删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于BP神经网络的农田大气氨浓度预测

本站小编 Free考研考试/2022-01-23

摘要
摘要:农业源氨排放是大气氨最主要的来源,其中氮肥施用是最主要的农业氨排放源之一。预测大气氨浓度的变化,确定影响大气氨排放的因素,可为科学管理农田,减轻环境污染提供参考。本文利用BP神经网络分析农田大气氨浓度及与各气象因素的关系,以便清晰地了解农田大气氨浓度的变化规律,为研究农田大气氨提供一种新的思路与方法。首先选取2015年5—10月的农田大气氨浓度数据及气象监测数据,建立以气象因素(气压、气温、相对湿度、降水量、风速和日照时数)为输入变量,农田大气氨浓度作为输出变量的预测模型。其次采用主成分分析法筛选出对农田大气氨浓度影响较大的气象因素,分别为气温、相对湿度、降水量和风速,然后把筛选出的4个主要因素和原来的6个因素分别作为BP神经网络预测模型的输入变量,利用神经网络模型对农田大气氨浓度进行预测。结果显示,农田大气氨浓度的实际值为0.148 5 mg·m-3,4个因素的预测值为0.159 4 mg·m-3,6个因素的预测值为0.173 2 mg·m-3,预测误差分别为7.35%、16.65%,并且4个因素的预测相对误差为1.4%~27.0%,而6个因素的预测相对误差为1.1%~45.0%。预测的农田大气氨浓度在前5 d内变化较大,但随着时间的推移,农田大气氨浓度逐渐变小趋于平缓,且预测值与实际值的变化趋势基本相符。利用4个因素作为输入变量建立预测模型,预测得到的农田大气氨浓度值比6个因素作为输入变量得到的农田大气氨浓度值与实际值更吻合,相对误差值较小。可见,通过主成分分析法去除冗余因素后建立的神经网络模型更加有效,预测结果比筛选之前的预测效果更好,所建立的模型对甄选关键因素具有较好的适用性,并且神经网络预测模型对农田大气氨浓度的预测精度较高。本文构建的农田大气氨浓度预测模型可为农田大气氨浓度分析及相关研究提供方法和思路上的指导。
Abstract:The emission of ammonia from agricultural system is the main source of atmospheric ammonia and nitrogen fertilizer application is the main sources of ammonia emission in agriculture. The prediction of the changes in atmospheric ammonia concentration and the determination of the factors driving atmospheric ammonia emission will be benefit to the basis for scientific and rational farmland management and for control of environmental pollution. In this paper, BP neural network was used to analyze the concentration of ammonia in farmlands and its relationship with various meteorological factors. The aim was to better understand the changes in ammonia concentration in farmlands and provide new idea and method of study of ammonia in farmlands. First, farmland ammonia measured with Laser Analyzer and meteorological monitoring data from May to October 2015 were used to establish a model for the prediction of farmland ammonia with meteorological factors (air pressure, air temperature, relative humidity, precipitation, wind speed and sunshine hours) as input variables. Secondly, principal component analysis was used to screen meteorological factors with the strongest effect on the ammonia concentration in farmlands, including air temperature, relative humidity, precipitation and wind speed. Then four main factors and six original factors were used as input variables to predict ammonia concentration in farmlands in the region. The results showed that the actual ammonia concentration in farmlands was 0.148 5 mg·m-3, the predicted value based on four factors was 0.159 4 mg·m-3 (with predicted error of 7.35%) and the predicted value based on six factors was 0.173 2 mg·m-3 (with predicted error of 16.65%). The range of the relative error of four prediction factors was 1.4%-27.0% and that of six factors was 1.1%-45.0%. The predicted concentration of ammonia in farmlands varied greatly in the first five days, decreased gradually and apparently flattened out with time, which was basically consistent with the measured value. Eventually, four factors were used as input variables in building the prediction model. The predicted values of farmland ammonia concentration used four factors were more consistent with measured values than that used six factors. It was noted that the established neural network model after removing redundant factors by principal component analysis method was more effective, and the prediction results were better than those before screening. The model established had better applicability for selecting key factors, and the prediction accuracy was higher. The model constructed in this paper for predicting ammonia concentration in farmlands provided more accurate method and newer idea than before on the analysis of farmland ammonia concentration and the related research.



PDF全文下载地址:

http://www.ecoagri.ac.cn/article/exportPdf?id=0f6c4e0c-ff8f-4c16-93ac-3d332875e562
相关话题/大气 农田 气象 农业 数据

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 基于GIS和土地质量地球化学数据的水稻种植适宜性评价——以安徽省青阳县为例
    摘要摘要:为加快安徽省青阳县的高标准基本农田建设,开展更加精准的水稻种植适宜性评价,本文根据研究区土地质量地球化学数据和当地水稻对生长环境的需求,通过层次分析法(AHP)把水稻种植适宜性评价作为目标层,把影响目标层的立地条件、理化性质、土壤质量、土地管理作为准则层,再把影响准则层中各因素的项目作为指 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 基于Landsat遥感影像和1:50 000土壤数据库的福州市耕地有机碳动态变化研究
    摘要摘要:耕地土壤碳库是全球碳库中最为活跃的部分,其变化对全球气候变化产生重要影响。目前对耕地土壤有机碳估算多采用中、小系列比例尺的土壤数据库,较少结合遥感影像与大比例尺土壤数据库进行估算。基于此,本研究采用Landsat遥感影像和1:50000高精度土壤数据库,以福建省福州市为例,基于遥感与碳循环 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 规模养猪场户清洁生产认知与行为的影响因素及其作用机理——基于山东省509家规模养猪场户的调查数据
    摘要摘要:生猪养殖是重要的环境污染源,规模养猪场户实施清洁生产行为是防治生猪养殖污染的重要途径。为从根本上降低生猪养殖污染,避免废弃物末端治理带来的弊端,实现环境效益与经济效益相统一。依据计划行为理论,利用山东省17地市509份问卷调查数据,运用结构方程模型,实证研究了规模养猪场户清洁生产认知与行为 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 农业机械化水平对湖北农户耕地复种指数的影响
    摘要摘要:耕地复种指数的提升对我国粮食安全战略实施和三农问题解决意义重大。为了考察农业机械化水平对湖北农户耕地复种指数的影响,以1682份湖北农户调查数据为基础,通过运用IVTobit和IVProbit回归模型,探讨农业机械化水平对农户耕地复种指数的影响及其在不同类型农作物耕地间的差异性。研究结果表 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 有机无机肥配施对滨海盐渍农田土壤盐分及作物氮素利用的影响
    摘要摘要:土壤盐渍化造成氮素的损失,限制了作物对氮素的有效利用。为研究滨海盐渍化农田等氮量投入条件下,有机无机肥配施对农田土壤盐分和作物氮素养分吸收利用及氮平衡的影响,以江苏东台滩涂围垦农田为研究平台,选取玉米品种‘长江玉8号’为供试作物,设6个处理:不施肥(CK)、全有机肥(OM1)、1/4化肥+ ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 农业面源污染防治的难点、问题及对策
    摘要摘要:实现农业绿色发展,提升农产品品质是破解新时代社会主要矛盾在农业领域表现的重要途径,其前提是对农业面源污染进行有效防治,以提升农业生产系统环境质量。本文在系统梳理农业面源污染领域研究文献的基础上,剖析了农业面源污染防治的难点及问题,一是化肥施用总量(折纯量)大与施用强度高并存;使用效率低与流 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 中国农业的生态化转型与发展生态农业新视野
    摘要摘要:本研究从我国农业发展的现实状况出发,分析了我国农业发展成就与存在的问题,并在充分吸收国外农业发展的成功经验与教训基础上,提出了发展我国农业生态化转型的路径选择与发展现代生态农业的新视野。讨论了现代农业生态学的主流思想及其在现代生态农业实践中的应用,并强调应加强协作攻关,探索一套切实可行的环 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 耕地流转胁迫下农户生计多元化选择与可持续性水平——基于重庆市合川区188户的调查数据
    摘要摘要:农户生计资源重组是在耕地流转胁迫下对经济机会的反馈响应。基于重庆市合川区川柠柠檬示范园188户耕地流转农户及其394块流转耕地地块的调查数据,分析了流转农户劳动力特征和流转耕地的数量、质量及耕作半径特征,进而剖析耕地流转后农户多元化生计选择策略,并基于可持续生计框架,从生计资本、生计策略和 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 矿山废水灌溉区农田土壤N<sub>2</sub>O的产生及释放机制研究
    摘要摘要:农田系统是温室气体N2O的主要排放源,目前对酸性矿山废水(acidminedrainage,AMD)灌溉影响下,农田土壤剖面N2O的来源识别、转换机制及其控制因子缺乏深入研究。本文选择广东省大宝山矿区下游沿岸水稻田和甘蔗田两种典型农田,针对酸性矿山废水灌溉区(上坝村)和天然来水灌溉区(连心 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23
  • 农业景观组成对玉米螟天敌数量的影响
    摘要摘要:高比例和多样的非耕作生境带来的农田景观高异质性是维持农业生物多样性的关键,推测提高非耕作生境组成能够促进农田中玉米螟天敌数量和种类增加。为揭示不同非耕作生境组成对玉米螟天敌数量的影响,本文选取东北平原玉米种植典型县——辽宁省昌图县,按照5个非耕作生境比例(0~10%、10%~20%、20% ...
    本站小编 Free考研考试 2022-01-23