基于机器学习和SHAP算法的农业用水量预测模型构建

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作者 昝子懿 岳卫峰 +5 位作者 赵航正 曹倡铭 胡竞丹 胡立堂 徐洋 陈爱萍 《节水灌溉》 北大核心 2024年第12期102-110,共9页

农业用水预测是区域水资源规划中的关键环节,对于实现水资源合理开发,保障粮食安全具有重要的指导意义。然而,现有农业用水预测模型普遍存在输入参数冗余、模型精度不够等问题,不利于有效地进行水资源管理和优化决策。因此,选择内蒙河... 农业用水预测是区域水资源规划中的关键环节,对于实现水资源合理开发,保障粮食安全具有重要的指导意义。然而,现有农业用水预测模型普遍存在输入参数冗余、模型精度不够等问题,不利于有效地进行水资源管理和优化决策。因此,选择内蒙河套灌区作为研究对象,首先对灌区农业用水量相关驱动因子进行主成分分析(Principal Components Analysis,简称PCA),筛选出影响灌区农业用水量的关键因子;其次构建多种基于机器学习的农业用水预测模型;最后,利用Shapley加法解释方法(SHapley Additive exPlanations,SHAP)验证最优模型应用的合理性,并深入挖掘各特征值对农业用水量的贡献影响。结果表明:多层感知器神经网络(MLP)机器学习模型可以有效的预测农业用水量,其R2评价指标为0.84,相较于其他五种不同机器学习模型(最小绝对收缩和选择算子回归Lasso、岭回归Ridge、决策树DT、随机森林RF、极限梯度提升XGboost),该模型预测结果较好。采用SHAP值法对MLP机器学习模型中的输入参数进行量化分析,发现第一产业总产值与粮食产量有较高的绝对平均SHAP值,而在不同灌域中SHAP值贡献大小略有差异。构建农业用水量预测筛选模型可以准确预测农业用水量,从而实现灌区农业精准灌溉并提高水资源利用效率,对于缓解未来河套灌区水资源供需矛盾具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 农业用水量 机器学习 用水量预测 SHAP 河套灌区

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干旱地区灌区水盐运移及平衡分析 被引量：33

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作者 岳卫峰 杨金忠 +1 位作者 童菊秀 高鸿永 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期623-626,632,共5页

黄河流域多数灌区存在着耗水机理不清、水资源利用率低、土壤次生盐碱化等许多问题。为合理配置和有效利用灌区地表、地下水资源,改善灌区生态环境,本文选择内蒙古河套灌区的义长灌域作为研究区域,建立了非农区-农区-水域的水盐运移及... 黄河流域多数灌区存在着耗水机理不清、水资源利用率低、土壤次生盐碱化等许多问题。为合理配置和有效利用灌区地表、地下水资源,改善灌区生态环境,本文选择内蒙古河套灌区的义长灌域作为研究区域,建立了非农区-农区-水域的水盐运移及均衡模型,并利用该模型对水分在各个环节的转化与消耗、以及水盐的迁移进行了定量分析。结果显示,农区脱盐量的75%随地下水迁移到了非农区,说明了灌区内排水和旱排的重要性。 展开更多

关键词 义长灌域 水均衡 盐分均衡 内排水 旱排

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引黄灌区水资源联合利用耦合模型 被引量：27

3

作者 岳卫峰 杨金忠 占车生 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期35-40,共6页

随着引黄水量日益减少,如何有效利用有限的地表水和地下水,成为内蒙河套灌区亟待解决的问题。该文以引黄水量最小和地下水开采量最大为目标,以控制各用水区地下水位在适宜范围作为约束条件,通过动态耦合地下水模拟模型与地表地下水联合... 随着引黄水量日益减少,如何有效利用有限的地表水和地下水,成为内蒙河套灌区亟待解决的问题。该文以引黄水量最小和地下水开采量最大为目标,以控制各用水区地下水位在适宜范围作为约束条件,通过动态耦合地下水模拟模型与地表地下水联合利用优化模型,建立了灌区水资源联合利用耦合模型,最后应用此耦合模型对灌区2020和2030年的引黄水和地下水进行了优化分配。结果表明:通过合理调整产业结构和有效利用地表地下水,灌区2020和2030年的引黄水量分别为39.15、38.54亿m3/a,可以达到国家规定的40亿m3/a指标。研究成果可为黄河流域乃至全国其它干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 水资源 优化 模型 地下水 联合利用 引黄灌区

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内蒙河套灌区义长灌域水均衡分析 被引量：9

4

作者 岳卫峰 杨金忠 +1 位作者 高鸿永 徐建新 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第6期25-28,共4页

针对义长灌域土地利用的主要特点,建立了以土壤水为中心的非农区农区水域水均衡模型,该模型可根据历年实测的引排水量等资料,对义长灌域的非农区、农区、水域以及农区与非农区、农区与水域之间的水分迁移转化进行分析。提供了定量分析... 针对义长灌域土地利用的主要特点,建立了以土壤水为中心的非农区农区水域水均衡模型,该模型可根据历年实测的引排水量等资料,对义长灌域的非农区、农区、水域以及农区与非农区、农区与水域之间的水分迁移转化进行分析。提供了定量分析的结果,为义长灌域水资源有效利用提供参考。 展开更多

关键词 农区 水域 河套灌区 土壤水 内蒙 水分迁移 有效利用 水均衡模型 资料 均衡分析

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河套灌区义长灌域耗水机制分析 被引量：7

5

作者 岳卫峰 杨金忠 +2 位作者 王旭升 高鸿永 徐建新 《中国农村水利水电》 北大核心 2004年第8期11-13,共3页

目前黄河流域自然环境脆弱 ,水资源匮乏 ,但同时存在耗水机理不清、水的利用率低等许多问题。选择引黄灌区内蒙古河套灌区中的典型灌域—义长灌域 ,深入研究了区域水平衡和耗水机制 ,为沿黄灌区水资源的高效利用提供参考。

关键词 水资源 义长灌域 水均衡 耗水机制

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干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究 被引量：3

6

作者 岳卫峰 杨金忠 朱磊 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期554-558,共5页

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌... 通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置,同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区的水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考. 展开更多

关键词 干旱灌区 地表水 地下水 联合利用 耦合模型

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河套灌区地下水埋深时空变异特征及其影响因素 被引量：9

7

作者 岳卫峰 孟恺恺 +1 位作者 侯凯旋 杨莹 《南水北调与水利科技》 CAS 北大核心 2019年第5期81-89,共9页

选择内蒙河套灌区义长灌域作为研究区,利用研究区67眼监测井的地下水埋深资料,采用传统统计学、地统计学和灰色关联分析法,对灌域1990-2015年地下水埋深的时空变异性及其主控因素进行了分析,结果表明:(1)义长灌域26a来潜水位下降近0.4m... 选择内蒙河套灌区义长灌域作为研究区,利用研究区67眼监测井的地下水埋深资料,采用传统统计学、地统计学和灰色关联分析法,对灌域1990-2015年地下水埋深的时空变异性及其主控因素进行了分析,结果表明:(1)义长灌域26a来潜水位下降近0.4m,平均下降速率1.6cm/a;(2)义长灌域26a地下水埋深的最优变异函数有高斯、指数和球状模型,以高斯模型为主,区域地下水埋深具有较强的空间相关性,变程多在5~7km;(3)空间插值结果表明,不同时期地下水埋深的空间分布存在一定的差异性,但总体上以1.5~2.5m范围为主,平均占比60%;(4)根据灰色关联分析法和偏相关分析,发现蒸发量和地下水补给量是义长灌域地下水埋深的主要驱动因素。 展开更多

关键词 地下水埋深 时空变异 地统计学法 灰色关联分析 偏相关分析 河套灌区

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内蒙古河套灌区地下水合理开采系数分析 被引量：7

8

作者 岳卫峰 贾书惠 +1 位作者 高鸿永 陈爱萍 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期239-242,共4页

在分析河套灌区适宜埋深的基础上,利用数值模拟模型分析了不同开采系数下灌区地下水埋深动态变化,确定了不同水质分区的地下水合理开采系数:矿化度≤3g.L-1区域的开采系数为0.7,矿化度>3g.L-1区域的开采系数为0.5.

关键词 河套灌区 地下水 开采系数

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基于GAMS的内蒙古河套灌区水资源联合利用分析 被引量：5

9

作者 岳卫峰 高鸿永 +1 位作者 陈爱萍 陈隽 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期12-16,共5页

根据国家和地方对黄河水量的分配比例,未来内蒙河套灌区引黄水量为40亿m3/a,而目前河套灌区多年平均引黄水量为52亿m3/a。随着引黄水量的逐年减少和灌区经济的快速发展,本地区水资源供需矛盾更加突出,合理利用有限水资源成为灌区的首要... 根据国家和地方对黄河水量的分配比例,未来内蒙河套灌区引黄水量为40亿m3/a,而目前河套灌区多年平均引黄水量为52亿m3/a。随着引黄水量的逐年减少和灌区经济的快速发展,本地区水资源供需矛盾更加突出,合理利用有限水资源成为灌区的首要任务。通过灌区现状水资源供需平衡分析,并根据河套灌区中长期规划和水资源利用特点,设计了2种引黄水和地下水联合利用方案,同时对规划年水资源联合利用情况进行了优化分析,并对不同方案下的地下水动态变化进行了模拟。结果表明,通过优化产业结构、增加井渠结合灌溉面积,有效利用地下水资源包括微咸水,可以在40亿m3/a引黄水量下维持灌区可持续发展。 展开更多

关键词 河套灌区 水资源 联合利用 QWS

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灌溉与冻结交互作用对不同类型土地盐分迁移分配影响 被引量：1

10

作者 岳卫峰 吴礼军 +4 位作者 郭梦申 刘宇 杨丽清 徐洋 刘晓丽 《节水灌溉》 北大核心 2023年第2期102-110,共9页

为探讨灌溉与冻结过程中灌区不同类型土地盐分迁移的分异特征,以河套灌区典型试验区内3个代表不同土地类型的试验点为研究对象,采用统计学方法和水盐平衡原理,结合田间连续监测试验,分析了不同时期土壤盐分迁移特征。结果表明:整个试验... 为探讨灌溉与冻结过程中灌区不同类型土地盐分迁移的分异特征,以河套灌区典型试验区内3个代表不同土地类型的试验点为研究对象,采用统计学方法和水盐平衡原理,结合田间连续监测试验,分析了不同时期土壤盐分迁移特征。结果表明:整个试验期非耕地积盐现象明显,尤其是浅表层土壤(0~30 cm)单位面积储盐量平均增加了806.4 g/m^(2),而耕地则减少了49.7 g/m^(2)。受灌溉淋洗和冻结作用的影响,在监测期内耕地与非耕地呈现不一致的盐分迁移规律,秋浇期非耕地土壤盐分向上迁移,导致70 cm以上土层处于积盐状态,而耕地土壤盐分向下迁移,各层均处于脱盐状态;冻结期通常耕地与非耕地的土壤盐分均向上迁移,但在距离排水渠道较近的情况下盐分从浅层土壤向深层土壤运移。该研究结果可为河套灌区秋浇工作的有效开展和排水脱盐的合理规划提供理论依据。 展开更多

关键词 秋浇 冻结 耕地 非耕地 盐分运移 河套灌区

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知识产权保护与科技创新之间关系的辨析 被引量：2

11

作者 岳卫峰 《科技传播》 2012年第8期12-13,共2页

我国已经确立建设创新型社会的宏伟蓝图,实现这个目标不但需要开启社会成员的聪明才智,而且,更为关键的是建设有效的知识产权保护制度。建设有效地知识产权保护体系又离不开清晰地辨识知识产权保护与科技创新之间的关系。本文也是从这... 我国已经确立建设创新型社会的宏伟蓝图,实现这个目标不但需要开启社会成员的聪明才智,而且,更为关键的是建设有效的知识产权保护制度。建设有效地知识产权保护体系又离不开清晰地辨识知识产权保护与科技创新之间的关系。本文也是从这个角度出发,在科技发达国家与中国之间以及中国国内两个层面分析知识产权保护与科技创新的关系,认为科技创新活动有赖于知识产权保护,知识产权保护又受制于社会经济发展阶段、科技发展水平以及文化等因素。 展开更多

关键词 知识产权 科技创新 创新主体 制度建设

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水资源联合运用耦合管理模型研究进展

12

作者 岳卫峰 贾书惠 庞博 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期483-489,共7页

水资源日益紧缺使得水资源联合运用显得越来越重要,水资源联合运用模型中的规划技术,以及优化模型与模拟模型之间的耦合方法是联合运用模型的关键,也是其难点之一.本文从规划技术、耦合方法角度详细介绍了国内外关于水资源联合运用耦合... 水资源日益紧缺使得水资源联合运用显得越来越重要,水资源联合运用模型中的规划技术,以及优化模型与模拟模型之间的耦合方法是联合运用模型的关键,也是其难点之一.本文从规划技术、耦合方法角度详细介绍了国内外关于水资源联合运用耦合管理模型的研究进展.在分析目前研究中存在问题的基础上,提出了未来的发展趋势,并指出模型之间的耦合技术、基于水量水质耦合模拟的联合运用,以及专家决策支持系统和GIS在联合运用模型中的运用等方面值得深入研究. 展开更多

关键词 地表水 地下水 联合运用 耦合方法

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论经营者对顾客在商场购物时遭受人身损害的责任

13

作者 岳卫峰 杨飞 《商场现代化》 北大核心 2007年第02X期295-295,共1页

在现代社会．商场是一个重要人类活动场所．也是社会文明发展的标志。人们经常光顾商场．或者购物或者闲逛．充分地享受现代生活的舒适。但不容回避的是在商场里时不时发生些不愉快的事，如顾客的人身受到损害．有时是由于商场的地面太... 在现代社会．商场是一个重要人类活动场所．也是社会文明发展的标志。人们经常光顾商场．或者购物或者闲逛．充分地享受现代生活的舒适。但不容回避的是在商场里时不时发生些不愉快的事，如顾客的人身受到损害．有时是由于商场的地面太滑．顾客不懊摔到了：有时是商场的悬挂物脱落使顾客受损：有时是因为第三者地侵害．顾客受到伤害等等。那么在这么多种事故中．人们不禁要问．谁对此应承但责任7在现代社会．人们高喊着。那里有损害．哪里就有救济”的名言不断审视着我们的法律制度安排。我们根据相关的法律规定也在救济着那些受害者．但这并不说明此问题就不值得再进一步探讨．何况对发生在购物时的人身损害事件经营者应承担什么法律责任这个问题．学者们一直存在争议。笔者也将在这里对此予以探讨。 展开更多

关键词 人身损害 法律责任 经营者 商场 顾客 购物 社会文明发展 现代社会

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7．5kV·A单相航空静止变流器的研制

14

作者 岳卫峰 石健将 +1 位作者 刘文波 谢少军 《电源技术应用》 2005年第2期6-9,共4页

应用了一种新颖双管正激组合变换器作为三态滞环控制电流型逆变器直流输入前级,研制了一种输出7.5 kV·A的单相航空静止变流器,将某型号飞机上三相115V/400 Hz供电系统,变换成220V/50Hz单相交流电,以满足特殊机载设备的供电要求。

关键词 双管正激变换器 组合变换器 三态滞环电流控制 逆变器

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论经营者的安全保障义务

15

作者 岳卫峰 《中国环境管理干部学院学报》 CAS 2007年第2期41-42,46,共3页

经营者的安全保障义务无论在理论界还是在实践中都受到大家的关注。本文对经营者之所以承担安全保障义务的法理基础进行论述,陈述了传统民法理论和我国目前学界对此的看法,探讨了经营者的安全保障义务的性质和具体内容。

关键词 安全保障义务 法理基础 法定义务

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内蒙古河套灌区GSPAC水分通量分析 被引量：19

16

作者 王旭升 岳卫峰 杨金忠 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第2期30-33,共4页

阐述了内蒙古河套灌区的水文要素特征和农业节水改造形势。综合考虑区域性水循环过程中地下水系统、地表水系统和土壤植物大气连续体的密切联系,建立了内蒙古河套灌区人工自然复合型的GSPAC系统模型。以各子系统的水均衡为控制条件,计... 阐述了内蒙古河套灌区的水文要素特征和农业节水改造形势。综合考虑区域性水循环过程中地下水系统、地表水系统和土壤植物大气连续体的密切联系,建立了内蒙古河套灌区人工自然复合型的GSPAC系统模型。以各子系统的水均衡为控制条件,计算了现状和节水改造后灌区GSPAC水循环界面通量,并预测了地下水埋深变化的幅度。 展开更多

关键词 内蒙古 河套灌区 GSPAC 水分通量 水循环 灌溉

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三相四线PWM整流器的一种新型零静差控制策略研究 被引量：6

17

作者 石健将 王文杰 +3 位作者 龙江涛 袁昊 岳卫峰 何湘宁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期114-119,126,共7页

针对400Hz三相四线PWM整流器的特点,应用新型的虚拟正交变换方法设计了一种新型的控制策略,以实现输入电流零静差控制和各相独立控制。本文重点分析了该控制器的数学模型和系统控制框图,并通过调节PWM调制波的直流偏置来实现输出串联电... 针对400Hz三相四线PWM整流器的特点,应用新型的虚拟正交变换方法设计了一种新型的控制策略,以实现输入电流零静差控制和各相独立控制。本文重点分析了该控制器的数学模型和系统控制框图,并通过调节PWM调制波的直流偏置来实现输出串联电容的均压控制;同时,通过对传统的SPWM技术加以改进,从而减小中线电流的纹波;最后,通过仿真和实验验证了该控制策略的可行性。该控制策略具有设计简单、易模块化的特点。 展开更多

关键词 三相PWM整流 三相四线制 虚拟正交变换 单位功率因数

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6kVA单相航空静止变流器研制 被引量：6

18

作者 石健将 龚春英 +1 位作者 严仰光 岳卫峰 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2002年第6期25-27,共3页

以新颖的双管正激组合变换器作为三态滞环控制电流型逆变器直流输入前级 ,研制了一种 6kVA单相航空静止变流器 ,将飞机 115V/ 4 0 0Hz恒压恒频二次电源 ,变换成 2 30V/ 5 0Hz单相交流电 ,以满足机载设备的供电要求。

关键词 6kVA单相航空静止交流器 变换器 逆变器 三态滞环电流控制

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冻结期与融解期潜水蒸发系数模拟研究 被引量：10

19

作者 童菊秀 杨金忠 +1 位作者 岳卫峰 张新林 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期21-24,40,共5页

根据河套灌区的长期观测资料,确定非冻融期参数后,由稍作修改的水量均衡方程及优化求解方法计算地下水埋深,对冻融期潜水蒸发系数公式逐步进行分析改善,最后在冻结期和融解期采用增加常数项的指数形式的潜水蒸发计算公式,模拟计算的地... 根据河套灌区的长期观测资料,确定非冻融期参数后,由稍作修改的水量均衡方程及优化求解方法计算地下水埋深,对冻融期潜水蒸发系数公式逐步进行分析改善,最后在冻结期和融解期采用增加常数项的指数形式的潜水蒸发计算公式,模拟计算的地下水埋深与实际观测结果拟合最好。根据模拟结果,冻融期的潜水蒸发系数仅用地下水埋深来表示,其它影响因素反映在参数中,模型简单,方便实用。 展开更多

关键词 冻结期 融解期 水量均衡 潜水蒸发系数 优化求解方法

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内蒙古义长灌域土壤盐分变化特征分析 被引量：10

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作者 刘显泽 岳卫峰 +1 位作者 贾书惠 陈爱萍 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期503-507,共5页

土壤盐渍化是影响作物产量与制约农业发展的重要因素.本文根据义长灌域2012年5-12月份的野外实测资料,分析了试验区土壤含盐量在垂向剖面上的分布特征和变化规律;研究了地下水埋深和矿化度季节性变化规律及其对土壤盐分运移的影响.研究... 土壤盐渍化是影响作物产量与制约农业发展的重要因素.本文根据义长灌域2012年5-12月份的野外实测资料,分析了试验区土壤含盐量在垂向剖面上的分布特征和变化规律;研究了地下水埋深和矿化度季节性变化规律及其对土壤盐分运移的影响.研究结果表明:强烈的蒸发促进盐分向土表运移,随土层深度的增加,土壤含盐量呈降低趋势;土壤积盐脱盐交替频繁,交替周期与灌水周期相对应;地下水埋深受灌排系统影响较大,作物生育期内地下水矿化度无较大波动;由于土壤盐分运移受多种因素影响,在野外试验条件下,单一因素如地下水埋深或地下水矿化度与土壤盐分运移的关系不显著.研究结果可为义长灌域土壤盐渍化防治与水土利用提供理论依据. 展开更多

关键词 义长灌域 盐分运移 地下水埋深 地下水矿化度

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