基于LSTM网络的单台仪器地震烈度预测模型

烈度是地震预警系统的关键产出.如何实现快速预测目标场址的地震烈度是地震预警方法技术研究中的核心问题.本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的单台仪器地震烈度的预测模型(LSTM-Ⅰ).该模型以一个台站观测到地震动参数的时间序列特征为输入,实现动态预测该台站可能遭受的最大烈度.选取了日本K-NET台网记录的102次地震的5103条强震加速度记录训练了神经网络,利用89次地震的3781条数据检验了模型的泛化能力.利用准确率、漏报率以及误报率三个评价指标评价了LSTM-Ⅰ模型的性能.结果表明,当采用P波触发后3 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率为46.78%,出现误报的概率为1.25%;当采用P波触发后10 s的序列进行预测时,模型出现漏报的概率大幅降低到17.6%,出现误报的概率降低到1.14%.结果表明LSTM-Ⅰ模型很好把握住了时间序列中蕴含的特征.进一步基于LSTM-Ⅰ模型评估了Ⅵ度下台站所能提供的预警时间.本文模型能够提供的预警时间与P-S波到时差接近,说明LSTM-Ⅰ模型具有较高的时效性.

考虑地震动空间相关性及大震震源效应的烈度场插值方法

地震发生后,利用强震动观测数据快速生成合理的等震线图是地震烈度速报中的一项关键技术。基于震源参数及烈度衰减规律生成的烈度等震线过于规则,无法反映局部烈度分布特征;而直接采用观测数据通过插值生成的等震线无法合理反映大震的震源效应。为此,提出一种考虑地震动空间相关性及大震震源效应的烈度场融合克里金插值方法,利用点到点之间的距离来考虑烈度的空间相关性,利用点到源之间的距离来考虑大震的震源效应。首先,在克里金插值方法的框架下,使用粒子群优化算法实现半变异函数的快速自动拟合;其次,通过两种自变量不同的半变异函数拟合实现了对空间相关性和震源效应的考虑;最后,使用日本和中国地震数据的插值结果验证方法的合理性。结果表明,融合克里金插值方法获得的烈度等震线图形状规则,能反映出一次地震的震源效应,且对台站稀疏的情况有较好的适应性,满足地震烈度速报的要求。该方法可为地震烈度速报及地震烈度等震线的绘制提供技术支持。

基于LSTM神经网络的现地烈度实时估算模型——以JMA烈度为例

如何快速并且准确估计目标场点烈度是地震预警中的关键问题。常用基于衰减关系的场点烈度估计和基于P波信息的现地烈度估计往往存在大震烈度低估的问题。本文提出了一种基于长短时记忆神经网络(logn short-term memery,LSTM)的现地JMA烈度持续估计模型。该模型以现地观测地震动的能量、能量增长率、地震动卓越周期和震源距作为输入,以该点的最大仪器地震烈度为预测目标。选取了日本K-NET台网记录101次地震数据作为训练集,94次地震数据作为测试集,训练了现地烈度估算LSTM神经网络模型。结果表明:在采用3 s时窗长度的序列进行预测时,高估的比例为1.51%,低估的比例为4.00%;并且,随着时窗长度的增加,高估和低估的比例也在不断降低。模型对高烈度(大于等于4.5度)样本的预测时效性随震源距的增加而增加,对大震远场高烈度区域能提供20 s以上的预警时间。

不同莲雾品种盛花期的光合特性及其相关性分析

以设施大棚内限根+矮化密植栽培模式下的印尼大叶、泰国紫红、本地种、黑金刚等4个莲雾品种为试验材料,分析了其盛花期叶片的生物学性状、叶绿素含量、叶绿素荧光参数及其相关性。结果表明:印尼大叶的生物学性状最好,本地种的最差;印尼大叶的叶绿素a、叶绿素a+b和叶绿素a/b最高,黑金刚的叶绿素b含量最高;4个品种之间的实时Fv'/Fm'、qP、qN、NPQ差异较小,ETR差异较大;印尼大叶、泰国紫红的Fv'/Fm'、ETR均显著高于本地种和黑金刚,qN、NPQ则与之相反;4个品种的光响应曲线变化规律一致,印尼大叶的Fv'/Fm'、ETR最高,本地种的则最低。叶片的生物学性状之间呈极显著正相关,叶绿素a与叶绿素b呈负相关,与叶绿素a+b呈极显著正相关;叶绿素b与叶绿素a+b呈负相关;叶绿素a、叶绿素a+b与Fv'/Fm'呈正相关,与ETR呈极显著正相关,与qP、qN、NPQ呈负相关;叶绿素b与Fv'/Fm'呈极显著负相关,与ETR呈负相关,与qP、qN、NPQ呈正相关;Fv'/Fm'与qP呈负相关,与qN、NPQ呈极显著负相关,与ETR呈显著正相关;ETR与qP呈负相关,与NPQ呈显著负相关,与qN呈极显著负相关。综上,印尼大叶和泰国紫红等2个品种的叶片的生物学性状最佳,光合能力较强,是较适合于设施大棚内限根+矮化密植栽培的品种。

莲雾轻基质容器育苗技术

依据莲雾种苗智能化快繁技术要求,从采穗圃建立、育苗大棚建设、苗床基质配置、繁育材料选取、插穗制备、苗床智能化管理、移苗装袋、上袋管理、出圃等方面介绍了莲雾种苗智能化轻型基质容器育苗技术,为莲雾苗木规范化和优质化生产提供参考。

斜入射情形场地基本周期的计算

场地基本周期是场地效应模型的重要变量,是场地分类的重要指标。已有基本周期的计算假定基岩地震波为垂直入射,常用方法包括利用垂直入射情形下场地内SH波竖向一维传播模型建立的模拟与经验方法,其中逐层单自由度法这一经验方法因计算简易、结果与模拟方法相当而被日本抗震设计规范所采纳。然而垂直入射假定大多与实际不符,为此给出可考虑基岩地震波斜入射的场地基本周期计算方法。首先利用Snell定律将基岩斜入射地震波作用下场地内的SH波二维传播表征为一维竖向视传播建立了斜入射情形场地内SH波传播模型。其次利用这一模型给出了斜入射情形基本周期计算的模拟和修正逐层单自由度法并应用于KiK-net台站场地,结果表明基本周期随入射角的增加而变小,就统计所得平均入射角57°而言,基本周期将缩减11%;修正逐层单自由度法可准确考虑斜入射的影响且计算简易度和原方法相当。最后,讨论了基岩面选取对基本周期计算的影响,结果表明,若依据土体首次达到给定剪切波速以确定基岩面,当剪切波速大于700m/s时,不同基岩面所对应的基本周期具有高度线性相关性。

基于谱元法的复杂海洋空间甚低频声传播特征研究

围绕甚低频水下声传播特性以及海底地形对其影响,利用谱元法开展复杂海洋空间声场仿真研究。构建了计入海底复杂流−固耦合的轴对称模型实现谱元法中的点声源激发和全波模拟。通过时域和时频域分析发现,Scholte波多次通过阶梯状上坡地形后,能量结构稳定,脉冲宽度和频带范围都没有显著变化。甚低频声波传播特性同时受整体地形和局部起伏影响。近似真实海底地形,如阶梯状地形条件下的声传播损失特性无法简单地用单一对数表达式有效描述。浅海阶梯状上坡地形软质海底中,声源接近海底时激发的界面波向远处传播的能力优于水中声波。软质海底水平海洋空间中有效激发并接收界面波模态时,整体的声传播损失近似于柱面扩展。

不同品种油梨果实品质、光合特性比较及其相关分析

【目的】研究采收期不同品种油梨的果实品质、光合特性及其相关性,为油梨栽培品种的选择和果实品质的提升提供参考依据。【方法】以哈斯、桂垦和台湾T为试验材料,测定采收期不同品种油梨的叶片生物学特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、果实生物学特性及果实品质指标,分析叶片与果实生物学性状之间、光合特性指标之间、果实品质指标与叶绿素荧光参数之间的相关性。【结果】除叶柄长外,桂垦、哈斯和台湾T等3个品种叶片的生物学性状差异均达极显著水平(P<0.01,下同),叶片长宽比分别为1.72、2.28、1.39,哈斯叶片细长,台湾T叶片宽圆。台湾T的果实最大,其单果质量、果纵径、果横径分别为桂垦的1.19,1.72、1.18倍和哈斯的1.74、1.64、1.48倍;不同品种间单果质量、果横径、果柄长度差异极显著。哈斯果实综合品质最佳,果肉可溶性总糖、钙、铁和钾含量最高,分别为桂垦的1.16、2.32、2.62和1.03倍,为台湾T的1.08、2.36、2.81和1.71倍;桂垦果实的蛋白质和镁含量及可食率最高,分别为哈斯的1.09、1.07、1.11倍,为台湾T的1.40、1.12、1.25倍。哈斯的光合能力最强,其叶绿素含量及PSII有效光化学量子产量(Yield)、光化学荧光淬灭系数(qP)最高,非光化荧光淬灭系数(qN或NPQ)最低。不同油梨品种光响应曲线和光诱导曲线的变化规律一致,随着光照强度增加,光合电子传递速率(ETR)逐渐升高,Yield逐渐降低。相关分析结果表明,叶片生物学性状之间、果实生物学性状之间相关性较强,叶片与果实之间生物学性状相关性较弱。油梨的单果质量与果实品质指标呈显著(P<0.05,下同)或极显著负相关,与光合特性的Yield、qP呈显著正相关,与qN、NPQ呈极显著负相关。【结论】哈斯、桂垦和台湾T 3个油梨品种中,以哈斯的叶绿素含量最高,叶绿素荧光特性最好,果实品质最佳,适合在福建省推广种植。

留叶数对蓝莓扦插生根及叶绿素荧光参数的影响

为探明蓝莓半木质化插穗扦插繁殖时适宜的留叶数,在智能温室内,以9月采集的“维尔”蓝莓当年生枝条为试验材料,研究不同留叶数(分别留1~6片叶)半木质化插穗在珍珠岩+泥炭土(1∶1,体积比)基质中扦插100 d后的成活率、生根性状、新梢生长性状、保留叶片叶绿素含量及光合能力(叶绿素荧光参数)的差异。结果表明,插穗留3片叶处理的成活率、保留叶片叶绿素含量、新梢数、新梢量、新梢长、新梢粗等性状都处于最高水平,扦插效果优于其他留叶数处理。在相同测定时间点,与其他处理相比,插穗留3片叶处理的保留叶片荧光参数YIELD、ETR、qP都处于最高水平,qN则相反。从叶片光响应曲线来看,留3片叶处理的保留叶片ETR稳定高于其他处理,光饱和度达到1 500μmol·m^(-2)·s^(-1)。插穗留3片叶时,叶片电子传递能力相对较高,光合能力较强,可更好地为插穗提供营养,促进插穗成活和生长。

大棚栽培下黄晶果果实生长发育规律和果实品质研究

为探讨大棚栽培下,黄晶果果实生长发育规律,2020年和2021年连续2年于黄晶果谢花后0、7、14、21、28、35、42、49和56 d测定果实单果质量和纵横径,计算单果质量、纵横径周增长率。果实成熟测定果实生物学性状和内在品质指标,并分析果实各指标间的相关性。结果表明,大棚黄晶果果实生长发育速度较快,单果质量、果实纵横径增长变化均表现为快—慢—快的双S动态变化,其增长过程可分快速生长期、缓慢生长期和快速生长期。谢花后14~21 d和28~56 d为果实生长膨大期,谢花后21~28 d为果实生长缓慢期。2021年果实成熟时,单果质量约176.81 g,总酸含量0.19%、总糖含量11.18%、可溶性固形物含量16.48%,糖酸比58.90,固酸比86.78。单果质量与纵横径密切相关,果皮色差和单果质量、纵横径、果实内在品质显著相关。

福建亚热带果园土壤pH值与有效态养分含量的相关性

福建亚热带果园土壤ｐＨ值与有效态养分含量关系密切。其中，柑桔、龙眼园的两者相关性表现较好，而荔枝园的相关性表现较差。相关关系回归方程的最佳函数类型因元素不同而异。ｐＨ值与代换态锰含量的关系符合幂函数方程；ｐＨ值与交换态钙、有效态铁含量的关系较符合指数函数方程；ｐＨ值与交换态镁、有效态锌含量的关系较符合线性函数方程。回归分析表明，果园土壤ｐＨ值小于５．００或大于６．５０时，土壤有效态养分含量变化较大（尤其是代换态锰、交换态钙和有效态铁、铜）。柑桔园及龙眼、荔枝园土壤ｐＨ值的最适范围分别为５．００～６．５０和５．５０～６．５０。

基质温度对三角梅插穗生根及其叶片光合作用的影响

探讨了智能调控下18、20、25、30、33℃的5个基质温度处理对三角梅叶片光合作用及插穗生根的影响。结果表明：随着基质温度上升,三角梅插穗叶片净光合速率增加,18、20℃处理的净光合速率较低,两处理间未见显著性差异,但均显著地低于处理间未见明显差异的25、30、33℃处理。随着基质温度上升,叶片蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度增加,气孔限制值下降。低于20℃基质温度处理插穗生根数较少、根长度较短,同时成活率较低。高于30℃基质温度处理插穗落叶数及茎基腐烂率明显提高,成活率显著下降。三角梅插穗生根的基质温度以25~30℃为适宜。

基质粒径和生长调节剂对尖叶茶藨子嫩枝扦插的影响

以尖叶茶藨子未木质化的枝条为材料,应用种苗智能化快繁技术,研究不同基质粒径、植物生长调节剂种类与浓度对尖叶茶藨子嫩枝扦插的影响,以期筛选出茶藨子嫩枝扦插繁殖的适宜条件。结果表明,珍珠岩粒径小的生根率和生根效果指数更高;500mg/L IBA速蘸的生根率最高为82.00%,其次为125mg/L(IBA+NAA)(V︰V=1︰1)混合液处理的生根率78.09%,而1500mg/L的萘乙酸(NAA)会抑制尖叶茶藨子嫩枝生根。

柑橘、龙眼园土壤有机质与有效性养分质量分数的相关性

对福建省 781个柑橘园和 315个龙眼园的土壤进行分析 .结果表明 ,这 2种果园多数的土壤有机质质量分数处于良好水平 ;土壤有机质质量分数与有效性养分质量分数关系密切 ;土壤有效性养分质量分数随有机质质量分数的增加而增加 ;柑橘园与龙眼园土壤的有机质质量分数分别为 15- 35和 10 - 30 g· kg-1,其土壤有效性养分质量分数较为适宜 .因此 ,上述 2种果园的土壤有机质质量分数可作为较为适宜范围 .

弱形式时域完美匹配层——滞弹性近场波动数值模拟

本文旨在构建适用于滞弹性近场时域波动有限元模拟的高精度人工边界条件:完美匹配层(Perfectly Matched Layer:PML),其中阻尼介质时域本构基于广义标准线性体建立.与以往研究不同,本文采用复坐标延拓技术变换弱形式波动方程构建了可直接用有限元离散的弱形式时域PML,规避以往独立对无限域内波动方程及界面条件进行延拓可导致的PML场方程和界面条件匹配不合理引发数值失稳、计算精度低下等问题.其次,针对PML中多极点有理分式与频域函数乘积的傅里叶反变换难以计算的问题,利用PML精度对复坐标延拓函数中延拓参数微调不敏感这一特点,明确给出了参数微调准则以规避多重极点,进而利用有理分式分解给出了一种普适、简便的计算方法,极大地简化了PML计算.基于该方法可实现任意高阶PML.最后,将本文构建滞弹性PML与高阶勒让德谱元(高精度集中质量有限元)结合得到滞弹性近场波动谱元离散方案.基于算例验证了滞弹性PML的计算效率、精度及新离散方案的长持时稳定特性.新离散方案可应用于计入实际介质阻尼的地震波动正、反问题数值模拟,提高波形模拟的精度以及地下波速结构反演的精度和可靠性.

毒死蜱对番木瓜生理生化及植株生长的影响

以番木瓜幼龄植株为试材,通过喷施不同浓度毒死蜱,探讨毒死蜱对番木瓜生理生化及植株生长的影响。结果表明:喷施毒死蜱后植株过氧化物酶活性急增,过氧化氢酶活性明显降低,叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量明显下降,根系活力显著降低;叶片出现斑驳黄化、皱缩症状,提早脱落;植株根、茎、叶生长量明显减少。番木瓜幼龄植株对毒死蜱敏感,喷施毒死蜱易导致植株药害发生。

失水胁迫对三角梅插穗叶片光合作用的影响

探讨了失水胁迫对三角梅插穗叶片光合作用的影响。结果表明:扦插前随着离体时间的延长,插穗叶片水势逐渐降低,失水胁迫逐渐加重,扦插后插穗叶片的光合能力明显下降。离体时间超过2 h、插穗失水率大于8.9%时,叶片光合速率的下降主要受非气孔因素限制。

溪蜜柚果实粒化、裂瓣症与矿质营养关系的探讨

针对王官溪蜜柚果实粒化、裂瓣与矿质营养的关系，对不同海拔高度果园的果实汁胞、叶片、土壤元素含量进行追踪分析．结果表明，果实粒化汁胞矿质成分（尤其是Ｎ、Ｐ、Ｋ）明显增加，裂瓣汁胞矿质成分亦呈增加趋势．叶片Ｎ、Ｋ、Ｂ、Ｚｎ含量高，Ｃａ含量低明显加剧果实粒化程度．果实裂瓣程度随叶片Ｂ含量增加而减轻．结果还表明，随土壤有效Ｃｕ含量增加，果实粒化程度加重，裂瓣程度减轻．

透射边界高频失稳机理及其消除方法——SH波动

用有限元法求解近场波动问题,须选取人工边界条件以实现对无限域稳定、高效的数值模拟.该文探讨了SH波导有限元数值模拟中透射边界引发的高频失稳问题.从离散模型出发,分析了内节点与人工边界节点运动方程频散曲线之间的匹配关系,揭示了高频失稳的一种机理,即二者相互耦合所得计算方案支持自发从人工边界向计算区域内行进的高频波动.提出通过调整内节点运动方程以改变这一匹配关系,从而消除失稳的措施.理论分析与数值结果表明该措施能有效地消除高频振荡失稳.

基于加强梯度边缘检测算法和FFT的穿刺针定位方法

目的:针对CT引导介入图像中存在金属穿刺针伪影以及其他噪声,要准确提取穿刺针边缘和针尖的精确位置。方法:将加强梯度边缘检测算法和FFT结合,对图像进行滤波、增强、分割。首先采取高斯滤波器(GLPF)进行低通滤波,然后由罗盘算子、Canny算子提取边缘。通过取样针尖不同坐标计算针道斜率,据此计算针与水平方向夹角。为此训练了300幅CT引导穿刺图像。结果与结论 :在MATLAB平台上仿真验证,结果表明,罗盘边缘算子相对应进针角度时,强化了针的边缘,加强梯度边缘检测方法和FFT能有效抑制图像噪声,并能提高针尖角度计算精度。