基于无监督学习的连铸铸坯缺陷检测方法

铸坯在连铸过程中受温度分布不均、流动速度不稳等多种因素的影响,容易出现各种表面和内部缺陷,如疏松、偏析、缩孔、裂纹、气泡、夹杂等。这些缺陷不仅影响产品的外观和性能,还可能对工程结构的安全性产生潜在威胁。针对这一问题,提出了一种基于无监督学习的连铸铸坯缺陷检测方法,该方法利用图像频域处理技术和深度学习算法学习连铸铸坯正常样本的图像特征,通过图像重建方式自动检测铸坯图像中的缺陷。首先,通过频率解耦模块对铸坯图像进行图像频率分离,得到铸坯的低频图像与高频图像。然后,采用带有自监督预测卷积注意模块的生成器网络集合,分别重建低频图像和高频图像。最后,通过判别器网络对铸坯的原始图像与重建图像进行判定,以确定铸坯图像中是否包含缺陷。实验结果表明,该方法能够有效检测连铸铸坯的缺陷,具有较高的准确性和可靠性,可为提高连铸产品质量和生产效率提供有力支持。

准噶尔盆地南缘荒漠草地土壤温、湿度分层变化特征

干旱-半干旱区荒漠草地分布广,土壤温度变化剧烈,土壤湿度低,极大地影响了荒漠植被的生长及区域气候环境。本研究基于对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地站点2017年5月-2019年4月地下10层的土壤温、湿度探头自动观测数据,分析了荒漠灌丛草地不同深度土壤温、湿度的变化特征,及其与气象数据的相关性。结果表明:1)荒漠灌丛草地各层土壤温、湿度随着季节变化存在明显的周期性变化特征,且不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显,均在表层波动最大。浅层土壤温度随季节变化波动明显,且在18:00左右达到最大值。浅层土壤湿度波动大于深层,5 cm土壤湿度表现为春季>夏季>秋季>冬季,且基本表现为土壤湿度随着土层深度的增加升高的趋势。2)在该干旱-半干旱荒漠灌丛草地研究区,土壤温度与气象因子相关性较好,其中与0 cm地温、气温、蒸发呈显著正相关关系,相关系数高达0.955、0.942、0.823(P<0.01),且土壤温度与气象因子的相关性优于土壤湿度与气象因子的相关性。本研究明确了该区不同季节长时间序列的土壤温、湿度变化特征,可以为荒漠-绿洲过渡带植物生长、繁殖以及演替提供理论依据,为陆面过程的模拟研究提供基础模型初始化数据。

信息时代背景下的现代艺术设计教学改革初探

信息时代的艺术设计教育与传统的教育模式有很大的不同。目前国内高校艺术设计教学还存在教学模式陈旧,课程设置单一,无法有效利用信息时代特有的数字技术等诸多问题。针对这些问题笔者分析了信息时代对艺术设计教学的深刻影响,并提出相应的一些教学改革方法,以期探索一条在信息时代背景下进行的高校设计教学改革的有效之路。

准噶尔盆地荒漠灌丛草地土壤呼吸变化及其对土壤温、湿度的响应

本研究利用Li-8100开路式土壤通量测量系统对新疆准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘荒漠灌丛草地生长季土壤呼吸速率进行了观测,分析了该地土壤呼吸特征及其与土壤温、湿度的关系。研究表明各层土壤温、湿度随着季节表现出明显的周期性变化特征,不同深度土壤温、湿度垂直梯度明显。荒漠灌丛草地土壤呼吸白天呈"双峰型"曲线;生长季土壤呼吸速率白天高于夜晚,草地土壤呼吸速率约为裸地的4倍;裸地夜间土壤表现为碳吸收过程。白天土壤呼吸速率与土壤温、湿度呈负相关关系,夜间为正相关关系;生长季白天土壤水分条件对土壤呼吸速率的影响更大,而夜间土壤温、湿度对土壤呼吸过程的影响均小于白天。该研究为明确干旱区碳收支过程提供一定的理论依据。

近20年新疆荒漠草地动态变化及其对气候变化的响应

荒漠草地是干旱半干旱区陆地生态系统的关键类型,具有重要的生态作用,对气候变化和人类活动敏感。通过确定新疆荒漠草地NDVI阈值,提取荒漠草地范围,结合归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)、气象因子等数据,利用一元线性回归模型、相关性分析等方法,从不同的时间和空间尺度对1999-2018年新疆荒漠草地的动态变化及其对不同驱动因子的响应进行研究。结果表明:1)新疆南北疆荒漠草地分布存在差异,研究期间总体面积减少明显,平均NDVI稳定,NPP呈上升趋势。2)全年及7-8月气象因子变化趋势不同,南北疆存在显著差异,全疆大部分区域呈现气温升高、降水增多趋势。3)从时间变化看,降水量、大型蒸发量和平均风速是新疆荒漠草地年际NDVI的重要影响因子,水分条件对生长季NDVI的影响更为明显;年蒸发量与荒漠草地NPP呈显著负相关关系,平均风速、降水量与荒漠草地NPP存在一定相关性。4)从空间相关性来看,气温、降水在空间上与荒漠草地NDVI、NPP呈正相关的面积较大,且降水影响面积更大。研究表明,新疆荒漠草地植被动态变化是多种气象因子综合作用的结果,气温、降水是主要的影响因子,其中降水影响更为明显,水分条件是荒漠草地动态变化的决定因素。

准噶尔盆地地表反照率时空变化特征及其影响因素分析

地表反照率变化影响地表辐射收支与能量平衡,从而对区域和全球气候产生影响。以准噶尔盆地为研究对象,利用MODIS卫星遥感数据产品MOD09A1反演地表短波反照率,结合气象数据和植被指数分析准噶尔盆地2001—2018年荒漠草地地表反照率时空变化特征及其影响因素。结果表明:准噶尔盆地地表反照率空间分布地域差异明显,地表反照率年均值为0.303,整体呈东北高、西南低的特点;其年际变化速率呈减少趋势,平均每年为1.4×10^(-4),减少面积约占总面积的52.8%;四季空间分布变化明显,春、夏、秋三季空间分布相似,冬季值最高(0.551),夏季最低(0.203)。准噶尔盆地东北缘的阿尔泰山地表反照率年内变化较为剧烈;生长季归一化植被指数(NDVI)值大小为:夏季>秋季>春季。准噶尔盆地整体地表反照率与NDVI呈负相关,大部分区域与平均气温呈负相关,与降水呈正相关,且相关性大小依次为气温>NDVI>降水。MODIS反演结果与地面实测值之间存在显著的相关性(R^(2)=0.8908,P<0.01),均方根误差为0.014。为了解准噶尔盆地陆面特征,客观评价全球气候变化下干旱区陆面变化及其正负反馈响应机制提供一定的理论依据。