智能化测绘的混合计算范式与方法研究

传统数字化测绘产品在数字经济、数字治理与数字生活等方面发挥着越来越重要的时空基底和关键生产要素作用,但其精细程度、更新周期、服务方式难以满足数智新时代下的高质量发展需求。因此,迫切需要实现数字化测绘到智能化测绘的转型升级,通过构建新型时空新型基础设施以全方位提升高品质的时空信息供给能力、高层次的时空数据分析能力,以及高水平的时空知识服务能力。本文从测绘自然智能与人工智能结合的必要性分析出发,首先讨论了测绘智能计算的基本概论及内涵,然后提出了智能化测绘知识为引导、数据为驱动、算法为基础、服务为支撑(KDAS)的混合智能计算范式并梳理了其构建基本任务,最后从感知、认知、表达与服务4个维度研究并系统阐述了智能化测绘的混合计算关键技术和相应途径,试图为混合计算赋能智能化测绘知识体系构建以及产业发展升级搭建基础研究框架。

面向未知环境的自主无人机智能感知测量技术

智能化测绘的发展对数据采集高效性、完备性和智能性提出了更高的要求。尤其是在林下等GNSS拒止环境下,现有传统手段往往难以完成高效率、高覆盖率测量。为了满足未知环境的智能化感知测量需求,以无人机为移动平台,本文设计并提出了一种融合视觉在线自主定位及全局探测路径规划的自主无人机智能感知测量技术与总体框架。本文首先设计并采用了一种基于点线特征的VIO(visual-inertial odometry)在线定位算法,通过点线特征的提取和匹配进行初始位姿的解算,之后利用因子图优化实时地输出无人机高精度的位姿信息。进一步地,为了实现无人机对于未知环境高效且高覆盖率的自主测量,采用了一种顾及多层次信息的全局最优探测路径规划方法确定局部最佳探测目标,然后通过轨迹搜索和优化算法实时地生成高质量的探测运动轨迹。通过自主搭建无人机平台对该技术框架进行了验证,分步对比和总体真实试验表明框架设计并采用的定位及空间探测方法相较于目前具有代表性的方法具有明显优势,并且在GNSS拒止局部林下环境中实现了高效高覆盖率的全自主测量,为未知场景进一步的在线智能化感知奠定了良好的理论方法与框架基础。

基于“虚实结合”的成岩/成矿过程实验教学探索

岩石学、矿床学是地质类专业的核心课程,笔者针对这些课程传统实验教学中存在的真实场景及原理难以再现、教学资源有限、验证性实验过多等问题,基于“虚实结合”实践平台进行成岩/成矿过程实验教学探索,倡导集实操验证与虚拟仿真于一体的教学方式,构建了虚拟仿真实验教学平台,设计了实验教学内容及教学过程,实现了“虚”“实”教学方式的有效融合。

基于人体臂部的连续动态服装压力预测模型及准确性表征方法

通过建立人体臂部与弹性压力臂套的三维有限元模型,对弹性压力臂套的穿套过程及人体肘关节着装后屈曲的2种工况进行数值模拟,计算得到人体臂部软组织外表面及弹性压力臂套随时间变化的等效应力;基于此数据建立线性回归模型,选取均方根误差作为线性回归模型表征指标,以用于表征织物基传感器测试的准确性。最后对模型进行应用,在有限元模型中选取臂部肘关节外侧屈曲点处,提取此处随时间变化的应力曲线,基于曲线上的特征点建立线性回归模型;选取2种柔性传感器,将其缝制在与模型屈曲点处同样的位置,测试匀速屈肘时的电信号数据,并通过力电耦合模型将电信号转换为应力值。选取均方根误差(RMSE)作为表征线性回归模型的指标,对2种传感器测试数据进行分析,结果显示其中一款传感器的测试值的回归效果与真实值的差距较小,可以认为此传感器运用于肘部弯曲测试准确度更高,效果更好。

单灾种三元安全评价体系模型研究及其推广

为拓展安全评价的理论研究思路和方法,本文以灾害致因逻辑路径为导向,建立一个量化、动态、可反馈的单灾种三元安全评价体系系统动力学(SD)模型。通过辨析灾害系统影响要素,绘制安全能力、安全状态和安全业绩之间的因果关系图。运用SD理论,构建单灾种三元安全评价体系预测和评价SD模型。在模型中确定6个状态变量、6个速率变量和7个辅助变量。通过确定变量,并利用SD模型进行仿真模拟,可实现安全能力、安全状态、安全业绩的定量、动态预测和评价。将SD模型用于单灾种预测和评价,可弥补现有定性、静态和链式评价方法的不足,并且此模型可推广至多灾种领域进行综合性分析评价。

材料去除过程中Rehbinder效应的研究进展

精密机械加工过程中,利用Rehbinder效应对工件表面特性的影响,可以更好地控制零件表面质量。不同工程材料的Rehbinder效应的微观表现形式有所差异,但宏观结果都是降低工件表面硬度,使材料去除过程更容易进行。回顾了Rehbinder效应概念的提出和发展过程并对其内涵和应用范围进行了阐述,为加工过程中的材料去除方法提供思路,对材料表面完整性的形成具有指导意义。列举了近年来科研人员对Rehbinder效应的相关研究成果,分析对比其在硬脆材料和塑性材料加工过程中的表现形式和微观作用机理,总结Rehbinder效应的影响因素,如极性分子的吸附活性、工件材料的晶粒尺寸等。揭示了Rehbinder效应中极性分子的吸附作用,以及吸附作用后的扩散、位错和间隙三种促进机制,并综述离散元法、有限元法和分子动力学等数值仿真方法对宏观尺度和微观尺度Rehbinder效应机理的研究。Rehbinder效应可以看作是一种对加工表面的改性机制,研究Rehbinder效应作用下的表面活性剂与被加工表面的匹配机制是提高材料表面完整性的关键,对推动精密制造工艺的发展有重要意义。

鱼道厂坝集鱼系统运行工况对鲫上溯的影响

厂坝集鱼系统是在电站尾水管上方安装的鱼道多进口结构,实际使用中存在流态复杂、运行工况多、鲤科鱼类响应特征不明晰等问题。针对以上问题,该研究依据中国鱼道厂坝集鱼系统的主要结构特征建造试验装置,对成熟鲫(Carassius auratus)进行PIT(passive integrated transponder)标记,设置2种水位、2种补水孔出流方式共4个工况,观测产卵前后鲫的上溯行为。试验结果表明,进口吸引率主要受产卵发生阶段、水流动量影响,产卵前的被吸引率显著高于产卵后(P<0.05),小动量组的吸引率显著高于大动量组(P<0.05);尝试率受产卵发生阶段、出流方式和水位的综合影响,产卵前的尝试率是产卵后的33.032倍,补水孔分散出流是集中出流的4.228倍,高水位是低水位的2.484倍;上溯率随尝试率增大而增大(P<0.05)。该研究表明鱼类在厂坝集鱼系统中的上溯行为主要受生理生态需求驱动,同时受到出流动量、运行水位及上溯路线上的流速流态影响,对今后鱼道多进口结构设计具有一定的指导意义。

蒺藜苜蓿MtCIM基因结构和功能分析

【目的】CIM(cytokinin induce messager)属于Expansin蛋白家族,该蛋白是一类在植物生长和发育过程中起关键作用的蛋白质。为分析蒺藜苜蓿MtCIM基因结构、表达、亚细胞定位及在植物生长和发育过程中的功能。【方法】利用生物信息学工具对其进行深入分子量、理论等电点、不稳定系数及蛋白质结构预测和分析;同时,利用RT-qPCR方法,对不同激素处理(IAA、ABA、GA3)下的基因表达进行了检测;并通过融合蛋白瞬时表达及酵母表达方法鉴定其亚细胞定位及转录自激活情况;对MtCIM转基因植株进行低磷环境的适应分析。【结果】生物信息学分析显示,CIM蛋白的相对分子量为29.563 kD,理论等电点为5.54,不稳定系数为41.62,其蛋白质性质不稳定。二级及三级结构预测表明,该蛋白主要由无规则卷曲构成。外施IAA能够显著提高MtCIM的表达,外施ABA和GA3后,MtCIM表达呈现先升高后降低的趋势。亚细胞定位结果显示,其定位于细胞质中。对MtCIM进行转录自激活活性分析显示,蒺藜苜蓿MtCIM不存在自激活活性。对获得的20株转基因株系进行分析表明,转基因株系叶片细胞壁更厚;转基因植株对低磷环境具有更好的适应能力。【结论】对蒺藜苜蓿MtCIM的全面分析,揭示了其作为Expansin蛋白家族成员在植物生长和发育中的关键作用,并提高了植物在低磷环境中适应能力。

基于关系图卷积神经网络的新能源配电台区拓扑识别方法

针对传统拓扑识别方法难以适应高比例分布式光伏接入下低压配电台区电气耦合特性复杂的问题,提出了一种基于关系图卷积神经网络的新能源配电台区拓扑识别方法。文章分析了分布式光伏接入对低压台区线户关系识别的影响机理,提出了高渗透率分布式光伏接入下配电台区的自适应线户关系识别方法,通过电压皮尔逊相关系数矩阵建模和全局自适应聚类方法实现线户关系识别。基于新能源台区拓扑关联特性将配网节点关联分类匹配为分隔、上下、并列及光伏节点接纳关系,建立了适应分布式光伏接入的台区拓扑邻接矩阵模型。提出了基于关系图卷积神经网络的配电台区拓扑生成算法,通过提取电压量测数据形成台区节点特征矩阵,基于关系图链接预测挖掘潜在节点关联关系逐步生成配电台区拓扑。算例仿真对比验证了所提拓扑识别方法的有效性,与传统算法相比可提升识别准确率4.3%以上。

阿托伐他汀钙结合厄贝沙坦治疗高血压的效果及对血管内皮功能的影响

目的探讨阿托伐他汀钙结合厄贝沙坦治疗高血压的效果及对血管内皮功能的影响。方法选取2020年6月至2021年6月收治的80例高血压患者为研究对象,根据随机数字表法将其分为对照组(n=40,厄贝沙坦)和研究组(n=40,阿托伐他汀钙结合厄贝沙坦)。比较两组的治疗效果。结果研究组的治疗总有效率高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,研究组的内皮素-1(ET-1)、血管性假血友病因子(vWF)、脂质过氧化物(LOP)水平及动脉内膜中层厚度(IMT)低于对照组,一氧化氮(NO)水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,研究组的超敏C反应蛋白(hs-CRP)、脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)、Salusin-β水平低于对照组,Apelin水平高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组的踝臂指数(ABI)、大动脉弹性指数(C1)及小动脉弹性指数(C2)均升高,且研究组高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论阿托伐他汀钙结合厄贝沙坦能够改善高血压患者的血管内皮功能及血管弹性功能,减轻炎症反应,疗效较好,值得在临床中推广及应用。

一种面向船体扫描的多站点云鲁棒配准技术

为实现船舱外壳的点云配准,本文提出了一种基于回环约束的多站点云配准方法。首先,使用ISS从场景中提取关键点,将颜色信息与形状信息的直方图相融合,得到船舱点云外壳的CSHOT特征描述符;然后,基于回环的粗配准,构建全连接图,并利用GROR,结合最大一致性集约束和闭环约束移除误匹配;最后,采用全局的精配准LUM算法完成位姿优化。实验表明:该方法的平均RMSE为0.0077m,对船舱外壳的点云配准取结果较好。

右美托咪定复合罗哌卡因在超声引导下腹直肌鞘阻滞联合腹横肌平面阻滞对腹腔镜手术患者术中镇痛的影响

目的 探讨右美托咪定复合罗哌卡因在超声引导下腹直肌鞘阻滞(RSB)联合腹横肌平面阻滞(TAPB)对腹腔镜手术患者术中镇痛的影响。方法 选取2023年3—5月中国科学院合肥肿瘤医院收治的80例腹腔镜手术患者为研究对象,采用随机数字表法分为试验组和对照组,每组40例。试验组给予0.5μg/kg右美托咪定复合0.25%罗哌卡因在超声引导下RSB联合TAPB,对照组给予0.25%罗哌卡因在超声引导下RSB联合TAPB。比较分析两组患者的围手术期指标、术后不良反应发生情况。比较分析两组患者进入手术室后(T0)、切皮时(T1)、建立气腹后(T2)、拔管后(T3)的Ramsay评分、Prince-Henry评分、血流动力学水平[收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、心率(HR)、平均动脉压(MAP)]。结果 试验组患者的瑞芬太尼用量和丙泊酚用量均少于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组患者的术后不良反应发生情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。与T0时刻比较,两组患者T1、T2、T3时刻的Ramsay评分均升高,Prince-Henry评分均降低,差异均有统计学意义(P<0.05);T1、T2、T3时刻,试验组患者的Ramsay评分均高于对照组,Prince-Henry评分均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与T0时刻比较,对照组患者T1、T2、T3时刻的SBP、DBP、HR、MAP均升高,差异均有统计学意义(P<0.05);T1、T2、T3时刻,试验组患者的SBP、DBP、HR、MAP均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 右美托咪定复合罗哌卡因在超声引导下RSB联合TAPB中对腹腔镜手术患者的镇静、镇痛效果显著,可维持患者的血流动力学水平稳定,且安全性较好。

家属参与网络延续性干预对老年2型糖尿病合并高血压患者自我效能的影响

目的分析在老年2型糖尿病合并高血压患者干预中应用家属参与网络延续性干预的效果及对自我效能的影响。方法选取2021年3月至2022年3月住院的108老年2型糖尿病合并高血压患者作为研究对象,应用随机数字表法分为对照组和观察组,每组54例。对照组给予常规延续性干预,观察组给予家属参与网络延续性干预,比较2组患者干预前后社会网络水平、自我效能以及血糖和血压水平,并统计2组干预期间并发症发生率。结果干预后,观察组LSNS-6量表、C-DMSES量表和高血压患者自我效能评价表的评分均高于对照组(P<0.05),观察组FPG、PBG、SBP和DBP及并发症总发生率均低于对照组(P<0.05)。结论在老年2型糖尿病合并高血压患者干预中应用家属参与网络延续性干预的效果良好,可提高其社会网络水平和自我效能,帮助其更好的控制血糖和血压,减少并发症的发生。

经验灌肠方联合微波治疗湿热瘀结型盆腔炎性疾病后遗症临床观察

目的:探讨经验灌肠方联合微波对湿热瘀结型盆腔炎性疾病后遗症(SPID)的治疗效果。方法:选择120例湿热瘀结型SPID患者为研究对象,按随机数字表法分为对照组60例康妇消炎栓联合微波治疗,观察组60例经验灌肠方联合微波治疗,共治疗2疗程。记录治疗前后彩超检查结果,测定CD4+、CD8+、CD4+/CD8+、白细胞数、中性粒细胞比例,视觉模拟评分法(VAS)评估下腹部疼痛、腰骶部酸胀疼痛、经期腹痛程度,并观察两组患者生活质量及临床疗效。结果:治疗后观察组盆腔积液程度好于对照组,盆腔炎性包块小于对照组,血液流变学改善优于对照组(P<0.05)。治疗后观察组CD4+、CD4+/CD8+高于对照组,CD8+、白细胞数、中性粒细胞比例小于对照组(P<0.05)。治疗后观察组下腹部疼痛、腰骶部酸胀疼痛、经期腹痛程度低于对照组,生活质量改善(P<0.05)。对照组总有效率86.67%(52/60)低于观察组总有效率96.67%(58/60)(P<0.05)。结论:经验灌肠方联合微波治疗SPID疗效较好,可明显改善临床症状、体征及血液流变学,并提高患者生活质量,调节细胞免疫功能,安全性较高。

诊刮术后补肾化瘀方联合地屈孕酮治疗围绝经期崩漏临床研究

目的 探讨诊刮术后自拟补肾化瘀方联合地屈孕酮治疗肾虚血瘀型围绝经期崩漏的临床疗效。方法 选取围绝经期崩漏患者100例,随机分为治疗组及对照组,各50例。对照组于诊刮术后或撤退性出血第15天,口服地屈孕酮片,每次10 mg,每天2次,共10 d。治疗组在对照组治疗基础上加补肾化瘀方治疗,2组疗程均为3个周期。观察2组患者在诊刮术后运用补肾化瘀方联合地屈孕酮治疗围绝经期崩漏的临床疗效。结果 治疗后,治疗组治愈率、总有效率及中医证候积分均明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 肾虚血瘀型围绝经期崩漏患者诊刮术后采用补肾化瘀方联合地屈孕酮治疗疗效优于单纯使用地屈孕酮。

基于生物信息学探讨葛根芩连汤治疗溃疡性结肠炎的可行性

目的基于生物信息学探讨葛根芩连汤(GGQL)治疗溃疡性结肠炎(UC)的作用靶点及作用机制。方法检索TCMSP数据库得到方剂中各药物的有效成分及靶基因;再检索OMIM数据库、DisGeNET数据库获得疾病的基因,将药物基因与疾病基因取交集得到核心基因;采用STRING数据库构建基因功能关联网络;采用DAVID数据库进行GO富集分析和通路富集分析。结果共获得有效成分278种,靶点410个,疾病基因914个;将药物基因与疾病基因取交集共得到113个核心基因,然后采用STRING数据库构建基因功能关联网络,将网络信息数据导入Cytoscape软件进行拓扑分析发现IL6、STAT3、IL1B、VEGFA、MAPK1、EGF、PTGS2、EGFR、ICAM1、MMP9等靶点度值较高,可能是核心靶点;使用DAVID数据库对靶点进行GO富集分析共得到16个富集的生物过程聚类,通路富集分析共获得26个富集的通路聚类,其中与炎症密切相关并且联系靶点较多的通路有TNF信号通路和炎症性肠病信号通路。结论研究初步得到了GGQL治疗UC的作用靶点以及作用通路,结合已发表的相关研究认为GGQL可能通过TNF信号通路发挥作用。

岩溶地区基坑开挖桩锚支护结构变形与稳定性影响研究

为了探究溶洞对超长锚索支护基坑开挖与稳定性的影响,以广州市白云站二期基坑为研究对象,采用有限元软件Plaxis 3D建立了三维模型,分别从溶洞宽度、溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离进行了模拟,并以地连墙沿深度方向的水平位移为指标进行了分析。研究结果表明:当溶洞宽度增加或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离减小时,对基坑变形的影响较大,且变形幅度较大,需对溶洞进行加固处理并及时监测基坑变形;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加时,对基坑变形的影响减弱;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加至一定程度后,几乎对基坑变形无影响。因此,在溶洞较发达地区进行基坑开挖,施工前对周围溶洞进行研究分析和预处理,有利于基坑稳定性。

双语互动式教学查房在麻醉科住培带教中的应用

目的在传统教学查房制度基础上改进、探讨现场双语互动式教学查房应用于麻醉科住培生教学查房的教学成效与规范性。方法2020年7月1日—2021年6月30日选择麻醉专业规范化培训学员68名,随机分为传统教学组(C组)和双语教学组(B组)。C组学员采用传统教学查房模式;B组学员采用双语互动式教学查房模式。教学查房后开展笔试和病例分析进行效果考核评分和教学满意度调查。结果与C组相比,B组教学查房后笔试成绩显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。两组病例分析成绩在补充检查、麻醉计划、麻醉风险与措施、临床思维与文献4个层面得分差异有统计学意义(P<0.05)。与C组比,B组学员对查房制度满意度增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论双语互动式教学查房可提高教学效果和满意度,优化了住培带教工作,具有一定的临床教学意义。

智能碳纤维板加固钢筋混凝土梁抗弯疲劳性能试验

将具有良好感知性能的光纤光栅(OFBG)嵌入碳纤维增强复合材料(CFRP)中,研制出智能碳纤维(CFRP-OFBG)板。为研究CFRP-OFBG板加固钢筋混凝土梁的疲劳性能,对6根CFRP-OFBG板加固梁和2根未加固梁进行疲劳和剩余强度试验。试验中对比加固与未加固梁的破坏形态、疲劳寿命、应变发展等情况,研究疲劳荷载幅值和循环次数对加固梁疲劳性能的影响。结果表明:试验梁加固后抗弯承载力和疲劳性能均得到明显提升;加固梁的剩余承载力随疲劳循环次数的增加呈现三阶段发展规律;CFRP-OFBG的监测数据可在一定程度上实时反馈加固梁的受力过程。

瓦斯抽采安全评价模型研究

基于系统的认识观和体系的方法论,看待和处理瓦斯抽采的安全评价,概念模型和理论模型的研究必不可少。本文提出瓦斯抽采体系由自然系统、社会系统、人工系统组成,并建立瓦斯抽采三元体系概念模型。概念模型认为安全业绩是管理水平、专业水平、灾害治理状态的函数,在此基础上运用系统动力学方法,建立一个量化、动态、可反馈的煤矿瓦斯抽采三元体系SD理论模型,对瓦斯抽采稳定性水平进行评价和预测。通过确定变量,并利用SD模型进行仿真模拟,可实现瓦斯抽采稳定性水平的定量、动态预测和评价,SD模型对于安全评价有着显著的适用性。这一建模方法,可推广至复杂安全生产系统中,克服定性、孤立、静态、链式、单一化评价方法存在的问题。