简介:摘要 : 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加,农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题,本研究建立了一个认知无线传感器网络( CRSN)作物表型信息采集模型,并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡( DSEB)的事件驱动分簇路由算法。算法包括:( 1)动态频谱感知分簇,采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头,构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子,提升网络各分簇平均频谱利用率;( 2)融入边缘计算的事件触发数据路由,根据构建的分簇拓扑结构,将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点,簇内汇聚包括直传和簇内中继,簇间中继包括主网关节点和次网关节点 -主网关节点两种情况;( 3)基于频谱变化和通信服务质量( QoS)的自适应重新分簇:基于主用户行为变化引起的可用信道改变,或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰,触发 CRSN进行自适应重新分簇。此外,本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化(假设 sink为中心),即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到 sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明,与采用 K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇 (ERP)路由方案相比,在 CRSN节点数为定值的前提下,基于 DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进;在主用户节点数为定值时,所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。
简介:为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制,对鲁中山区选择典型小流域,运用土壤分形和水文学原理与方法,通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能,探讨土壤人渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明:1)不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地〉弃耕地〉生态林地〉经济林地,土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地〉经济林地〉弃耕地〉坡耕地;2)研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关,二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关;3)霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率,而菲利浦模型的适用性较差。因此,研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失,降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数,导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。
简介:文章以全国361个县级市为研究单元,以人均公园绿地面积为研究指标,采用数理统计及空间分析方法,研究1996—2015年我国县级市人均公园绿地面积的时空分异特征。结果表明:1)时序上,县级市人均公园绿地面积因公园绿地面积持续增长且城市人口总体下降,呈现高速增长态势,但始终处于全国较低水平;2)差异上,县级市市域间人均公园绿地面积相对差异在快速缩小,但绝对差异依旧显著,两极分化形势明显;3)空间格局上,县级市市域人均公园绿地面积经历了"低水平基本均衡""东西部突出""东部→中西部→东北三个梯度"的空间格局演变过程,从增长情况看,则呈现东部增量最大、西部次之、中部及东北较弱的空间分布格局。
简介:利用1961-2010年西宁市三县灾情普查资料和降水资料,通过数理统计法分析了西宁市基于降水距平百分率的气象干旱指标对农业气象干旱的适用性,同时采用相关性分析及逐步回归等方法,用近年来自动站土壤墒情资料,建立了简单易行的农业气象干旱预测预警模型。研究结果表明,西宁市生长李各月降水主要为正常年型,其次为轻旱和稍丰年型;季节正常为主要降水年型,其次为轻旱、稍丰,其余降水年型出现频率小。干旱发生频率从大到小均为春、秋和夏;年降水量基本不出现重旱或超丰以上的降水年型,正常年型占58%~66%,气象干旱发生频率为14%-22%。轻旱出现频率为15%左右,而中旱和重旱出现频率不足5%。用降水、气温与土壤水分间的关系建立墒情模型,参数获取简单,实用性强,开展农业气象干旱发生、发展趋势预测,对农业生产管理具有一定的指导作用。