基于点云特征的改进RANSAC地面分割算法

针对室外复杂场景下,轻量级和地面优化的激光雷达里程计与测图(LeGO-LOAM)算法由于地面分割不精确而导致算法定位精度降低的问题,提出一种基于改进随机一致性采样(RANSAC)的多线程地面分割算法:相较于传统RANSAC算法,该算法舍弃从全部原始数据中随机选取种子点拟合地面模型的迭代方式,首先利用点云高程、曲率等点特征信息挑选出所有小于高程、曲率等阈值的种子点以构建种子点集合,并根据种子点集合中的种子点数量判断是否需要多线程处理;然后根据判断结果从种子点集合中选择种子点子集进行地面拟合;最后比较各地面模型所包含的点云数量以获得最优地面模型参数以及地面点云集;地面分割精度的提高有效地降低了LeGO-LOAM算法的定位误差。实验结果表明,在室外复杂场景下所提出的地面分割算法分割效果更好,杂点更少;相较于原LeGO-LOAM算法,改进算法的定位误差降低至3.73 m,平面均方根误差降低了20.8%。

室内超宽带测距定位及NLOS抑制方法

针对UWB定位过程中易受NLOS等误差影响导致定位精度和稳定性下降,并且现有的NLOS识别剔除方法模型复杂、环境依赖性强等问题,本文提出一种信道特征二元假设和基于滑窗改进的UWB自主完好性监测相结合的误差识别剔除方法。该方法首先通过信道特征二元假设对粗差、部分NLOS误差识别剔除,在提升数据质量的同时能够最大限度地降低UWB定位自主完好性监测的单测距值故障假设的局限性;然后针对量级较小的NLOS误差,仍然存在识别不敏感问题,因此,结合滑窗改进的UWB定位自主完好性监测方法;最后在UWB定位自主完好性监测方法的基础上引入测距精度提升监测性能,并结合滑窗理论降低漏检情况,能够针对信道特征二元假设方法未识别的NLOS测距值进行有效识别剔除,实现对NLOS误差的进一步识别剔除。试验结果表明,本文方法能够对NLOS等误差进行有效识别剔除,提高UWB定位精度和可靠性。

利用高通量测序对三江平原小叶章湿地土壤细菌多样性的研究

利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原野外实验研究站内3个不同小叶章生态类型湿地土壤样品,直接提取土壤微生物总DNA,应用Miseq测序技术对16S rDNA进行序列测定和分析。结果表明:不同小叶章湿地土壤细菌群落结构发生了显著变化,土壤细菌多样性和丰富度随着土壤含水率的增加而降低。草甸化湿地和沼泽化草甸湿地优势种群为酸杆菌,变形菌次之;沼泽化湿地优势种群为变形菌,酸杆菌次之。土壤含水率的增加减少了酸杆菌的分布,而增加了变形菌的分布。16S rDNAheatmap分析则表明,湿地水位的变化对酸杆菌和变形菌的群落结构影响最大。

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤细菌多样性的影响

利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的模拟氮沉降试验平台,应用Miseq测序技术对细菌16SrDNA进行序列测定和分析,探讨添加氮对三江平原小叶章湿地土壤细菌群落结构的影响。结果表明,与对照相比,添加氮增加土壤细菌群落多样性,低氮(4g·hm^(-2)·a^(-1))时土壤细菌多样性最高,高氮(8g·hm^(-2)·a^(-1))次之。模拟氮沉降导致湿地土壤细菌群落的结构以及丰度发生变化,低氮、高氮和对照地的优势种群均为酸杆菌门(Acidobacteria),变形菌门(Proteobacteria)次之,随着氮沉降的增加,酸杆菌门的丰度逐渐下降,变形菌门的丰度则先升高后降低。外源氮的输入使得土壤的理化性质发生了改变,导致细菌群落的组成以及细菌的相对丰度发生改变。16SrDNA heatmap分析则表明,不同的细菌群落对氮沉降的响应不同。本研究为预测未来大气氮沉降对三江平原湿地土壤微生物的影响以及湿地生态系统的变化提供基础数据和理论参考。

三江平原不同类型小叶章湿地土壤细菌群落功能多样性

为全面了解三江平原小叶章湿地土壤细菌功能多样性的变化规律,采用Biolog-ECO微平板法对三江平原内不同类型小叶章湿地(草甸化小叶章湿地、沼泽化草甸小叶章湿地和沼泽化小叶章湿地)的土壤细菌群落功能多样性变化规律和特点进行分析.结果表明:不同类型小叶章湿地土壤理化性质差异显著(P<0.05).土壤细菌群落平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而增加,不同类型湿地土壤细菌群落代谢活性表现为草甸化小叶章湿地>沼泽化草甸小叶章湿地>沼泽化小叶章湿地;土壤细菌群落多样性之间差异显著(P<0.05),草甸小叶章湿地土壤微生物的Shannon-Wiener多样性指数和Mc Intosh指数最高,分别为3.30和64.03;沼泽化草甸小叶章湿地次之,分别为3.23和60.63;沼泽化小叶章湿地最低,分别为3.19和54.21.ShannonWiener多样性指数和Mc Intosh指数与平均颜色变化率变化规律一致,说明土壤细菌群落结构受到土壤理化性质的影响,并且随着土壤含水量的升高,土壤细菌群落的平均颜色变化率和多样性均呈下降趋势.土壤细菌群落对不同碳源的利用强度上存在明显差异,其中对碳水化合物类、氨基酸类碳源的利用强度差异不大(P>0.05),但是对羧酸类、胺类、酚酸类、多聚物类碳源的利用强度差异显著(P<0.05).主成分分析(PCA)表明,两个主成分累计贡献率为80%,能够很好地解释不同湿地土壤细菌在碳源利用上有明显的空间分异这一现象.碳水化合物类碳源对土壤细菌群落多样性的影响最高,其次是氨基酸类和羧酸类碳源.研究显示,土壤理化性质及植被群落组成是影响小叶章湿地土壤细菌群落组成和功能活性的重要因素.

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物功能多样性的影响

采用Biolog-Eco方法分析了模拟氮沉降对三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地土壤微生物碳源利用的影响。结果表明:不同氮沉降处理间土壤微生物功能多样性差异显著,AWCD值随培养时间延长而增加。土壤微生物对6大类碳源利用强度存在差异,各处理间土壤微生物对氨基酸类碳源利用率最高,为优势碳源;不同处理间土壤微生物在碳源利用上有明显的空间分异,土壤微生物功能多样性的差异主要体现在对羧酸类、酚酸类和胺类碳源的利用上,其中胺类尤为突出;此外,对不同施氮处理土壤微生物群落功能多样性与土壤理化因子相关分析表明,全氮、铵态氮、全磷会对小叶章湿地土壤微生物组成和功能活性产生显著影响。以上结果表明增加氮沉降改变了土壤微生物功能多样性。

土壤微生物总DNA的提取以及土壤真菌ITS-PCR体系的建立

18S rDNA及28S rDNA间的rDNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列已广泛运用到多种真菌种属水平的分类鉴定研究中,利用Tiangen DP330土壤提取试剂盒对土壤总DNA进行提取并对真菌的ITS-PCR体系进行优化。研究发现:样品在-20℃低温下短期保存对DNA的提取质量无明显影响。对土壤真菌ITS-PCR扩增条件中的各个因素进行了优化,建立了引物浓度0.5μmol/L、dNTP浓度为0.2mmol/L、Taq酶的用量2.5U、DNA模板用量为30ng^90ng的最佳ITS-PCR扩增体系。

实时GLONASS相位频间偏差粒子群优化估计方法

针对GLONASS相位频间偏差与模糊度线性相关所导致的难以对两者进行快速分离的问题,提出了一种实时GLONASS相位频间偏差估计方法。通过分析相位IFB与RATIO值之间的关系,将相位IFB估计问题归结为求解最优化问题,并将优化方法中的粒子群优化算法引入相位IFB估计中,该方法可在不增加待估参数数量以及先验信息的条件下,高效可靠地搜索出IFB变化率参数,实现GLONASS模糊度实时固定。测试结果表明,该方法在单历元解算条件下每历元平均搜索次数为32次,远低于基于粒子滤波的相位频间偏差估计方法的200次;在采用Kalman滤波方法进行解算条件下,每历元平均搜索次数仅为9次。无论采用单历元解还是滤波解,模糊度固定成功率均高于96.2%,模糊度固定解的最大坐标偏差均小于4cm。

基于UWB TDOA测距的井下动态定位方法

针对井下移动目标精确定位和跟踪过程中所存在的传输距离短、抗多径效应差、定位精度低等问题,提出一种适合于井下环境的动态定位方法,并使用精度因子对基准站几何分布进行评价,形成一套完整的井下移动目标高精度定位系统。最后使用搭建的UWB移动定位平台进行模拟井下环境定位测试,实验结果表明基于该平台可使井下定位精度达亚dm级,优于当前其他井下无线定位系统精度。

应用PLFA技术分析氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物群落结构的影响

为了研究氮沉降对三江湿地土壤微生物群落结构的影响,利用磷脂脂肪酸技术（PLFA）对三江平原小叶章湿地土壤微生物多样性进行了分析。2010年5月,在黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的小叶章湿地中建立模拟氮沉降试验平台,设置3个氮沉降浓度梯度：N1（0 g N·m-2a-1）、N2（4 g N·m-2a-1）、N3（8 g N·m-2a-1）,于2014年6月用土钻进行土壤样品采集。结果表明：本研究共检测到PLFAs 75种,其中特征脂肪酸29种。不同氮沉降处理下,真菌群落的生物量较高,土壤微生物生物量的总量介于30~33nmol·g-1。氮沉降增加对真菌群落数量的影响比较显著（P〈0.05）,但是对细菌和放线菌影响并不显著。低氮时土壤微生物的数量最多,对照最低;高氮时土壤微生物群落的多样性值和丰度值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮和硝态氮对土壤中真菌含量影响较为显著。通过本研究可以得出,施氮增加了土壤微生物总量。铵态氮和硝态氮是影响土壤微生物数量的主要因子,低氮增加了土壤微生物多样性,高氮则产生抑制作用。

森林生态系统中主要功能微生物的研究进展

森林土壤微生物是生态系统中重要的组成部分,其结构与功能对森林生态系统物质循环具有重要的作用。主要阐述了土壤功能微生物在不同森林类型中的差异;介绍了主要功能微生物在森林生态系统中的作用;概述了氨氧化微生物、产甲烷古菌和甲烷氧化细菌、反硝化细菌和真菌等主要功能微生物的相关研究进展;分析了森林植被类型和土壤理化性质对森林生态系统中微生物影响的研究成果。提出了森林功能微生物研究的发展方向。

复杂环境下BDS/GPS紧组合高精度定位方法

针对由于在复杂观测环境下每个GNSS系统只能观测到较少的几颗卫星,采用标准双差模型很难实现整周模糊度固定,导致定位精度降低的问题,提出一种紧组合的BDS/GPS系统间双差模型,利用该模型计算出BDS/GPS的系统偏差。实验结果表明复杂环境下BDS/GPS紧组合表现良好,相较于传统的松组合可将定位精度提高20%。

GPS/BDS组合定位对模糊度固定成功率的影响

为分析GPS/BDS组合系统在模糊度固定方面的性能,采用不同长度短基线观测数据和GPS/BDS组合定位软件,分别对GPS单系统、BDS单系统和GPS/BDS组合系统下的模糊度固定成功率进行统计分析.研究结果表明:GPS/BDS组合系统能够显著改善模糊度固定成功率,即使在单频情况下组合系统相对于单系统也可快速准确的对模糊度进行固定.

一种单目VIO/UWB室内组合定位方法

针对单目视觉惯性里程计(VIO)在室内环境下易漂移、定位误差较大的问题,提出了一种基于单目VIO/超宽带(UWB)组合的室内高精度定位方法。该方法结合单目VIO输出的位置信息和UWB的测距信息,利用自适应卡尔曼滤波进行数据融合,考虑到UWB测距值易受非视距(NLOS)误差的影响,通过新息向量构建组合系统的抗差模型,以减小异常测距值对组合系统的影响,同时引入萨格-胡萨(Sage-Husa)滤波对系统噪声进行实时估计和修正。实验结果表明该定位方法能够有效缓解单目VIO的累积漂移和UWB的非视距误差,相较于基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)的单目VIO/UWB组合方法,其平面均方根误差降低了52.3%,有效提高了组合系统的定位精度和鲁棒性。

布法罗河道散步道项目的设计与理念——城市河道景观基础设施整治与改善的成功案例

通过对项目的回访与对主设计师凯文.杉立的访谈,回顾了布法罗河道在休斯敦城市化进程中角色的演变,介绍布法罗河道散步道项目的背景及其在布法罗河道整体整治规划中的重要作用,从河道景观基础设施的角度分析并总结了本项目在生态修复与涵养水土、改善排洪、建立河道与城市的连接以及夜景照明等方面的设计理念;并讨论此项目对我国同类项目的启发。

多GNSS系统间双差模糊度构建与固定理论方法研究

多GNSS组合定位的核心课题之一是解决不同系统的两个卫星间的差分模糊度构建与固定问题。这个问题的解决对于提高组合系统的性能、特别是在单个系统观测卫星很少时的特殊地区和时间区间上的应用具有重要意义。因此,本文提出了顾及系统间双差模糊度固定的多GNSS定位统一数学模型及GNSS接收机端相位偏差参数快速估计方法.

UWB辅助INS的室内组合定位方法

针对UWB/INS组合系统中UWB不同测距信息的时间不同步问题,设计了UWB辅助INS的室内组合定位方法。该方法利用单个UWB RTT测距值和INS系统进行组合,采用一维的UWB/INS紧组合模型对组合系统观测数据进行处理,以此消除UWB测距的时间不同步误差影响。实验结果表明,所述方法在UWB/INS紧组合的基础上能有效地避免UWB同一组测距中的时间不同步误差,进而提高室内定位精度、稳定性和可靠性。

负载藜麦皂苷Pickering乳液的制备、性质表征和体外消化特性

由于藜麦皂苷具有苦味,对人体黏膜有刺激性作用,研究用新型Pickering乳液递送系统包埋藜麦皂苷。制备了不同藜麦皂苷添加量、大豆油含量的多组乳液。通过表征乳液的包埋率、粒径、流变、微观结构、色度和苦味值对乳液性质进行研究,通过模拟体外消化实验测定负载藜麦皂苷Pickering乳液中藜麦皂苷在消化过程中的释放情况和生物利用率。结果表明,藜麦皂苷含量为1%(w/v)、大豆油含量为80%(v/v)的Pickering乳液(1%-80%)具有最高的包埋率、最小的粒径、最致密的微观结构和最稳定的乳液状态,并且可以有效遮盖藜麦皂苷的苦味。1%-80%组负载藜麦皂苷Pickering乳液在消化过程中藜麦皂苷释放较为缓慢,藜麦皂苷释放百分比较高且其生物利用率较高。因此,1%-80%组负载藜麦皂苷Pickering乳液具有良好的性质,可以作为递送系统包埋藜麦皂苷,在食品工业、医药领域上具有广阔的应用前景。

浅析线性追踪(Transect)研究方法——以美国加州Eden Green Way为例

本文着重介绍线性追踪(Transect)的研究方法,并以位于美国加州的Eden Green Way为例,通过线性追踪的研究分析,以改善Eden Green Way中高压走廊下的空间利用和构建从山体到湿地的生态联系为目标,提出Eden Green Way的景观改善概念。

取消SA后GPS在城市车辆定位导航中性能分析

针对取消SA后GPS在城市车辆定位导航方面的性能进行了研究,通过对定位导航系统不同参数的引用,利用实验对GPS单点定位在市区内进行导航的可行性进行分析。将实验中的单点定位数据与以前SA政策下的GPS单点定位数据和差分GPS(DGPS)数据进行比较,确定取消SA后GPS性能在市区内的改善状况,为在城市内建立车辆定位导航系统提供依据。