净生态系统CO_(2)交换量(NEE)和蒸散(ET)是表征半干旱区生态系统碳水循环能力的重要指标。对碳水通量动态变化的准确模拟和驱动机制的深入分析,有助于明确黄土高原半干旱区草地生态系统的功能及其对气候变化的响应。基于黄土高原铁杆蒿...净生态系统CO_(2)交换量(NEE)和蒸散(ET)是表征半干旱区生态系统碳水循环能力的重要指标。对碳水通量动态变化的准确模拟和驱动机制的深入分析,有助于明确黄土高原半干旱区草地生态系统的功能及其对气候变化的响应。基于黄土高原铁杆蒿草地生态系统2018—2022年日尺度通量观测数据,使用多元线性回归模型、机器学习模型(随机森林、支持向量机和人工神经网络模型)和融合生态学知识与机器学习的生态知识-机器学习(EML)模型分别对NEE和ET进行拟合。其中,有6种基于不同生态假设的EML模型用于拟合NEE,7种基于不同生态假设的EML模型用于拟合ET。最后构建拟合效果最好和解释能力最优的EML模型并探究环境和植被因素对NEE和ET的影响。结果表明:(1)包含了气象因素、土壤水分因素和植被因素的EML模型对NEE和ET的拟合效果最好,R2和RMSE分别为0.81和0.70 g C m^(-2)d^(-1),0.83和0.48 mm/d,MRE和MAE分别为1.72和0.48 g C m^(-2)d^(-1),0.29和0.30 mm/d。该模型在NEE和ET上的拟合能力较多元线性回归模型提升了24.62%和12.16%,较机器学习模型平均提升了13.02%和6.87%。(2)空气温度是NEE和ET的主要影响因素,重要性占比分别为63.12%和60.38%。6℃和22℃是草地NEE日均空气温度的阈值,在6—22℃之间NEE处于下降趋势,在22℃后NEE变为平稳趋势。0℃和22℃是草地ET日均空气温度的阈值,当空气温度大于22℃后,ET由上升趋势转变为平稳趋势。(3)土壤水分因素在NEE和ET的重要影响因素中的占比分别为17.13%和5.66%,NEE对土壤水分的敏感性高于ET。研究结果有助于完善半干旱区草地生态系统碳水通量的模拟方法,并明确其对环境和植被因素的响应。展开更多
载人航天器研制过程中,人因要素在早期阶段融入设计仍有待提升,且常规的基于模型的系统工程(model based systems engineering,MBSE)体系缺少将人与系统其余部分进行整合的充分考虑,导致开发迭代周期变长,也大幅增加了研制成本。针对这...载人航天器研制过程中,人因要素在早期阶段融入设计仍有待提升,且常规的基于模型的系统工程(model based systems engineering,MBSE)体系缺少将人与系统其余部分进行整合的充分考虑,导致开发迭代周期变长,也大幅增加了研制成本。针对这一问题,提出载人月球探测任务人因领域元模型构建方法,在人-系统整合的框架下,采用MBSE将人因需求整合至载人航天器的开发过程中,并基于系统建模语言SysML建立人因领域元模型,以实现在载人月球探测产品开发的全生命周期中融入人因需求,为产品的规划、设计和开发提供支持,有效减少研制中出现人因设计问题,降低研制成本。通过载人月球探测任务的典型案例进行建模,验证人因领域元模型建立方法的有效性,为类似系统设计的MBSE扩展应用提供参考。展开更多
文摘净生态系统CO_(2)交换量(NEE)和蒸散(ET)是表征半干旱区生态系统碳水循环能力的重要指标。对碳水通量动态变化的准确模拟和驱动机制的深入分析,有助于明确黄土高原半干旱区草地生态系统的功能及其对气候变化的响应。基于黄土高原铁杆蒿草地生态系统2018—2022年日尺度通量观测数据,使用多元线性回归模型、机器学习模型(随机森林、支持向量机和人工神经网络模型)和融合生态学知识与机器学习的生态知识-机器学习(EML)模型分别对NEE和ET进行拟合。其中,有6种基于不同生态假设的EML模型用于拟合NEE,7种基于不同生态假设的EML模型用于拟合ET。最后构建拟合效果最好和解释能力最优的EML模型并探究环境和植被因素对NEE和ET的影响。结果表明:(1)包含了气象因素、土壤水分因素和植被因素的EML模型对NEE和ET的拟合效果最好,R2和RMSE分别为0.81和0.70 g C m^(-2)d^(-1),0.83和0.48 mm/d,MRE和MAE分别为1.72和0.48 g C m^(-2)d^(-1),0.29和0.30 mm/d。该模型在NEE和ET上的拟合能力较多元线性回归模型提升了24.62%和12.16%,较机器学习模型平均提升了13.02%和6.87%。(2)空气温度是NEE和ET的主要影响因素,重要性占比分别为63.12%和60.38%。6℃和22℃是草地NEE日均空气温度的阈值,在6—22℃之间NEE处于下降趋势,在22℃后NEE变为平稳趋势。0℃和22℃是草地ET日均空气温度的阈值,当空气温度大于22℃后,ET由上升趋势转变为平稳趋势。(3)土壤水分因素在NEE和ET的重要影响因素中的占比分别为17.13%和5.66%,NEE对土壤水分的敏感性高于ET。研究结果有助于完善半干旱区草地生态系统碳水通量的模拟方法,并明确其对环境和植被因素的响应。
文摘载人航天器研制过程中,人因要素在早期阶段融入设计仍有待提升,且常规的基于模型的系统工程(model based systems engineering,MBSE)体系缺少将人与系统其余部分进行整合的充分考虑,导致开发迭代周期变长,也大幅增加了研制成本。针对这一问题,提出载人月球探测任务人因领域元模型构建方法,在人-系统整合的框架下,采用MBSE将人因需求整合至载人航天器的开发过程中,并基于系统建模语言SysML建立人因领域元模型,以实现在载人月球探测产品开发的全生命周期中融入人因需求,为产品的规划、设计和开发提供支持,有效减少研制中出现人因设计问题,降低研制成本。通过载人月球探测任务的典型案例进行建模,验证人因领域元模型建立方法的有效性,为类似系统设计的MBSE扩展应用提供参考。
