土地景观格局、动态对农业旱灾的影响研究

自然灾害系统理论将对自然灾害的研究扩展到人类行为的环境角度。景观生态学认为景观是在气候、地形、地貌、植被、水文以及人为活动共同作用下形成的自然综合体。土地景观作为农业旱灾的孕灾环境和广义承灾体，在旱灾的形成和灾情演变中具有重要的作用，表现在中小尺度上土地景观的空间分异决定旱灾空间分布的差异；其动态变化影响农业旱灾灾情的变化。以地处松嫩平原腹地的农安县为例，分析土地景观格局、动态变化对农业旱灾的影响关系，指出研究区土地景观农业干旱敏感性空间变异很大，以轻度敏感级和中度敏感级土地为主，不敏感级很少；表明整体上对农业干旱的抵御能力处于中等水平；在中度敏感性级别范围内的农田面积增加是导致农安县农业旱灾频繁、旱灾灾情加剧的重要原因。土地景观格局、动态变化对农业旱灾影响关系的研究，可为通过合理利用土地减轻农业旱灾提供充分的理论依据。图4，表1，参16。     

基于GIS的松嫩平原农业干旱敏感性分析

以农安县为例,选择了湿润指数、平均风速、土壤质地、地形地貌和水文条件以及人类活动影响程度作为松嫩平原农业干旱的敏感性评价因子,结合层次分析和专家打分模型,采用地理信息系统技术进行农业干旱敏感性分析,旨在分析生态环境对农业干旱的影响,为农业减灾、避灾提供依据。图2,表1,参10。     

基于信息扩散技术的辽宁省农业旱灾风险评价

针对历史灾情资料缺乏,采用传统统计模型进行风险分析精度不高的缺陷,根据正态信息扩散原理,引入能够优化处理小样本和体现风险评估模糊不确定性的模糊风险计算模型,对辽宁省自20世纪90年代以来的旱灾受灾指数进行分析。计算结果表明:辽宁省的旱灾几乎年年发生,受损程度主要集中在20%~40%,受损10%以上旱灾发生概率为92.92%,结果符合实际。该方法简单易行,分析结果意义清楚,对防灾减灾具有一定的指导作用。     

干旱等级和旱灾程度的定量表示法

根据风级和震级的计算原理，提出了干旱等级和灾度的概念。干旱等级是描述一次干旱强度的定量指标，干旱灾度是描述一次干旱造成社会损失大小的定量指标。这两个指标从理论和应用方面来说都具有许多优点，概念明确，简单易行，具有重要的实际意义。表l，参3。     

加权马尔可夫SCGM(1,1)c模型在农作物干旱受灾面积预测中的应用

灰色模型拟合时序数据的总体趋势,所得拟合精度指标是随机波动的,而马尔科夫链原理适合处理波动性大的系统过程,选用能更好解决随机波动性的加权马尔可夫链预测方法,提出一种用于农作物干旱受灾面积预测的加权马尔可夫SCGM(1,1)_c模型,适用时间短、数据量少且随机波动大的动态过程预测.以我国农作物干旱受灾面积预测为例,表明加权马尔可夫SCGM(1,1)_c模型对于农业旱灾预测具有较高的精度.     

基于随机Petri网的多部门协同农业抗旱应急处置流程建模——以内蒙古巴彦淖尔市为例

随着全球气候变暖，干旱灾害发生频次和强度增加，严重威胁到农业生产。如何保证农业抗旱应急处置流程的顺畅高效，提高农业抗旱应急处置效率，是减少农业生产损失的关键。首先，从信息流的角度，基于OODA环分析了农业抗旱应急管理流程的各个阶段。针对农业旱灾及应急抗旱的特点，建立了多部门协同农业抗旱应急处置流程，基于随机Petri网构建了多部门协同农业抗旱应急处置流程仿真模型，通过同构马尔可夫链分析该系统性能，进一步提出关键环节及处置时间的确定方法。最后，以内蒙古巴彦淖尔市为例，分析农业抗旱应急处置流程的效率，确定关键环节及其处置时间。结果表明：① 本文提出的多部门协同农业抗旱应急处置流程可以缩短应急时间。以巴彦淖尔市2018年的抗旱应急为例，抗旱时间从半个多月缩短为约11.5天。在各环节中，信息发布是容易造成信息堵塞的环节，寻找应急水源是最耗时的环节。② 提高关键环节的应急处置效率，将进一步提高应急抗旱的效率。对抗旱应急总时间影响最大的启动应急预案是关键环节，将该环节的平均实施时间缩短为1/15天，可以将抗旱时间进一步缩短2.5天。     

智慧流域及其应用前景

为了应对全球气候变化和人类剧烈活动导致的水资源短缺、洪灾旱灾并重和生态环境恶化等复杂水资源情势, 推动流域信息化水平向更高层次发展, 借鉴"智慧地球"的理念提出了"智慧流域"这一概念. 分析了智慧流域建设的战略需求和技术推动因素, 提出了智慧流域的涵义并阐述了其特征, 设计了智慧流域总体框架, 对其中使用的关键技术和支撑平台, 如物联网技术、射频识别标签、无线传感器网络、云计算与云存储、 流域虚拟现实系统平台、基于多源耦合的气象水文信息保障平台、二元水循环数值模拟平台、水资源数值调控平台和流域数据同化系统平台等进行了探讨. 最后研究了智慧流域在防洪减灾、抗御干旱、防治污染和水资源管理 中的具体应用. 智慧流域是水利信息化的发展趋势和最高层次, 必将产生新的学科增长点, 在水利各个领域有着良好的应用前景.     

旱雹灾害对定西县粮食生产影响的预测

本文运用灰色系统理论对多灾的甘肃省定西县的灾变规律进行描述和分析。将36年的 资料预以数据处理并建立了预报方程,从而对该县未来年份的粮食生产趋势进行预测。 定西县地处大陆腹地的陇西黄土高原中部,海拨 1650—2580 米。由于东南有山脉屏障,海洋潮湿气流不易到达,却易受西伯利亚干冷空气侵袭,因而降水稀少,属温带半干旱气候。年平均气温 6.5℃,无霜期 149天,年平均降水量 421 毫米(据1958年-1977年资料统计)。由于季风和地形地势影响,降水时空分布不均,主要集中于7—9月。干旱、冰雹是本县的主要自然灾害,尤其是干旱对农业生产构成经常性威胁。根据 1950年—1985 年 36 年的资料统计,共发生严重旱灾 9 次(1953、1957、1959、1966、1971、1973、1978、1981、1982),其频率为 25％,平均 4 年一遇。以春旱为主要特点的季节性干旱共出现 17 次,平均近 2 年一遇。冰雹也常有发生,受灾面积一般在 10 万亩左右。 为研冗定的县粮食增减产趋势勺旱雹灾害的关系,特别是未来年份粮食增减变化,本文拟用灰色系统理论的GM(l,l)模型,对粮食增减趋势进行预测。     

基于分形特征的我国干旱灾害小波分析

小波分析可用于揭示旱灾时序数据的演变规律,这对其早期预警具有重要意义.利用我国近60年的的旱灾成灾率时序数据,在 探讨其分形及小波特征基础上,利用Mallat算法进行了多分辨小波分解与重构.结果显示:中国旱灾时序数据存在分形特征,其 最小嵌入维为6; 6层小波分解与重构能够清晰揭示其时序变化的多个周期,其中30-35年(中心32年)周期上能量密度最大.研究证明: 1)分维计算中的最小嵌入维作为小波分解的最大有效分解层数可行,通过对旱灾成灾率时序数据的分析也证实了该猜想,这拓展了分形 计算的应用. 2)我国旱灾成灾率受6个实质性状态变量驱动,具有多周期特征.目前仍处于旱灾成灾率的增长期.     

广西来宾县农业生态经济系统灰色关联分析

来宾县是广西馆个干旱县市的典型代表。本应用灰色关联分析方法对广西来宾县农业生态经济系统进行诊断，提示系统内部的实质，提供系统结构调整和优化的决策依据，增强系统的抗灾能力，促使来宾县以及其他干旱市农业的发展。     

基于佳点萤火虫算法与BP神经网络并行集成学习的旱情预测模型

针对传统BP神经网络在旱情预测的实际应用中随机初始权值和阈值导致网络学习速度慢、易陷入局部解以及计算精度低等缺陷,提出一种基于数论佳点集萤火虫(good point set glowworm swarm optimization,GPSGSO)算法与BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)并行集成学习算法(GPSGSO-BPNN)的旱情预测模型.首先,借鉴数论中佳点集理论构造初始均匀分布的萤火虫种群,并引入惯性权重函数动态修正移动步长,生成基于数论佳点集理论萤火虫算法,并从理论上分析算法的有效性;其次,将GPSGSO算法与BPNN相结合构建并行集成学习算法,实现两种算法的并行交互集成.最后,将并行集成学习算法应用于农业干旱灾害预测中,构建基于GPSGSO-BPNN并行集成学习算法的旱情预测模型.通过8个Benchmark函数验证了GPSGSO算法在收敛速度、计算精度及稳定性等方面的有效性.同时,以皖北农业干旱气象数据作为仿真数据,实验结果表明GPSGSO-BPNN算法在计算速度、精度及稳定性方面较传统BPNN、GSO-BPNN及GA-BPNN等算法有较明显的优势,提高了旱情等级预测的准确性.     

防洪系统脆弱性的模糊极大熵诊断

参照可持续系统的特征,将防洪减灾过程分为防灾、承灾及恢复三个阶段,以脆弱性描述承灾阶段中防洪 系统面临洪灾时应对、抵御洪水的能力,构建了防洪系统脆弱性诊断指标体系,基于GIS技术建立了基于极大熵原理的模糊诊 断模型,提出了降低脆弱性的减灾策略.运用信息熵所反映实际样本的效用值修正权重,为权重分配提供了依据.应用实例 符合北江下游防洪实际,说明了模型的可行性和合理性.     

基于组合权重模糊可变模型的旱涝灾害评价

为了解决旱涝灾害的模糊不确定性问题, 克服以往旱涝灾害评价多采用主观方法确定各评价指标权重的诸多弊端, 采用基于主客观组合权重的模糊可变模型, 评价了旱涝灾害等级. 结果表明, 该模型采用可变模糊方法计算客观权重, 通过迭代使其满足预定的精度, 并在得出的客观权向量基础上利用层次分析法的主观权重予以调整, 实现了主客观权重的融合, 比单纯的主观权重更科学, 又通过权重组合下的模糊可变模型参数变换进行灾害评价, 得到了稳定而可靠的评价结果. 该成果对防灾减灾决策实践有一定参考价值和指导意义.     

多受灾点救灾物资分配调度问题启发式算法

救灾物资的分配调度问题是灾害应急救援工作面临的一项重要任务。合理的物资分配调度方案可以极大程度地缓解灾情,保障人民群众的生命财产安全。本文提出一类具有多个受灾点、多种救灾物资的分配调度问题,以满足所有受灾点物资需求时间最短为优化目标。证明了该问题是强NP难解的,给出了问题的一个下界以衡量近似算法的性能。此外,提出了求解该问题的若干启发式算法,并通过仿真实验对启发式算法的性能进行了比较。     

公平缓解灾民创伤下的应急物资动态调配研究

及时有效地调配物资对灾害应急救援至关重要.考虑两种典型的物资分配策略，构建一个多目标动态调配模型来实现灾后应急物资的有效分配和路径优化选择.其中，多目标不仅强调对救援效率的追求，也重视对救援有效性和缓解灾民心理创伤公平程度的考量.提出相对剥夺成本来刻画救援公平性，且构造包含初救和补救两阶段的需求函数以反映灾害变化、救援调配与需求之间的相互影响.应用设计的遗传算法在2008年汶川地震案例背景下对所构模型进行仿真求解，并通过实施对比分析和关键参数敏感性分析得出一些管理启示.     

吐鲁番盆地的水资源及其合理开发利用探讨

吐鲁番盆地为东天山山间断陷盆地,地形封闭,气候极端干旱,年均降水量16．6mm,年蒸发量达2845mm,是我国极旱荒漠区之一。开发历史悠久,尤其是近50多年以来,从传统绿洲农业经济向现代绿洲经济发展。对于极端干旱的吐鲁番盆地而言,水资源的多寡及利用方式,决定着该区域的最大承载能力,也决定着处于荒漠包围中的绿洲的环境状况,尤其是水资源的使用与分配制约着经济的生存与发展。以水资源为主线,探讨极端干旱区绿洲经济发展具有重要意义。在吐鲁番盆地实地考察、历年统计资料和水资源的形成机制、基本特征及开发利用现状分析的基础上,对该区域水资源开发利用方面存在的问题作了充分剖析,探讨了吐鲁番盆地水资源合理开发的基本对策及可行的途径。图1,表7,参5。     

坐水种对东北半干旱地区玉米前期生长发育的影响

据有关统计资料表明,干旱、半干旱地区占我国国土面积的45%,由此我们可以看到干旱、半干旱地区农业的发展是制约我国农业可持续发展的重要因素之一。在东北的半干旱地区,由于春季干旱造成土壤墒情的不足,严重影响着大田作物的出苗和前期生长发育。多年来该地区的群众创造了不少抗旱播种好经验,坐水种就是当地一种较好的抗旱播种方法,该方法不仅省水,并且水肥集中、保苗率高、增产效益好。以甘南县田间试验为基础,在有限坐水条件下,通过采用不同的坐水种植方案对东北半干旱地区玉米前期的生长发育进行了研究,并予以了定量的描述。表6,参4。