基于无人机倾斜摄影测量三维建模的区域黄土滑坡识别及特征分析

【研究目的】黄土滑坡是黄土地区人居与城镇建设安全的重大隐患。滑坡识别是滑坡灾害及其他研究工作的基础,因此基于无人机倾斜摄影测量三维建模从不同维度、不同视角直观快速地识别黄土滑坡并进行特征参数提取,能够为黄土滑坡风险识别及风险管理精细化研究提供技术支撑。【研究方法】以宁夏回族自治区固原市彭阳县红河镇西南部的黑牛沟村为研究区,采用无人机倾斜摄影测量数据获取、三维建模、现场验证结合地统计学分析,开展了区域黄土滑坡识别及其特征参数提取和分析。【研究结果】基于三维实景模型确定并分析研究区沟谷沿线地貌凹陷区是否存在陡壁及其周界形态,结合色调、纹理和微地貌等标志实现了黄土滑坡识别,共圈定了23个滑坡,结合现场验证移除2个非滑坡点,最终确定了21个滑坡;滑坡密集分布在主沟和支沟沟口,多呈对滑的形式出现在沟谷两侧且具有群发性;大型及特大型滑坡占比达到57.14%,滑坡的滑动方向主要以西南(阳坡)、东南(半阳坡)为主,相对高差集中在80~120 m,滑坡体坡形多呈凹形坡,滑坡体坡度主要集中在20°~30°;滑坡体土地利用类型主要为植被,其次为裸地,也有一部分为农田,道路和河流占比极少。【结论】基于无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型可从多维度、多视角精确快速地识别区域黄土滑坡,并分析其相关特征参数,能够弥补当前二维平面遥感影像存在的不足;还能够为滑坡易发性、危险性、易损性及风险评估等相关研究提供数据支撑。

蔬菜穴盘育苗播种漏播检测及智能补种装置设计与试验

为保证植物工厂蔬菜穴盘育苗高质量作业要求,该研究在气吸滚筒式蔬菜穴盘育苗精密播种器的基础上,优化设计了在线漏播检测与智能补种装置,以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,实时进行播种器吸孔漏吸检测及穴盘穴孔漏播位置预报,并完成漏播穴孔的定点定穴补种。采用光电检测技术检测播种器吸孔漏吸位置,构建漏吸吸孔与育苗穴盘穴孔的对应动态补种矩阵,实现穴盘穴孔漏播位置精准预报;优化设计了智能补种装置,根据预报的穴盘穴孔漏播位置实现定点定穴精准补种。以中双11号菜心种子为对象,开展播种器吸孔漏吸检测与穴孔漏播位置预报试验,得到吸孔漏吸平均检测准确率为98.82%,穴孔漏播位置预报准确率为100%。采用BoxBehnken试验设计方法,对智能补种装置开展作业性能试验,构建主要性能指标(单粒合格指数、重播指数和漏播指数)与主要影响因素(吸针负压、吸针孔径和种室振动压力)的关系,并进行多目标优化,确定智能补种装置最优工作参数组合为吸针负压10.19 kPa、吸针孔径0.67 mm、种室振动压力0.07 MPa,此时补种装置播种的平均单粒合格指数为94.80%、重播指数为2.94%、漏播指数为2.26%。开展整机性能试验,在生产率为100盘/h条件下,整机的单粒合格指数由补种前的93.96%提高到98.18%;在生产率为300盘/h条件下,单粒合格指数由补种前的93.18%提高到97.89%。试验结果满足植物工厂和大田蔬菜穴盘育苗播种装置高精密播种作业要求,可提高蔬菜穴盘育苗的播种性能。

基于目标增强与鼠群优化的红外与可见光图像融合算法

针对传统红外与可见光图像融合结果存在目标模糊、信息丢失问题,提出一种基于目标增强与鼠群优化的红外与可见光图像融合方法,记为TERSFuse。为了减少融合结果中原始图像细节信息丢失,分别构建了红外对比度增强模块和基于亮度感知的可见光图像增强模块;利用拉普拉斯金字塔变换对红外和可见光增强图像进行多尺度分解,从而得到对应的高、低频图像;为了使融合结果充分保留原始图像信息,分别采用“最大绝对值”规则对红外和可见光高频图像进行融合以及通过计算权重系数对低频图像进行融合;设计了基于鼠群优化的图像重构模块以实现高频图像和低频图像重构权重的自适应分配,进而提高融合图像的视觉效果。为了验证所提算法优势,与7种经典融合算法进行比较,实验结果表明所提算法不仅具有良好的视觉效果,而且融合图像能够保留原始图像丰富的边缘纹理和对比度信息。

基于高阶空间交互网络的光伏组件热斑故障检测

针对传统红外热斑故障检测算法由于特征表达能力不佳造成算法易受复杂背景干扰以及对密集目标、小目标故障检测精度低的问题,提出一种基于高阶空间交互的光伏组件热斑故障检测网络。首先,设计高阶空间交互模块,并将其引入YOLOv5主干网络进行全局交互建模,提升网络对密集目标的检测精度;其次,为突出复杂背景下故障目标的关键特征,设计基于协同注意力的特征提取模块重构颈部网络;然后,在颈部网络设计多尺度特征增强融合模块以提高检测网络对不同尺度特征的充分利用;最后,设计自适应特征融合检测头以提高模型对小目标的感知能力。实验结果表明,相较于7种经典检测算法,所提出的算法检测精度最高,精度可达84.3%。

混合数据驱动的轻量化YOLOv5故障选线方法

针对传统选线方法精度低、实时性差、易受噪声干扰的问题,提出一种混合数据驱动的轻量化YOLOv5选线方法,简记为MSE-YOLOv5。首先,以零序电流作为区分故障线路与非故障线路的判断依据,为了增强二者间数据对比差异性,利用小波变换将零序电流信号映射为二维时频图;其次,为了扩充样本数量,利用搭建的小电流接地系统仿真模型,通过改变故障点位置、初相位以及接地电阻等参数生成仿真数据,与真实数据构成混合数据集;然后,为了减少选线时背景噪声对微弱故障信号特征的影响,在所搭建检测网络的颈部网络中引入通道注意力模块,从而增强故障特征的表达能力;最后,为了提高选线实时性,在网络中引入轻量化网络以减少其参数量与运算量。为了验证所提出方法的优势,利用某变电站真实故障数据进行测试,并与4种经典算法进行比较。结果表明:所提混合数据驱动的轻量化YOLOv5故障选线方法具有较高精度,其选线精度可达95.2%,即使在噪声干扰条件下,选线精度依然可以保持在90%以上;具有更轻的体量及更快的选线速度,参数量下降至原网络的1/5,计算量下降至1/7,检测速度可达7.7 ms。因此,混合数据驱动的轻量化YOLOv5故障选线方法具有体量小、速度快、精度高的优点,有利于后期将其部署到现场设备中。

基于CRISPR/Cas12a的叶酸代谢位点MTHFR基因C677T多态性检测方法的建立

目的开发一种基于CRISPR/Cas12a技术的叶酸代谢位点c.677(MTHFR C677T)的高效检测方法,以实现对C677T多态性的快速、准确分析。方法采用重组酶聚合酶扩增(RPA)结合CRISPR/Cas12a建立单管检测反应体系,建立人MTHFR基因C677T基因分型策略;测试200例孕妇人群样本MTHFR基因C677T多态性,并与常规PCR产物测序结果进行一致率比较。结果基于CRISPR/Cas12a检测人MTHFR基因C677T多态性的检测方法结果准确、特异性好,与PCR产物测序结果具有高度一致性。结论建立的基于CRISPR/Cas12a检测技术的人MTHFR C677T基因分型方法简单、快捷、精准,为叶酸代谢位点MTHFR C677T基因型检测提供了新的途径,具有潜在的临床应用前景。

脑梗死患者社会疏离与社会支持、应对方式的关系研究

目的 探讨脑梗死患者社会疏离与社会支持、应对方式的关系。方法 2022年1月—2022年12月应用一般资料调查问卷、一般疏离感量表、领悟社会支持量表(PSSS)、医学应对方式问卷(MCMQ)对92例脑梗死患者进行调查,采用Pearson相关因素分析社会疏离与社会支持、应对方式的关系,采用Logistic多元线性回归分析影响脑梗死患者社会疏离的相关因素。结果 脑梗死患者PSSS总评分为(42.25±3.89)分;MCMQ量表中面对评分(18.25±3.02)分,屈服评分(13.98±2.02)分,回避评分(22.02±3.98)分;社会疏离总评分为(35.98±3.89)分。Pearson相关因素分析显示,社会疏离与社会支持、应对方式中的面对呈负相关(P<0.05),而与应对方式中的回避和屈服呈正相关(P<0.05)。多元线性回归分析显示,脑卒中患者年龄、Barthel指数、社会支持总评分及回避是影响脑梗死患者社会疏离的危险因素,而面对则是社会疏离的保护因素(P<0.05)。结论 脑梗死患者社会疏离感明显,对于年龄较大、合并偏瘫及自理能力差的脑卒中患者可给予患者更多的社会支持,让患者积极面对疾病,以减轻患者社会疏离感。

葡萄糖酸锌联合益生菌对小儿秋季腹泻症状及肠道功能的影响

目的:探讨葡萄糖酸锌联合益生菌治疗对小儿秋季腹泻症状及肠道功能的影响。方法:选取2020年1月至2022年12月无锡市中医医院治疗的102例秋季腹泻患儿,以随机数字表法分成对照组(51例)和观察组(51例)。在常规治疗的基础上,对照组采用益生菌治疗,观察组采用葡萄糖酸锌联合益生菌治疗,比较两组临床疗效、症状改善、肠道功能、不良反应。结果:统计治疗总有效率,对照组为76.47%(39/51),观察组为92.16%(47/51),观察组较对照组更高(P<0.05);观察组发热、呕吐、腹部不适、腹泻等症状消失时间较对照组更短(P<0.05);两组治疗后C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)水平下降(P<0.05),观察组较对照组更低(P<0.05);统计不良反应发生率,对照组为25.49%(13/51),观察组为7.84%(4/51),观察组较对照组更低(P<0.05)。结论:秋季腹泻患儿给予葡萄糖酸锌联合益生菌治疗,能够提升临床疗效,促进症状恢复时间缩短,改善肠道功能,安全性较高。

水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为:干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率(electrical conductance,EC)值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1 092.04和1 263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。

类风湿关节炎合并失眠的多中心横断面调查

目的昼夜节律紊乱与自身免疫疾病具有相关性。本研究探讨类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)患者合并失眠这一昼夜节律紊乱的相关影响因素。方法采用多中心横断面临床调查方法,由风湿专科副主任医师及以上资质的专家经统一培训后进行问卷采集相关信息。调查问卷从睡眠严重程度指数和RA患者相关临床信息两个维度设计。在河北省的13家研究中心,按纳排标准筛选门诊或住院RA患者的相关信息,对患者失眠的相关因素进行比较和分析。结果共纳入RA患者181例。①一般资料:失眠者60例(33.1%),非失眠者121例,两者男女比均为1∶5;失眠者平均年龄大于非失眠者(P<0.01)。②共病:RA患者合并高血压、呼吸系统疾病、甲状腺疾病、骨质疏松或骨关节炎共病者,其失眠发生率高于无共病患者(P<0.05)。③临床用药:服用中(成)药/中药提取物的RA患者失眠发生率高于未用中药者(P=0.019)。④疾病状态:在疾病活动度和双手X线片的分级中,不同分级RA患者的失眠发生率差异有统计学意义(P<0.05)。⑤RA失眠与非失眠患者其生化和免疫学指标的差异无统计学意义(P>0.05)。结论RA患者存在较高比例的失眠,这一昼夜节律障碍与年龄、存在相关共病、中高疾病活动度及影像学分级有关。

CYCIAE-100加速器中子单粒子效应模拟试验装置及其应用

中子诱发单粒子效应会影响航空飞行器和地面辐射敏感设施用电子器件的可靠性。基于质子加速器打靶产生的中子束是研究电子器件中子单粒子效应规律和机理的重要中子源。中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CYCIAE-100)通过质子轰击Li靶和W靶分别产生准单能中子源和白光中子源。采用基于双液体闪烁体探测器的中子飞行时间法测量了白光中子能谱,并与理论计算谱进行对比,符合较好。同时,基于核反应理论,采用蒙特卡罗方法模拟了100 MeV质子与Li靶相互作用的次级中子,获得了准单能中子的产额、能谱和角分布。分析表明,CYCIAE-100加速器中子源参数能够满足中子单粒子效应试验的要求。

遗传多样性高血压小鼠模型的建立与基因转录调控分析

目的探讨13个品系的遗传多样性高血压小鼠的血压表型差异、肾病理变化以及相关致病通路。方法将13个品系的遗传多样性小鼠分别与Cckbr-/-小鼠进行杂交,得到不同遗传背景的Cckbr+/+、Cckbr+/-、Cckbr-/-3种基因型的小鼠。利用BP-2000无创血压分析系统测量小鼠血压,利用Western Blot检测小鼠肾CCKBR蛋白表达变化,利用苏木素-伊红(HE)染色、免疫组化(IHC)检测小鼠肾组织病理学变化,利用转录组测序(RNA-Seq)分析筛选原发性高血压致病相关通路。结果3个特定小鼠品系(A/J、LOT、FIM)中,收缩压(systolic blood pressure,SBP)Cckbr-/-组较Cckbr+/+组具有显著性差异(P<0.05)。HE染色及IHC发现高血压对小鼠造成了一定程度的肾损伤。通过GO与Pathway富集分析,发现差异表达基因富集在新陈代谢与昼夜节律调节等方面。结论遗传多样性高血压小鼠在血压表型、病理特征及基因表达等方面呈现显著性差异,有效模拟了人群的遗传异质性对疾病表型的影响。

无人机遥感与地面观测的多模态数据融合反演水稻氮含量

准确监测水稻田间生长过程中的氮含量,保证按需高效施肥,对提高水稻产量和肥效利用率具有重要意义。该研究基于无人机遥感与地面观测的多模态数据融合构建了水稻拔节后期叶片(leaf nitrogen content,LNC)和植株氮含量(plant nitrogen content,PNC)反演模型,显著提高反演水稻氮含量的准确性。通过2021和2022年开展两次田间试验,利用无人机搭载多光谱和RGB相机在拔节后期获取稻田冠层遥感影像;从多光谱影像中提取植被指数(vegetation index,VI)和纹理特征值(texture feature value,TFV),TFV使用灰度共生矩阵方法提取,对TFVs进行组合构建纹理指数(texture index,TI);使用RGB影像结合地面参考法获取各小区估测冠层高度(estimating canopy height,ECH);人工收集各小区实测冠层高度及田间氮素管理数据(field nitrogen management data,FN)作为地面观测数据;使用凯氏定氮法获取水稻LNC和PNC;采用最大互信息系数评估和筛选特征;使用随机森林回归算法分别构建水稻LNC和PNC反演模型。结果表明:使用TFVs组合构建的TIs能显著提升纹理信息与LNC和PNC的相关性,当无人机飞行高度为100 m时,灰度共生矩阵的滑动窗口尺寸为9×9(像素)时构建的比值纹理指数表现最优,相比最优TFV,MIC值均提升了11.48%;从遥感影像提取的估测冠层高度具有较高的估测精度,决定系数(coefficient of determination,R^(2))、均方根误差(root mean squared error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.77、3.4 cm和2.8 cm;无人机遥感与地面观测的多模态数据融合可显著提升LNC和PNC的反演精度,综合考虑反演精度和实际操作的便捷性,推荐田间生产中使用特征组合为:VI+TI+ECH+FN。研究结果表明,无人机遥感与地面观测的多模态数据融合构建随机森林回归模型可准确反演水稻氮含量,可为水稻田间管理和施肥决策提供科学依据。

木薯种茎精密播种过程中机械碰撞损伤有限元分析

【目的】明确木薯种茎在播种过程中的碰撞损伤机制,寻求较小损伤的播种方式。【方法】利用三维扫描技术逆向建立木薯种茎的三维模型,通过基于Hyper Mesh和LS-DYNA的种茎碰撞有限元分析,研究播种性能的主要影响因素(跌落高度、振动板安装倾斜角度及振动板振动频率)下种茎碰撞损伤过程,明确不同试验因素水平下种茎种芽−播种部件斜面接触等效应力、种芽−茎秆交接处等效应力、种芽−茎秆交接处应变及种芽−播种部件斜面接触应变变化规律;在单因素试验基础上,通过二次旋转正交组合试验研究,结合非线性多目标优化计算方法,对影响因素进行优化,以验证所建立回归模型的合理性。【结果】当跌落高度为167.83 mm、振动板安装倾斜角度为22.18°、振动频率为66.96 Hz时,种芽−播种部件斜面接触等效应力为32.64 MPa、种芽−茎秆交接处等效应力为17.08 MPa、种芽−茎秆交接处应变为0.094、种芽−播种部件斜面接触应变为1.049,模型预测结果与实际仿真结果相近,证明了回归模型的可靠性。【结论】本研究结果为揭示木薯种茎碰撞机制及播种装置优化等提供了理论依据。

黑河金盆水库大气氮湿沉降特征研究

为探明黑河金盆水库大气氮湿沉降污染特征,于水库主库区进行了为期1年的大气氮湿沉降监测,分析大气湿沉降主要氮污染物浓度和沉降通量特征及影响因素。结果表明,水库氮湿沉降质量浓度均值为2.80 mg/L,主要由NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N组成,占比分别为28%和46%;氮湿沉降质量浓度在冬季最高,为4.70 mg/L;湿沉降NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N质量浓度比大于1,表明农业活动是湿沉降氮的主要来源;氮湿沉降通量为29.74 kg/hm^(2),占径流TN输入负荷的1.7%;氮湿沉降通量与降水量显著正相关(P<0.05);单因子水质评价结果表明库区降水水质多为劣Ⅴ类,TN劣Ⅴ类占比达75%。金盆水库大气氮湿沉降水平超出我国主要湖泊水库营养氮沉降临界负荷,水体富营养化风险高。

乙烯基POSS-丙烯酸酯杂化共聚物湿敏材料的湿度响应稳定性

八乙烯基POSS(OV-POSS)是由硅、氧、碳元素组成的一种笼状多面体结构的化合物,基于OV-POSS合成了有机-无机杂化丙烯酸酯共聚物Cop(MBHP_(0.23))。采用红外光谱仪测试材料的分子结构,证明了共聚物Cop(MBHP_(0.23))的成功合成。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察材料薄膜的表面形貌特征和粗糙度,证明OV-POSS的加入提高了湿敏膜的感湿响应性能。采用热重分析仪测试材料热的稳定性,结果表明材料具有优异的热稳定性。采用LCR数字电桥测试叉指电极的阻值,结果表明材料的湿敏响应曲线具有较高的线性度(r=0.996),较短的响应/恢复时间(14.0s/68.5s),较小的湿滞(0.88%RH)和较低的温变系数(0.035%RH/℃)。采用电化学工作站测试材料薄膜的介电性能,研究了材料的湿度响应机理,表明在低、中湿度范围内由湿敏材料的本征导电占主导,在高湿度范围内由离子导电性占主导地位。

埃洛石对杂化丙烯酸酯共聚物湿敏膜的灵敏度和稳定性的强化效果

聚合物材料在湿敏材料的制备中得到了广泛的应用,但其灵敏度低、响应速度慢、解吸附能力差等问题仍然存在,限制了其发展潜力。本文通过将聚丙烯酸树脂(HAC)与埃洛石纳米管(HNTs)复合,以提高聚丙烯酸树脂阻抗型湿度传感器的湿敏响应性能。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和原子力显微镜观察材料薄膜的表面形貌特征和粗糙度,证明HNTs的掺杂提高了复合材料的湿敏性能。采用红外光谱仪测试材料的分子结构,证明了HNTs成功掺杂形成复合材料。采用热重分析仪测试材料的热重曲线,表明材料具有良好的热稳定性。采用LCR数字电桥测试叉指电极的阻抗,结果表明,材料的湿敏响应曲线具有高的线性度(r=0.99986)、超快的响应/恢复速度(0.4 s/9.8 s)、小的湿滞(0.78%RH)和低的温变系数(0.013%RH/℃)。采用复阻抗谱法研究了材料的湿度响应机制,在低、中湿度范围内由湿敏材料的本征导电占主导,在高湿度范围内由离子导电性占主导地位。

粘连性肠梗阻中医药治疗研究进展

粘连性肠梗阻是临床常见的急腹症,严重威胁人们的健康。现代医学采取的治疗措施主要是手术治疗和保守治疗,保守治疗的措施主要有胃肠减压、禁食水、补充液体等,但治疗之后不仅容易引发新的粘连,而且治疗周期长,疗效不明显,患者承受的痛苦较多。大量研究表明,中医药治疗粘连性肠梗阻疗效显著,不仅可以标本兼治,而且还能结合内外治法发挥整体治疗优势。现通过对近年来中医药治疗粘连性肠梗阻的相关文献进行分析总结,从该病产生的机制、病因病机,以及中医内、外治法、针灸推拿等多方面治疗粘连性肠梗阻进行综述,以期为该病研究提供参考。

孕前正常BMI人群的营养状况新亚群的识别及与早产风险的关系

目的:既往研究大多验证异常孕前体质指数(BMI)与不良妊娠结局的关联,尚无研究对孕前正常BMI人群进行分型及其对早产的影响。方法:孕前BMI为18.5~23.9kg/m2的女性人群(418397人)按3:1的比例随机划分训练集(313799人)和验证集(104598人),对孕前血糖、肝酶和促甲状腺素进行K-Means聚类。使用logistic回归分析和敏感性分析判断不同亚组与早产的关系。结果:训练集中存在着有4个特征分组并与验证集存在一致性:肝酶偏高组(ELE),血糖供给良好组(OBGS),促甲状腺素偏高组(ETSH)和代谢状况偏低组(LMS)。与LMS组相比,仅OBGS组与早产发生风险降低相关[aOR(95%CI)训_(练集)=0.88(0.84~0.92);aOR(95%CI)_(验证集)=0.87(0.80~0.95)]。结论:孕前正常BMI人群中存在4个可以复现的新亚群,正常BMI人群中孕前血糖供给良好时早产发生率较低。

基于Unity3D与Zbrush的VR虚拟场景开发难点

虚拟现实(VR)技术应用广泛,Unity3D和Zbrush是开发增强现实(VR)虚拟场景过程中常用的工具,二者联合可提高开发效率和质量。VR场景的优化需要保证帧率和流畅性,控制模型数量并考虑VR设备特性和用户需求。Unity3D和Zbrush联合开发VR虚拟场景需要克服多个难点,因此文章分析多个开发难点并提供解决方法,为开发者提供参考。