基于自适应参数估计的微动时频表征重构方法

针对数据缺失条件下的目标微动回波时频表征重构问题,提出了一种基于自适应参数估计的微动时频表征重构方法。首先,将缺失的微动时频表征重构问题建模为基于L_P范数最小化的稀疏重构问题,其次,引入哈达玛积参数将L_P范数最小化稀疏重构问题转化为多个L_2范数联合最小化问题,并采用迭代吉洪诺夫正则化求解,同时在每次迭代过程中根据重构结果自适应估计正则化参数,最后,采用除偏处理减小了重构时频表征的振幅衰减。与传统微动回波时频表征重构方法相比,所提方法避免了需要人工设置正则化参数不足的问题,并且重构的时频表征更加完整。仿真实验和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性和稳健性。

基于ADMM的SAR成像多径效应抑制方法

针对合成孔径雷达(SAR)成像发生多径效应时产生目标虚假影像的问题,提出了一种基于交替方向乘子法(ADMM)的多径效应抑制方法.首先推导了多径条件下SAR成像的多径回波信号模型,对多径效应造成SAR图像上出现目标伪像的原因进行了理论分析;然后建立了基于压缩感知(CS)理论的多径回波观测模型,并将多径抑制问题转化为对成像区域的稀疏重构问题;最后利用基于ADMM在稀疏先验约束条件下求解目标区域各个位置处的真实散射系数,从而重构出无多径干扰的观测场景SAR图像.仿真结果表明,相比传统距离-多普勒(RD)成像算法和基于粒子群优化(PSO)算法的多径效应抑制方法,本文所提方法获得了更小的距离向和方位向旁瓣,可以有效抑制SAR图像中多径效应造成的目标虚假影像.

机载SAR受空/地转发干扰识别特征研究

鉴于当前还未有关于合成孔径雷达(SAR)受到空中机动平台产生的间歇采样转发干扰问题的相关研究,针对机载SAR受到来自空中机动/地面固定两类平台的间歇采样转发干扰的识别特征进行研究.首先推导了两类转发干扰的信号模型,从理论上对两类转发干扰的识别特征进行多域联合分析;然后采用基于WVD分布的时频分析方法和基于ω-K的SAR成像算法,从受干扰信号的时域、频域、时频域和图像域等四个维度对两种干扰样式进行了仿真和分析.仿真结果验证了理论分析的正确性,从而为机载SAR遭遇转发干扰时的样式识别提供了可靠的分析思路和识别依据,并进一步给出针对两类转发干扰的反制策略.

基于蒙特卡洛模拟的兰州银滩湿地公园沉积物重金属污染特征及风险评价

为探究兰州市市区湿地沉积物重金属污染状况及潜在生态风险和健康风险,以兰州银滩湿地公园为研究区,采集并分析了40个表层沉积物样品重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量.采用蒙特卡洛模拟与地累积指数(Igeo)、富集因子(EF)、综合生态风险指数(NIRI)和人体健康风险评价模型相耦合的方法分别对沉积物重金属污染特征、综合生态风险和人体健康风险进行定量评估.结果表明,沉积物重金属平均含量除Cd、Pb和Hg之外,其他元素含量均值均低于甘肃省土壤背景值,地累积指数和富集因子显示,沉积物以Cd污染为主,Pb和Hg次之,其余5种重金属均为无污染;综合生态风险指数表明,研究区沉积物的主要生态危害元素是Cd,且Cd对综合生态危害指数的贡献值达到了93.60%,其余元素均为低风险;健康风险评估结果显示,研究区沉积物重金属对不同人群均存在非致癌与致癌健康风险,其中对成人男性、成人女性和儿童构成非致癌风险的概率分别为:16.1%、18.3%和6.0%,Cd和Cr为主要的非致癌风险污染物;对成人男性、成人女性和儿童造成致癌暴露风险的概率分别为:8.0%、13.2%和98.1%,As和Cr为主要的致癌风险污染物.

黄河流域渭河支流泾河(崆峒段)河流表层沉积物重金属溯源解析

河流沉积物重金属污染问题日益突出,严重威胁流域生态系统健康。以黄河流域泾河崆峒段为研究区,采集91个河流表层沉积物样品,测定并分析沉积物As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8项重金属元素含量及其空间分布特征。采用地累积指数(I_(geo))和污染负荷指数(PLI)系统量化重金属污染特征,并联合应用自组织神经网络(SOM)模型、相关性分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型定量解析沉积物重金属污染来源及其贡献率。结果表明:泾河崆峒段河流表层沉积物重金属含量的平均值高低依次为Cr(65.66 mg/kg)>Zn(55.63 mg/kg)>Ni(21.78 mg/kg)>Pb(17.50 mg/kg)>Cu(14.07 mg/kg)>As(10.94 mg/kg)>Cd(0.19 mg/kg)>Hg(0.032 mg/kg)。除Cd和Hg外,As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量的均值均低于甘肃省土壤背景值和黄土高原土壤背景值,且As、Cd和Cr含量的均值分别是中国水系沉积物背景值的1.22、1.46和1.22倍。沉积物重金属含量空间分布具有明显的差异性,所有元素高含量和污染相对较重的区域均分布于人类活动强烈和入河口周边流域,且Hg的空间异质性最强。Cd是泾河崆峒段亟需关注的首要污染元素,Hg、Pb、Cr和Zn存在局部污染,Cu、Ni和As为清洁无污染。沉积物重金属的富集可能受污水交通源、农业源、金属冶炼加工源、电镀制造工业源和自然源的共同影响,贡献率依次为33.33%、27.21%、11.02%、15.49%和12.95%。

兰州地铁站灰尘重金属的PMF模型源解析与累积特征研究

通过在兰州地铁站站台布设11个调查样点,监测分析地表灰尘元素As、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb累积特征及来源。结果表明:兰州地铁站站外和站内地表灰尘中As、Cr、Cu、Pb的平均值均高于甘肃省和兰州市土壤背景值;站内地表灰尘以Cr、Cu、Ni和Pb为主要污染物,站外污染以Cu和Pb为主,且站内地表灰尘重金属综合污染整体高于站外;源解析结果显示,站内地表灰尘重金属主要来源于交通源和人为污染源的混合源、工业源、交通源和大气沉降源的混合源,贡献率分别为30.0%、33.6%、36.4%,站外主要来源为交通源和大气沉降源的混合源、燃煤源和交通源的混合源、交通源,贡献率分别为38.7%、29.6%、31.7%。

基于时空注意力-Seq2Seq网络的ISAR包络对齐方法

包络对齐是逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像中平动补偿处理的第一步,包络对齐的精度对于方位聚焦和成像质量具有重要影响。针对稀疏孔径和低信噪比条件下传统的包络对齐算法性能显著降低的问题,本文提出一种基于时空注意力-Seq2Seq网络的包络对齐方法。该网络模型以门控循环单元为编码解码单元,针对点目标距离像包络的能量分布特征对空间注意力机制进行改进后,添加时间和空间两维注意力机制形成对ISAR距离像回波包络进行对齐的能力。数据生成方面,基于电磁波仿真参数和目标运动仿真参数进行成像模拟仿真构造了ISAR回波数据集,经过8倍插值后输入网络进行训练,使网络学习到从未对齐回波到对齐回波的映射关系。所提方法以离线训练代替在线相关计算,融合了Seq2Seq模型在处理序列到序列问题上的结构优势、时间注意力机制在捕捉长期依赖关系和空间注意力机制在提取区域特征上的突出能力,实现了稀疏孔径和低信噪比条件下对距离-慢时间域ISAR回波的自动对齐。通过向训练好的时空注意力-Seq2Seq网络输入未对齐的回波序列,网络可以在不改变回波相位结构的前提下自动实现包络对齐。仿真和实测数据对齐结果表明,和传统的包络对齐方法相比,所提方法在稀疏孔径和低信噪比条件下优势明显,在欠采样率为50%、信噪比为0 dB条件下对雅克-42飞机实测回波数据的包络对齐实验中,该方法将循环移位误差由39、26减小至6,将成像结果的图像熵由4.58、4.22减小至1.71,验证了其良好性能。

基于FY-4A和机器学习的太阳辐照度超短期预测

针对中国西部地区辐射资源充沛但观测资料匮乏的特点,提出一种基于辐照度观测数据、遥感数据、McClear和随机森林算法的太阳辐照度超短期预测方法,并重点分析遥感数据对辐照度预测效果的影响。结果表明:添加遥感数据能够优化不同时间步长的辐照度预测效果,并能显著降低平均绝对百分比误差(MAPE)值高于40%的预测大误差出现概率。同时,添加遥感数据对预测效果的提升随时间步长呈线性增加关系,nRMSE的差值变化范围从2.08%变为13.81%;nMAE的差值从1.64%变化为14.52%;R2的差值随时间步长的变化最为明显,从-0.03变为-0.43。但值得注意的是,添加卫星数据会显著增加模型的建立和超参寻优时间。

地面车辆目标识别研究综述

地面车辆目标是重要的民用和军事目标,车辆目标的识别研究对于智能交通管制和国防安全具有重要应用价值.本文对地面车辆目标识别的国内外研究现状和应用背景进行综述,对现有的地面车辆目标探测手段、特征提取及分类方法进行梳理总结,最后对地面车辆目标识别技术的发展趋势进行展望,预期为地面车辆目标的分类和识别研究提供参考和借鉴.

基于Gabor变换的微动目标微多普勒分析与仿真

由于目标微动特征信号具有非线性和非平稳的特点,为有效提取雷达目标的微动特征,为雷达目标的分类与识别提供依据,在单频信号体制下,以旋转散射点目标为例,基于时频分析的方法提取了旋转目标的微多普勒信息,通过仿真验证,得到了微动目标的微多普勒特征,比较了几种常见时频分析工具的变换结果及性能差异。仿真结果表明,Gabor变换方法在微动目标微多普勒提取方面是可行而稳健的,Gabor变换的巨大潜力将为微动目标特征识别提供新的途径。

广州古廖涌生物修复的指示藻类

利用氧化塘—河道原位生物修复的方法对广州市古廖涌河道黑臭水体进行治理,并对治理前、氧化塘处理、原位生物修复河段上游和下游四个不同治理阶段的水体进行水质和浮游藻类的监测,试图通过对监测结果的对比分析,确定反应河涌黑臭水体不同治理程度的藻类生态结构特征和指示种。研究结果表明,在不同的修复阶段,水体COD、BOD、氮磷等污染物逐步得到去除,透明度大大提高;浮游藻类群落结构发生显著变化,优势藻由蓝藻转变为裸藻,藻类生物多样性和均匀度增加;种群结构和优势种也发生演变,耐重有机污染种逐步减少或消失,耐中?轻污染种出现;研究还确定了可作为城市污染河涌水体修复的指示藻类。

基于AnnAGNPS模型泗合水流域非点源污染模拟研究

应用连续性、分布式非点源污染机理模型AnnAGNPS对珠江三角洲潭江泗合水小流域的非点源污染进行了模拟,分析了泥沙、总氮和总磷流失的时空分布特征.结果表明,该模型在研究流域具有适用性,参数率定期和结果验证期月地表径流的决定系数R2均大于0.9,效率系数Ens均大于0.8;泥沙、总氮和总磷的年内变化与降雨量的年内变化一致,4~9月汛期的非点源污染负荷量基本占年内的80%以上;在空间分布上呈现较强的区域性,流域内东北和西北区域单位面积负荷产生量较小,而流域中下游区域的单位面积负荷产生量较大,总氮和总磷的空间输出特征有很大的相似性.

卡车目标遮挡效应建模及微多普勒特征分析

微多普勒是微动目标独特的特征,车轮旋转的微多普勒是卡车目标的重要特征,可为卡车的识别研究提供依据。首先基于散射点模型,结合卡车和雷达的位置关系,采用画家算法对卡车进行遮挡效应建模;其次,建立了卡车微动模型,分析了卡车运动时非旋转散射点多普勒及轮毂旋转散射点微多普勒随方位角、掠地角、速度和加速度的变化规律,为卡车微多普勒特征提取及识别研究打下基础。仿真验证了该方法的有效性和理论分析的正确性。

潮汐河网区水污染总量控制及其分配方法

本文介绍了潮汐河网地区水污染总量控制的两种方法和水污染负荷总量分配的六种方法。对各种方法都建立了相应的数学模型,介绍了求解方法,并给出了各种方法的应用实例。

黄河源区气候变化的环境效应研究

以黄河源区气象台站的降水和气温资料以及玛多、达日、玛曲、唐乃亥和兰州水文站的径流资料为基础,分析研究了该区降水、气温、水文变化趋势,并对研究区的土地利用现状变化及原因进行了探讨.结果表明:在年代际变化趋势上,黄河源区气温总体上呈升温态势,降水呈减少趋势,径流量也表现为减少趋势.土地利用现状的变化表明人类活动对研究区生态湿地的干预增强.自然因素和人类活动的综合作用,使得黄河源区生态环境进一步恶化,亟需进行人工干预,保护和改善黄河源区生态湿地环境.

古廖涌黑臭水体生物修复及维护试验

利用生物氧化塘、底泥生物氧化、水体生物修复和河道生态恢复等技术,对广州市古廖涌黑臭水体进行治理.结果表明,在进水流量5000～8000m3/d的高负荷工业废水和生活污水冲量下,通过生物治理,消除了水体黑臭现象,从上游到下游,水色由暗黄逐步转为黄、黄绿;在上游不断流入污水情况下,CODcr除去率达50%以上,NH3N除去率为70%,H2S除去率达80%以上.从2003年8月到2004年3月,河道生物多样性逐步增加,先后出现枝角类、桡足类动物和鱼类.表明对于暂时无法截污的城郊河道,可以利用废弃的鱼塘、空地等对污水进行预处理,再通过上述措施和技术进行生物治理,可取得良好治理效果.本研究为城市黑臭河道,特别是暂时无法截污的城郊河道的治理和养护提供了一套切实可行的方法.

黑臭河道生物修复中3种不同增氧方式比较研究

利用叶轮式曝气机、水车式曝气机、射流式曝气机等3种不同曝气方式的曝气设备进行了黑臭河涌曝气试验。研究表明,不同增氧方式对黑臭河道水体增氧效率不同,水车式曝气机、叶轮式曝气机均可在黑臭河道下游形成一段绿色水面,水车式曝气机下游变绿河段长度为15.7m,叶轮式曝气机下游变绿河段长度为6.3m,射流式曝气机不能形成明显的绿色水面。无论是河道水体增氧效果、CODcr、NH3-N去除效果,还是河道菌—藻生态系统的建立、自净能力的启动,水车式增氧机均优于其它两种增氧机,而且存在投资少、安装维护方便、运行费用低等优点。适应于河道窄、水流缓、截污难度大的城郊中小型黑臭河道的治理。

1961-2016年乌鲁木齐河流域气温和降水垂直梯度变化研究

新疆乌鲁木齐河流域高山区和平原区气候条件差异较大,对该流域气温和降水垂直梯度变化的研究,有利于了解不同地理要素之间的作用过程。利用乌鲁木齐河流域6个气象观测站数据,分析研究了气温和降水的变化趋势、气温和降水及其倾向率与海拔的关系,以及不同月份气温和降水随海拔的变化特征。结果表明:1961-2016年间,乌鲁木齐河流域气温和降水总体呈上升趋势,其中乌鲁木齐站气温和降水倾向率分别为0.189℃·(10a)-1和28.83 mm·(10a)-1,大西沟站气温和降水倾向率分别为0.268℃·(10a)-1和18.85 mm·(10a)-1;气温和降水与海拔关系密切,随海拔降低气温逐渐升高,而降水呈减少趋势;高海拔区气温升温倾向率总体大于低海拔区,降水倾向率随高度增加而明显增加;月气温变化速率随海拔升高呈"钟"形分布,并在5-8月达到最大;月降水变化速率随海拔变化表现为下降~上升~下降~上升,并在5-8月达到峰值。

基于动态字典的卡车目标微动参数估计方法

车轮旋转产生的微多普勒是轮式车辆独特的特征.卡车类目标微动参数提取,可为地面车辆目标的分类识别提供重要依据.(1)对窄带雷达信号下的卡车目标进行回波建模,推导了车身非旋转散射点多普勒和轮毂旋转散射点微多普勒的数学表达式;(2)利用旋转点的微动参数构造相应的字典库进行匹配分解,建立了噪声条件下微动参数提取的凸优化模型;(3)针对采用过完备字典方法进行参数提取时,维数过大带来的计算和存储负担问题,进一步推导出关于微动参数集的凸函数,构造出更小规模的动态字典,通过对字典的动态调整和最小二乘准则下的迭代逼近,较快实现了卡车目标微动参数的准确估计;(4)仿真验证了方法的有效性和稳健性.