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基于迁移学习的三江源地区林草病害识别算法研究
陈宏冠;李家叶;汪孟尧;白露超;方序鸿;于兵;三江源地区作为我国重要的水源生态涵养区,其林草病害研究对保障生态可持续发展具有重要意义.然而,该地区地形复杂多样、野外观测数据匮乏、研究基础薄弱,制约了林草病害识别技术的发展.本研究旨在通过采集大规模野外数据,研发一种基于YOLOv8n-cls的迁移学习模型,以实现三江源地区林草病害的快速精准识别.研究团队自主开发林草病害图像采集APP,在青海省班玛县莲花林区等19个林区,针对16种林草病害及48类相关植物,系统采集了10 344张原始图片,进而构建包含4 048张224×224像素标准化图像的数据集,涵盖锈病、漆斑病、叶斑病、白粉病等12类常见病害.为提升识别精度,本研究以YOLOv8n-cls模型为基础,结合迁移学习策略,利用COCO128数据集预训练权重,通过调整全连接层输出结构实现类别概率映射,并采用Adam优化器和自适应学习率策略优化模型参数.为验证迁移学习效果,本研究以ResNet-152预训练模型为基准,在统一实验条件下进行对比分析.结果表明,基于YOLOv8n-cls的迁移学习模型在测试集上的宏平均识别精度达0.96,较ResNet-152模型(宏平均值0.95)提升1%,且大部分病害类别的识别精度超过93.33%.该模型展现出计算效率高、识别精度高的优势,为构建三江源地区生态安全监测体系提供了关键技术支撑.
基于格点数据的黄河源区面雨量计算及径流量预报
刘玮;周丹;郑玲;熊国玉;李梓萱;代青措;刘猛;任君;基于国家气象信息中心发布的全国地面降水0.5°×0.5°格点数据集(V2.0)和黄河源区气象水文资料,计算黄河源区面雨量,构建有效雨量因子,系统分析气象因子与径流量的关联性,并构建分月、日均流量预报模型.结果表明:(1)黄河源区年面雨量、年降水量与年平均径流量波动呈现显著一致性(相关系数>0.9),而年平均最高气温与径流量呈负相关.近60年径流量以7.8 m3·s-1·(10 a)-1速率递减,表明气温升高导致的蒸散效应强于冰川融水补给作用.(2)5~6月最低气温对径流的影响最显著,说明冰雪融水主导补给;7~8月气温升高与降水增多,雨季降水成为主要补给源;9月降水量对流量的影响最显著,连阴雨持续性补给特征突出.(3)采用逐步回归法分月建立预报模型,纳入前1~6 d面雨量、5 d滑动气温及历史流量等因子,模型预报精度在87%以上.本文提出的黄河源区日均流量预报模型显著提升了黄河源区径流预报精度,在水电径流预报服务中具有较高应用价值.
基于TOPSIS与地理探测器的黄河流域九省区基本公共服务实现均等化及驱动力研究
贾海发;王雅博;马少文;定量测度黄河流域九省区基本公共服务实现均等化水平并分析其驱动力,能够为黄河流域基本公共服务相关政策制定提供科学参考.以黄河流域九省区为研究单元,从公共教育、公共文化、公共卫生、就业与社会保障、基础设施、生态环境、信息化服务、公共交通8个维度构建基本公共服务实现均等化综合评价指标体系,运用“熵值法+CRITIC法”组合赋权确定指标权重,利用TOPSIS法客观评价黄河流域基本公共服务水平,采用基尼系数测度内部差异,并运用地理探测器模型探究影响其基本公共服务水平的核心驱动力.研究结果表明:2006—2021年黄河流域九省区基本公共服务水平整体处于上升趋势,且处于相对均衡状态;驱动力中市场因素占主导作用,政策因素起主要控制作用,经济因素是基础,社会环境起到重要催化作用.
山西中部城市群生态韧性时空分异特征
穆志腾;付建新;郭文炯;山西中部城市群是国家区域发展战略的重要支点,但生态本底脆弱与城镇化压力叠加,导致生态承载力与可持续发展之间冲突显著,亟须开展生态韧性研究,以保障区域生态安全.本研究基于“抵抗力-适应力-恢复力”评估框架,构建综合评估模型,采用3 km×3 km网格单元,对2010—2023年山西中部城市群生态韧性的时空演变进行精细化分析.结果表明:(1)研究期内区域生态韧性均值从0.345 7下降至0.325 5,整体呈波动下降趋势,系统稳定性趋于减弱;(2)生态韧性空间分异显著,呈现“山地高韧性维持、河谷低韧性扩展”的分布格局,其中吕梁、太行山区韧性较高,而汾河谷地因建设用地扩张迅速,导致生态破碎化加剧,形成低韧性集聚区;(3)生态韧性呈现出中、低水平区域不断扩大,高、较高水平区不断缩小的趋势.研究表明,区域生态安全格局优化应严格控制河谷地带城市扩张,增强吕梁-太行山区生态屏障功能,提升景观连通性,构建韧性生态网络.成果可为山西中部城市群的空间规划、生态修复与可持续发展提供科学支撑.
基于大数据的陕西省县域工业空间格局解译及优化策略
谢永尊;郑雨溪;梁鹏宇;张建勋;在国家大力推进空间治理体系和治理能力现代化的背景下,对工业空间格局的解译及优化,是提升工业高效治理的基本空间途径,对促进区域经济高质量发展,优化国土空间格局,助力“双碳”目标的实现具有重要意义.以陕西省县域单元的五类工业空间为研究对象,运用大数据定量研究方法,构建了“底数识别-类型划分-格局解译”的工业空间格局解译技术实现路径.结果表明:(1)以秦巴山脉大环线为核心的集聚式优势发展格局已经形成;(2)以千山-子午岭发展带为中心的大分散、小集中潜力发展格局初步显现;(3)以关中平原发展带为主体的分散式低效发展格局日益凸显.并以此为基础,从强化建设秦巴大环线和陕北大走廊、着力打造千山-子午岭新兴产业带、积极推进低效空间单元转型升级、创建“飞地园区联盟”合作体系和建立统一的省域产业管理平台等方面提出优化策略与建议.
二叉树和化学单圈图的Sigma指标的极大值
王月卿;王蕾;张磊;图G的Sigma指标定义为■,其中d(u)表示顶点u的度,图G的Sigma指标是衡量图的非正则性的重要参数.本文研究了两类图(二叉树和化学单圈图)的Sigma指标的极值问题,分别确定了二叉树和化学单圈图的Sigma指标的极大值.