形和区域经济发展影响较大,耕地质量等级总体上呈现出“南高北低”的空间分布格局;咸阳市耕地质量在空间上呈现出明显的集聚特征,以高-高值集聚型和低-低值集聚型耕地为主;2)将全市耕地划为优先保护区、适宜保护区、重点整治区和全面治理区4个保护分区并提出一些保护建议。全面治理区内耕地面积最多,占全市耕地总面积的35.50%,适宜保护区内耕地面积最少,仅占11.81%;3)咸阳市共得到49 713个耕地连片地块,面积2... 相似文献
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基于改进农业生态区划法的耕地综合量能指数模型构建 总被引：6，自引：4，他引：2
研究粮食产量与耕地产能间的关系以及区域差异,对于挖掘区域增产潜力,提高耕地资源利用效率,实现区域均衡增产,保障粮食安全战略具有重要意义。该文在农业生态区划法估算土地生产潜力基础上,提出基于耕地质量新内涵的耕地质量修正的耕地产能核算方法。通过探讨耕地综合产能的概念体系,构建了反映粮食产量与耕地产能关系的耕地综合量能指数模型,模型由耕地综合量能指数、耕地质量产能指数和耕地数量产能指数构成。并以曲周县为例,对该模型进行了实证研究,曲周县耕地综合量能指数为0.16,耕地质量产能指数为0.31,耕地数量产能指数为0.99,耕地总体产出效率不高,粮食增产的潜力较大,耕地粮食生产平均开发程度也不高,但数量增加潜力较小。 相似文献
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恢复非耕农用地耕种功能是落实耕地“进出平衡”政策的基础和保障耕地动态平衡的重要内容。科学确定非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级是合理安排恢复工作进行的依据。该研究运用文献借鉴法、熵权法、限制性因子评价法、加权指数和法等方法，从生产、生态、经济3个维度构建了包含12项评价指标的非耕农用地耕种功能恢复适宜性评价模型，并选取沈阳市康平县借助ArcGIS软件完成对非耕农用地耕种功能恢复适宜性的评价过程。结果表明：康平县内生产、生态、经济3个方面的恢复适宜性情况存在明显的空间分异特征；非耕农用地耕种功能恢复适宜区域综合评价分值较为集聚，范围为[1.951，3.201]，不适宜区域赋值为0；康平县非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、勉强适宜及不适宜；各个行政区非耕农用地耕种功能恢复适宜性平均水平都达到了低度适宜及以上等级；低度适宜及以上等级的非耕农用地面积占比为67.68%，大多为其他林地与乔木林地，恢复难度较小；在所有等级中，勉强适宜的非耕农用地面积占比最多，为32.30%，主要土地利用类型为其他林地、乔木林地与果园，恢复难度较大；不适宜这一等级最少，全部为坡度大于25°的其他林地。研究结果可为未来非耕农用地耕种功能的实际恢复工作提供参考。 相似文献
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陕西省耕地资源变化及耕地压力指数分析与预测 总被引：6，自引：5，他引：1
为了阐述陕西省的耕地面积变化及其压力状况,基于60 a统计数据,分析了陕西省耕地数量随时间变化特点,计算了耕地压力指数,利用GM（1,1）模型预测了全省未来10 a耕地面积及其人均耕地面积变化。结果表明,1949－2010年的60 a时间里,陕西省耕地面积总体呈现下降趋势,下降了152.41万hm2,旱地是耕地的主体,减少了181.35万hm2,而水浇地面积增加了77.51万hm2,耕地结构趋于合理;人均耕地面积下降了0.28 hm2, 1980年以前的30 a时间下降最明显,到2010年为0.10 hm2。未来10 a里,全省耕地面积和人均耕地面积会有一定的下降,但降幅不明显,且3种预案条件下（人均年粮食需求量380、400、420 kg）,耕地压力过大出现的时间不同,人均年粮食需求量420 kg下最小人均耕地面积出现的时间最早（2014年）,人均年粮食需求量400 kg下最小人均耕地面积出现在2017年,并基于此对陕西省粮食安全问题提出了相应建议。 相似文献
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中国第二次土地调查以来省域耕地利用时空变化 总被引：2，自引：1，他引：2
[目的]分析和研究全国第二次土地调查(简称"二调")以来各省级空间地域单元的耕地利用现势分布和省域耕地利用的时空特征,以期寻求促进耕地资源可持续利用的针对性政策改进措施。[方法]基于2009—2016年全国和省级年度土地利用现状数据,利用GIS空间分析、数学指数模型等方法进行研究。[结果]①2009—2016年间中国耕地面积总体呈减少趋势,其中旱地减少面积多于水田、水浇地增加面积,耕地总面积共减少4.64×10~5 hm~2,但基于各省域间资源禀赋的异质性和社会经济发展差异,耕地面积分布与利用呈现出明显的差异性。②受不同阶段耕地保护政策的影响,耕地面积在时间和空间不同维度上均或多或少受政策调控,这是形成耕地利用时空变化格局的重要原因。③中国的耕地保护政策需要在耕地利用的时空变化分析基础上进一步加以科学优化,并积极引导区域耕地利用与资源环境协调发展。[结论]现阶段耕地资源利用具有较强的空间、时间异质性和动态变动性特征,而全国省域耕地利用变化过程受到全局性和区域性政策演进与人类活动定向干预的双重作用,亟需在及时跟进和把控耕地变化特征差异的基础上,通过适时合理的政策调控实现对省域耕地资源差异化保护和利用,以保障粮食安全和协调资源匹配,促进区域可持续发展。 相似文献
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地貌可以制约地表水分和热量的分配，对耕地质量具有决定性的意义。该研究基于土地利用现状、地貌区划和降水等数据，利用空间分析、单一地类流向分析等方法，分三个时段从地貌分区的角度研究了河北省2009－2018年耕地时空变化情况。结果表明：1）近10年耕地面积基本保持稳定。耕地共减少2.91万hm2，平均每年减少0.32万hm2；平原和盆地耕地减少，丘陵、山地和高原耕地增加。2）耕地重心向北移动，耕地"上山"现象明显。2009－2012、2012－2015、2015－2018这3个时段内流入耕地较流出耕地平均海拔分别升高了321.89、120.25、102.78 m；流入耕地重心较流出耕地重心向分别向西北、东北、北方向移动了78.19、38.05、18.06 km。3）耕地向降水少、气温低的区域转移。流入耕地平均降水和气温低于流出耕地。降水量小于400 mm的区域耕地面积增加1.57万hm2，降水量大于400 mm的区域耕地面积减少4.48万hm2；平均气温大于8 ℃的区域耕地面积减少5.06万hm2，平均气温低于8 ℃的区域耕地面积增加2.15万hm2。4）流入耕地的主要来源为未利用地，流出耕地的主要去向为建设用地，村庄建设占用是最主要的去向。研究结果可为完善耕地占补平衡政策和耕地后期监管提供决策支撑。 相似文献
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确保粮食安全是中国治国理政的头等大事,当前耕地非粮化对粮食生产产生严重影响。该研究以关中地区为例,研究耕地显性非粮化、隐性非粮化的时空变化及对粮食产量的影响。结果表明,关中地区耕地显性、隐性非粮化程度在加剧。2000—2010年、2010—2020年显性非粮化面积占2010年、2020年耕地面积的比例分别为5.19%、29.10%,2000年、2010年、2020年隐性非粮化面积占当年耕地总面积的比例为51.69%、55.07%、66.69%。耕地显性、隐性非粮化导致的粮食损失量呈增加趋势,且隐性非粮化导致的粮食损失量远大于显性非粮化。2000—2010年、2010—2020年,显性非粮化导致的粮食损失量占2010年、2020年粮食产量的平均值为0.10、0.74。2000年、2010年、2020年隐性非粮化导致的粮食损失量与当年粮食产量的比值的平均值分别为1.37、1.16、1.95。基于此,在当前缺少耕地隐性非粮化有效治理措施的情况下,亟需进行耕地隐性非粮化治理政策措施的研究与制定。耕地隐性非粮化的根本原因是粮食种植的收益低,应当加大种粮补贴力度,通过补贴弥补粮食种植收益低的短板,以提高农民的粮食生产积极性。 相似文献