典型岩溶高原边缘夷平面沉积特征及古气候环境——以湘西洛塔及贾坝剖面为例

文章对云贵高原边缘洛塔期(洛塔剖面)和召市期(贾坝剖面)夷平面风化壳进行粒度、磁化率、孢粉等方面的研究,探索其沉积特征及古气候响应。结果显示:洛塔剖面和贾坝剖面风化壳都以黏土和不等粒砂为主,但洛塔剖面岩性和粒度变化比较明显,为杂色黏土质粉砂和粉砂质黏土互层,夹一层砂砾石;贾坝剖面岩性和粒度相对稳定,主要为粉砂黏土。洛塔剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值整体较高,但变化幅度小且快,贾坝剖面Mz、Md、SC/D值以及磁化率值相对波动较大,由此推断两条剖面所揭示的沉积环境都整体湿润,但贾坝剖面显示出小的干燥波动,即洛塔期夷平面风化壳沉积时期气候为温暖湿润型,召市期夷平面风化壳沉积时期气候为温凉干燥型,这与孢粉中大量水龙骨属(Polypodium)、松属(Pinus)指代的气候意义相同。对比孢粉组合及前人资料,推测洛塔剖面风化壳可能为新近纪早期开始形成,该夷平面可能形成于中新世,而贾坝剖面可能形成于第四纪早期,该夷平面可能形成于更新世。

适应人体重心起伏的悬吊减重康复系统设计

减重系统对下肢疾病患者的行走康复训练有重要影响。现有的下肢康复外骨骼减重装置大多只考虑如何减去患者体重的百分比,而忽略了患者身体重心的起伏。由于外骨骼的骨盆支架在竖直方向运动轨迹固定,患者步态的微小变化就会导致重心高度与骨盆支架运动轨迹不符,这一差异会作用到患者的骨盆位置,影响下肢关节的活动,并产生额外的风险。针对这一问题,提出通过采集足底压力来预测重心位置变化,并利用获得的重心轨迹解算出应施加的减重力方法,为患者训练提供安全有效的减重系统。所提方法的可行性已获仿真证实,并在研发的外骨骼减重系统上获得实际验证,模糊控制器跟踪重心轨迹的误差相比PID控制减少了21.2%,稳态误差维持在±1 mm范围内,髋膝关节的活动范围相比常规减重分别增加了14.36%和13.77%。

基于感兴趣区域的物体抓取位姿检测

在工业生产中,待抓取物体往往具有种类众多、摆放位置杂乱、形状不规则等特点,使得难以准确获取物体抓取位姿。针对以上问题,提出一种基于深度学习的两阶段抓取位姿估计方法。第1阶段,提出一种基于YOLOv4(you only look once version4)改进的轻量级旋转目标检测算法,提高目标的检测速度和检测精度。首先,使用轻量化网络GhostNet和深度可分离卷积对原始网络进行重构,降低整个模型参数。然后,在颈部网络中增加自适应空间特征融合结构和无参注意力模块,提高对感兴趣区域的定位精度;最后,使用近似倾斜交并比(skew intersection over union,SkewIoU)损失解决角度的周期性问题。第2阶段,制作与原始图片尺寸一样的掩膜提取感兴趣区域;同时,提出一种改进的DeepLabV3+算法,用以检测感兴趣区域中物体的抓取位姿。实验结果表明,改进后的YOLOv4网络检测精度达到92.5%,改进的DeepLabV3+算法在Cornell抓取数据集上的图像拆分和对象拆分精度分别达到94.6%,92.4%,且能准确检测出物体的抓取位姿。

基于混合策略的麻雀搜索算法改进及应用

针对麻雀搜索算法(SSA)搜索精度不高、全局搜索能力不强、收敛速度慢和易于陷入局部最优等问题,提出了一种基于混合策略的麻雀搜索算法(HSSA)。采用改进的Circle混沌映射初始化种群,提高种群多样性;结合樽海鞘群算法改进发现者的搜索公式,提高算法迭代前期的全局搜索能力和范围;在加入者的搜索公式中引入自适应步长因子,提高算法的局部搜索能力和收敛速度;通过镜像选择机制,提升每次迭代后的个体质量,提高算法的寻优精度和寻优速度;在位置更新处加入模拟退火机制,帮助算法跳出局部最优。利用8种测试函数进行测试,结果表明,改进算法比SSA有更好的寻优性能。将改进前后算法与极限学习机结合进行实验,人体表面肌电信号数据集的分类预测精度从80.17%提高到90.87%,证实了改进算法的可行性和良好性能。

基于三次样条插值的扩展谱减语音增强算法

语音识别系统易受噪声影响,采用谱减法等传统语音增强算法滤除噪声,但存在“音乐噪声”的困扰。针对该类问题,提出一种基于分数阶傅里叶与三次样条插值的语音增强算法。对语音进行分数阶傅里叶变换,并采用谱减法对含噪语音进行预处理,通过基于维纳滤波的噪声估计器来估计噪声,实现噪声的迭代更新;采用三次样条插值将含噪语音与估计噪声进行函数化;将函数化后的含噪语音与估计噪声进行几何谱减法处理,获得纯净语音。仿真结果显示:与传统的语音增强算法相比,所提算法在改善“音乐噪声”的问题上效果明显,同时也改善了语音可懂性和语音质量。

基于深度学习的视觉检测及抓取方法

针对现有机器人抓取系统对硬件设备要求高、难以适应不同物体及抓取过程产生较大有害扭矩等问题,提出一种基于深度学习的视觉检测及抓取方法。采用通道注意力机制对YOLO-V3进行改进,增强网络对图像特征提取的能力,提升复杂环境中目标检测的效果,平均识别率较改进前增加0.32%。针对目前姿态估计角度存在离散性的问题,提出一种基于视觉几何组-16(VGG-16)主干网络嵌入最小面积外接矩形(MABR)算法,进行抓取位姿估计和角度优化。改进后的抓取角度与目标实际角度平均误差小于2.47°,大大降低两指机械手在抓取过程中对物体所额外施加的有害扭矩。利用UR5机械臂、气动两指机械手、Realsense D435相机及ATI-Mini45六维力传感器等设备搭建了一套视觉抓取系统,实验表明:所提方法可以有效地对不同物体进行抓取分类操作、对硬件的要求较低、并且将有害扭矩降低约75%,从而减小对物体的损害,具有很好的应用前景。

桂林漓江风景名胜区重要旅游洞穴保护与利用探讨

通过对桂林漓江风景名胜区已开发的重要旅游洞穴(七星岩、冠岩、穿山岩、芦笛岩和莲花岩)开展景观资源保护现状调查研究,认为由于开发、游览过程中保护措施欠缺,加之洞穴自身的原因,这些洞穴都不同程度存在钟乳石脱皮掉块、砂状风化、颜色变黑变暗、灯光植物破坏等钟乳石景观老化问题,景观美学价值降低,对洞穴资源的旅游寿命构成一定威胁。为此,提出洞穴保护与利用建议,以期为旅游洞穴的保护和利用提供科学参考。

一种改进型放射外科准直器的设计和研究

本文基于Hygeia公司GMX-1型钴(60Co)放射外科系统,采用蒙特卡罗模拟程序GEANT4设计了一款新型准直器并进行了实测分析。该准直器在锥形通孔内置锥形环孔聚焦结构。EBT3胶片测量结果表明,在放射源活度、源轴距、射野尺寸等保持不变的条件下,该改进型准直器的射野半影比原来减小17.6%,吸收剂量率是原来的2.12倍。该改进型准直器在中心点吸收剂量率、射野半影两个关键技术参数上具有显著优势。

肺部超声对急性心力衰竭患者6个月内再住院的分析

目的 本研究的目的是评估出院时肺部超声B线对6个月内心力衰竭再住院的预测价值。方法 该研究纳入2020年8月至2021年12月我院收治的因急性心力衰竭住院的患者65例。出院前24小时内评估肺部超声B线,出院后随访6个月。采用Kaplan-Meier分析、Cox回归评估B线预测心力衰竭的再住院。结果 出院时平均B线为7.172±0.789,B线≥13的患者6个月内心力衰竭再住院显著高于B线<13的患者,差异有统计学意义(P<0.05)。在Cox回归分析中,出院前B线≥13是6个月内心力衰竭再住院发生的独立预测因子(风险比=1.947,95%置信区间=1.141~3.322,P=0.015)。结论 出院前肺部超声B线可预测6个月内心力衰竭的再住院。

广西岩溶景观特征及其形成演化分析

广西岩溶景观主要分布于桂东北、桂中、桂西北和桂西南地区,有峰丛、峰林、孤峰、丘陵、天生桥、石林、象形山、崖壁、洞穴及各类洞穴次生化学沉积物、地下河、穿洞、洼(谷)地、漏斗、坡立谷、盆地、地表河、峡谷、天坑、天窗、竖井、瀑布、泉、湖泊、湿地等类型齐全、形态典型的岩溶景观,囊括所有岩溶景观的类型。它们主要以中上寒武统至中三叠统的碳酸盐岩为物质基础,首先以地表河流域(如红水河、柳江、漓江等)为主线,其次以岩溶地貌区划特征为区域划分标准,然后以所处行政区和所处流域位置(如上、中、下游)为辅线,呈线状有序、集中分布于各典型岩溶景观区及岩溶景区/公园/景点内。它们或以峰丛-峰林,或以岩溶风景河段,或以天坑群,或以地下河天窗群,或以峰丛平原,或以洞穴,或以天生桥,或以跨国瀑布等为核心,组合成多个特色突出,形态优美、珍稀、雄伟、典型,且类型齐全的流域岩溶景观带,并形成独具广西特色的"岛链式"岩溶景观分布格局。它们是全球亚热带岩溶地貌及景观典型集中发育区和杰出范例,是目前世界上展现塔状峰丛-峰林、锥状峰丛、高峰丛深洼地、峰林/孤峰平原、洞穴、天坑、天窗、地下河、天生桥、岩溶风景河段、瀑布、崖壁等岩溶景观美景最杰出的代表地,堪称全球"洞穴天坑之窗,地下河天窗之王,天生桥瀑布之奇,风景河段之美,峰丛峰林之魂"。同时,自晚三叠世以来,广西各区域(即各岩溶孤岛)的碳酸盐岩地层相继出露地表,分别进入各自的岩溶地貌/景观形成演化时代,历经自上而下或自下而上等不同方向、不同时期、不同区域的岩溶过程,分别形成峰丛-峰林、地下河洞穴、天坑-天窗-天生桥等各类典型的岩溶景观;并按时间序列和区域分异特征,以广西各岩溶区以及它们内部各岩溶地带相互之间水力联系的演变及区域地壳的间歇性隆升为时间界限和主线,将广西岩溶的形成演化过程划分为初始阶段(晚三叠世以来,碳酸盐岩地层出露,不同岩溶区始于不同地质时期)→雏形阶段(分轴型离散岛屿式成景过程,不同岩溶区始于不同地质时期)→重要发育阶段(主轴型离散岛屿式,不同岩溶区始于不同地质时期;集合型岛屿式成景过程,中更新世中晚期至全新世)→现代岩溶阶段(全新世以来至今)等4大成景阶段,分别表现出不同的成景过程、特征和机制,总体可概括为分轴型、主轴型、离散型、集合型等4种岛屿式成景机制,并将其成景模式归纳为"岛链式成景模式"。

乌蒙山区岩溶景观特征及其旅游扶贫潜力分析和模式

在对乌蒙山区社会经济、扶贫现状、自然环境及区域地质背景和岩溶地质特征进行分析和研究的基础上,首先系统探讨了其岩溶景观的类型、发育和分布特征,然后从资源潜力、开发适宜性、区位特性、开发条件、市场潜力等方面探讨和分析其岩溶景观旅游扶贫潜力的大小及其与岩溶特征间的关系,认为:1)乌蒙山区拥有118处不同级别优势(78处省级、32处国家级、8处世界级)的岩溶景观单体或景观区,是全球高原岩溶景观的典型集中发育区和杰出范例,形成并表现出明显的类型、区域优势和特色;2)总体上,随着岩溶景观分布密度的依次降低,以及可溶性特征的减弱和景观区级别的降低,贵州、云南、四川三大岩溶片区以及各县域岩溶区、各类岩溶景观单体或景观区资源的优势性、聚集性、规模性及知名性依次降低,旅游扶贫潜力依次下降;3)观光体验和休闲度假,是乌蒙山区各岩溶区最适宜,且最具优势和开发潜力的旅游产品;4)乌蒙山区的区位特性、开发条件和市场潜力等则明显逊色于其他相似的岩溶地区。最后,在上述分析的基础上提出了观光休闲旅游、生态旅游、科学旅游、文化旅游、探险科考等5种乌蒙山区岩溶旅游扶贫模式,并从政府、基础设施、区域旅游发展、区域协作、发展理念等方面探讨了岩溶旅游扶贫的保障机制。

广西岩溶天坑资源及其开发利用

【目的】查清广西天坑资源状况及其资源可利用性。【方法】通过野外调查测量、考察和资料收集、分析与对比,总结广西区内目前发现的岩溶天坑的发育背景和资源特征,提出广西天坑资源类型划分方案,并在对比分析国内外天坑开发利用现状的基础上,提出广西天坑的开发利用建议。【结果】广西天坑的品质在全国、全球都具有特殊的地位,而且在数量上位居全球、全国之最。广西天坑资源划分为12个类型,具有观光旅游、休闲养生旅游、探险猎奇、科普教育、科学研究、影视拍摄、地下水开发利用等重要价值。【结论】建议进一步查清广西天坑资源家底、统筹规划利用天坑资源、深化与拓展已经开发的天坑资源的利用。

桂林旅游洞穴可持续利用研究

【目的】探讨桂林旅游洞穴的现状及可持续利用方式。【方法】洞穴环境因子的长期监测、分析及实地考察。【结果】桂林市芦笛岩、七星岩、冠岩、丰鱼岩、银子岩等主要旅游洞穴都不同程度存在钟乳石脱皮掉块、砂状风化、颜色变黑变暗、灯光植物破坏等沉积物老化问题,景观美学价值大大降低,对洞穴资源的旅游寿命构成较大威胁。同时认为洞穴开发中的施工改道、增加高能光源,以及大量游客涌入等,极大地改变了洞穴的自然环境,钟乳石化学风化、物理风化和生物风化等综合作用,加速了洞穴次生化学沉积物景观的风化速度。【结论】在洞穴系统区域构建良好植被生态环境;减少洞穴与外部空气交换;减少游人在洞穴中滞留时间;调整、改造灯光系统,使用冷光源,减少开启时间;预防和控制灯光植物的滋生,及时处理灯光植物;定期用适宜水质的水对洞穴景观清洁湿润;开展次生CaCO_3的沉积效果试验与研究;对洞穴空气环境进行长期、在线观测和预警;加强旅游管理,控制游客数量,规范游客游览行为等措施。

单斜构造区岩溶倾斜洞穴发育趋势与岩层产状相关性识别

通过构建岩溶倾斜洞穴发育趋势面和岩层倾向面,探讨在单斜构造区岩溶倾斜洞发育趋势与岩层产状的相关性。首先,根据洞穴探测导线长度、方向、倾角等要素,以测量初始点为原点建立空间直角坐标系,将测量空间方位角转换为平面直角坐标系中的方向角,将测量数据投影在平面直角坐标系上,运用向量加法原理求出各测点平面向量及坐标,结合各测点的相对高差,运用趋势面分析方法进行一次拟合,构建洞道空间展布平面方程;其次,根据岩层产状信息在空间坐标系中构建平面方程;最后,通过计算两平面法向量的夹角,来判断洞穴空间展布平面和岩层产状平面的重合度,同时求出两平面与同一水平面的交线所成角来判断洞穴空间展布趋势面与岩层面的倾向关系。通过实例证明,该方法用于探讨单斜构造区岩层产状对倾斜洞穴发育趋势的影响识别具有一定的实用性。

硫化氢制酸焚烧炉的模拟分析

焚烧炉温度是硫化氢制酸焚烧炉的一个重要指标,由于酸性气组份特别是H2S和CxHy变化会显著影响焚烧炉温度,双闭环比值控制不太适用。采用炉尾温度作为主调节的第三参数,与比值调节系统组成串级比值调节系统,通过温度控制回路给出一个调节系数来改变配风比(配入的空气量与酸性气量的比值)来适应酸性气组分的变化。本文分别使用Aspen Plus软件和Hysys软件建立了焚烧炉的稳态和动态模型。先通过稳态模拟来选择合适的焚烧温度,并计算硫化氢浓度波动时,焚烧炉温度固定时配风比的变化。再通过动态模拟来分析了H2S和CxHy浓度剧烈波动时焚烧炉温度的动态响应。通过模拟分析认为硫化氢制酸焚烧炉控制温度为1100℃,并采用串级比值调节系统可以有效解决酸性气组分剧烈波动带来的影响。

大方清虚洞穴景观资源特征及形成机制的初步研究

探测清虚洞发育特征及景观资源组成,研究清虚洞形成机理,为科学开发、保护提供参考。本文在探测清虚洞的基础上,根据清虚系统的洞道结构和空间展布特征,分析其资源构成及特征;分析区内地形地貌、地质构造和水文等自然条件,对清虚洞形成的影响;以区域新构造演进为主线,讨论清虚洞形成与演化过程。结果表明:(1)清虚洞洞穴系统属于大型洞穴系统,其洞道结构为“一桥、两坑、一窗、一支洞”;(2)天生桥、天坑、天窗、洞内景观及边缘坡立谷等,是清虚洞景观资源的重要组成部分,其中边缘坡立谷、清虚洞天生桥及云坛天坑构成了核心资源;(3)区内地形特征及下伏非碳酸岩夜郎组(T1y)地层,为外源水流入碳酸岩地层溶蚀成洞提供了隔水条件;(4)区内地下水不仅沿着构造节理和裂隙运移溶蚀,而且单斜构造条件也有利于地下水沿着层间裂隙溶蚀、侵蚀,是控制清虚洞成因之一;(5)清虚洞穴系统在形成演化过程中,主要经历溶蚀期、崩塌期和下切3个时期。区内岩层空间展布和区域构造是清虚洞形成的前提条件,外源水是清虚洞形成的基本动力,在区内地文演进过程塑造了世界罕有的天生桥景观。

湘西地质公园红色碳酸盐岩石林发育特征与研究价值

红色碳酸盐岩石林是湘西地质公园最重要的地质遗迹之一。公园内的红色碳酸盐岩石林发育于奥陶系大湾组与牯牛潭组,集中分布于酉水-猛洞河两岸斜坡与峡谷地带,出露面积84 km2,是当前全球已知的面积最大的奥陶系红色碳酸盐岩石林地貌景观。红石林形态多样、成景效果好,发育了包括塔状、火焰状、墙状、剑状、柱状、锥状等十余种形态。红石林的形成经历了完整的地层沉积-构造抬升-风化剥蚀等阶段,适宜的古地理环境、有利的构造抬升运动和节理裂隙发育、温暖多雨的气候和丰富的地表地下水系是红石林发育的重要条件。因受成景地层的岩性组成复杂、地层偏薄、溶蚀作用差异等因素影响,红石林具有明显的垂直溶痕和水平溶痕叠加现象,具有独特的自然美,形态上与云南石林有较大不同,颜色上,红石林晴红雨黑、四季变幻,可能是石柱表面的藻类造成。除中国西南地区,其他国家或地区的奥陶系红色碳酸盐岩石林分布十分有限,仅泰国沙墩有报道,其稀有性非常突出,具有重要的科学意义和研究价值。但正由于其稀少,许多针对性的研究仍刚起步,值得未来各界学者进一步深入探讨。

疫情背景下桂林市芦笛岩空气环境影响因素研究

当天然洞穴开发为旅游洞穴,人为活动输入到洞穴的能量与物质影响了洞穴本体环境。文章以桂林市代表性旅游洞穴芦笛岩为例,以2020年9月1日至10月8日洞穴温度、湿度、CO_(2)以及游客人数作为重点参数,定时、定位观测洞穴环境关键要素变化及相互关系,进而探究疫情防控背景下洞穴空气环境特征及影响因素、旅游活动对洞穴环境的影响以及洞穴自净能力。观测结果表明:(1)受新冠肺炎疫情影响,观测期内游客人数较往年明显减少,游客活动对洞穴温度和湿度影响并不明显,洞穴内外温度和湿度曲线变化趋于一致,主要受洞外空气环境的影响;(2)游览高峰期短时间内洞内CO_(2)浓度仍会随游客量的增多呈现规律性变化,但在旅游活动结束以后,洞内CO_(2)浓度能迅速回归至洞穴环境背景值,未观测到明显的CO_(2)累积现象;(3)芦笛岩本身具有一定的自净能力,观测期内受降雨和降温的影响,洞外温度显著降低,促使芦笛岩洞穴通风模式发生改变,洞穴内外气流交换加强,提高了该洞的自净能力。

中国世界地质公园格局浅谈及展望

联合国教科文组织世界地质公园是一项重要的国际合作机制,借助此机制,中国近15年来申请并建立了39家世界地质公园,成为当前全球世界地质公园最多的国家。文章通过世界地质公园建立以来的一系列相关统计资料,分析中国世界地质公园的类型、岩石构造、分布特征,阶段性地总结当前发展成果与优劣势,并探讨其未来的发展期望。总体上看,中国世界地质公园囊括的地质遗迹类型丰富,源自岩石、构造、化石、水体、冰川等类型的地质遗迹不一而足。依据核心地质遗迹所处地貌特征,可以将中国现有的世界地质公园划分为山麓型、低山型、荒原型、滨海型、湖沼型、洞穴型6个类型。另外,中国世界地质公园分布广泛,64%的省级行政区都建立了世界地质公园,公园涵盖了多种不同的地质、地理、人文历史区域,具有丰富的区域类型。这一系列成绩与我国疆土辽阔、世界级品牌众多、地质公园研究基础深厚、地质与原住民关系度高、国家与地方支持力度大的优势密切相关。但通过不同分区模式进行剖析,也暴露出了公园建设发展不平衡的问题,东部公园远多于西部,人口密度与公园密度较为相关,并且已建成的公园也逐渐出现了一些管理上的问题。针对这些问题,本文分别梳理了根源和影响因素,认为自然条件、经济建设发展速度是对公园当前格局的主要影响因素,并归纳了当前世界地质公园管理上最需要注意的问题。最后,文章针对未来的资源整合与申报,尤其是西部公园申报,提出了四个可能的有利方向。

基于自适应RBF神经网络的连续压力波信号滤波方法

由于钻井液连续压力波信号与正脉冲压力信号检测原理不同,致使固定参数滤波方法存在检测特征点时间不准确、误码率高等问题。针对该问题提出一种小波包变换结合自适应变步长RBF神经网络非线性滤波器的滤波方法。该方法首先对输入的连续压力波信号进行小波包变换,运用分层阈值滤波算法和奇异值分解算法,分离出含噪声的有用连续压力波信号;对输入的不发码信号进行带通滤波,分离出噪声相关信号。然后将上述两路信号输入RBF神经网络中,通过自适应变步长滤波算法进行滤波处理,输出有用连续压力波信号。仿真结果表明:该滤波方法与固定参数滤波方法相比,滤波后信号与原信号的相关系数、均方误差、信噪比都得到了提升。现场应用中,相比固定参数滤波算法误码率降低10%,连续压力波信号的噪声得到有效抑制。