基于时空融合算法的水体叶绿素a反演研究

为了准确反演水体中叶绿素a浓度,以黄柏河东支流域为例,采用STNLFFM时空融合算法,对2017年GF-4和Sentinel-2反射率数据进行融合,以重构Sentinel-2影像的时间序列数据,并对应用算法前后获取的水质参数-光谱特征响应关系建立多元线性回归模型,比较模型对叶绿素a的预测效果以验证时空融合算法的可行性,利用重构后影像光谱特征与水质参数的响应关系建立人工神经网络模型,反演2017年黄柏河东支流域各水库水体叶绿素a浓度。结果表明:利用时空融合算法生成的影像接近真实影像,提高了多元线性回归模型预测叶绿素a的效果,R2从融合前0.659提高至融合后0.844,且基于时空融合算法获取的水质参数-光谱关系建立的人工神经网络模型模拟精度较好,R2和MRE达到0.925和9.461%,反演的叶绿素a浓度空间差异性明显。证明了时空融合算法在水质参数反演过程中具有较好的应用前景。

一种基于类小波变换的无线电频谱监测数据无损压缩方法

无线电频谱监测海量数据存储和分析是无线电监管工作的重要组成部分。频谱数据具有时间相关性以及不同频点间的相关冗余,对此本文设计了一种基于类小波变换的无线电频谱监测数据无损压缩方法。该方法首先基于时间相关性将一维频谱信号转换成二维矩阵;转换成二维矩阵后数据在水平方向以及垂直方向都存在冗余,算法采用卷积神经网络来代替传统小波中的预测和更新模块,并引入了自适应压缩块来处理不同维度的特征,从而获得更紧凑的频谱数据表示。研究进一步设计了一种基于上下文的深度熵模型,利用类小波变换不同子带系数获得熵编码参数,以此估计累积概率,从而实现频谱数据的压缩。实验结果表明,与已有的Deflate等传统频谱监测数据无损压缩方法相比,本文算法有进一步的性能提升,与典型的JPEG2000、PNG、JPEG-LS等二维图像无损压缩方法相比,本文所提出的方法的压缩效果也提高了20%以上。

三相法提取猪肝酯酶及其在制备D -7-ACA中的应用

酯酶广泛存在于动物、植物和微生物中,具有作用范围广、底物特异性高等特点。该酶能够催化许多含有酯、酰胺、硫酯或乙酰基的化合物的水解与合成,在生物催化领域具有重要的用途。对来源于猪肝中的酯酶采用三相分离的方法进行了提取,并利用猪肝酯酶的水解特性,研究了其催化7-氨基头孢烷酸(7-ACA)脱乙酰基制备去乙酰基-7-氨基头孢烷酸(D-7-ACA)的过程。主要研究结果:确立了三相法分离提取猪肝酯酶的方法,考察了有机溶剂种类、有机溶剂用量、硫酸铵浓度以及体系的pH和提取温度等条件对三相法分离提取猪肝酯酶的影响。实验结果表明在硫酸铵质量分数为45%、异丁醇与水相之比为1∶1、pH7.0、温度为30℃的条件下,酶活回收率为54.84%,纯化倍数为6.32倍。以猪肝酯酶为催化剂,研究了猪肝酯酶催化7-ACA脱乙酰基制备D-7-ACA,在pH7.5、温度35℃、底物浓度2%、酶添加量30 U/mL的反应条件下,7-ACA转化率达到94.33%。

基于多层次特征聚合的图像压缩伪影去除方法

压缩图像伪影去除作为一个图像恢复的子任务,目的是从有损压缩图像中恢复出高质量图像。现有基于Transformer的方法在计算自注意力时杂度过高,不适用于高分辨图像。有多种方法都被提出用来减小Transformer的计算量,但都会造成恢复效果下降。对此,提出一个CNN和Transformer结合的高效多层次特征聚合网络EMFANet。图像中在整体、部分和细小范围内存在全局、区域和局部特征,对于全局特征建模采用具有线性复杂度的自注意力,对于区域特征建模采用具有随机移位的窗口自注意力,对于局部特征建模采用基于通道注意力的轻量级卷积。经过实验验证,所提出的方法在JPEG压缩伪影去除任务上实现了较为先进的性能。

基于深度值前向投影的视频帧插值模型

视频帧插值技术应用广泛,其目的是在给定两个连续的视频帧条件下,生成中间帧。针对向投影过程中经常出现的多个像素投影到同一个位置的像素重叠问题,提出了一种基于深度值前向投影的视频帧插值模型。根据提出的深度估计模块的深度值对前向投影过程进行线性加权,并具有深度平移不变性,对重叠像素区域的前景物体边界和背景像素的像素重建有一定的效果提升。实验结果表明,所提出的算法在公开的视频帧内插数据集Vimeo-90k上测试结果良好,与其他算法相比,在PSNR、SSIM和LPIPS性能评价指标上均能达到较为优秀的性能指标,验证了算法的优越性。

一种基于位深度变换的无线电频谱数据压缩方法

电磁频谱数据是刻画电磁频谱态势的量化数字集合,频谱数据具有空间相关性、时间相关性以及频率相关性,在局部范围内的频谱数据和相邻频率上的数据存在冗余。针对上述问题,提出了一种基于位深度变换的无线电频谱数据压缩方法,首先将未经处理的无线电频谱监测数据经过数据转换模块转换成可便于后续压缩的频谱子图,然后采用传统编码方法压缩最高有效字节(HSB)频谱子图,最后设计了一种自回归熵模型来实现最低有效字节(LSB)频谱子图的高性能压缩并引入波前并行操作来加快解码速率。实验结果表明,其压缩率为39.05%,与已有的HUffman等传统无损压缩方法和无损图像压缩方法相比,所提出的方法在保证数据准确性的同时有着更好的压缩性能。

基于位姿状态的激光雷达点云帧间编码方法

激光雷达动态获取点云压缩在智能驾驶领域具有重要应用。为了应对点云序列时域冗余问题,本文设计了基于位姿状态的激光雷达点云帧间编码方法。在动态获取点云场景中,点云在三维空间上分布广泛且稀疏。对此,将其映射到二维距离图上。并在此基础上,结合激光雷达位姿关系,提出了一种高效的帧间预测编码方法,以消除时域冗余。由于三维物体遮挡的原因,激光雷达运动时易导致预测距离图产生空洞现象,影响预测编码性能。采用空洞填补方法可提高算法预测精度,并对预测残差进行量化和压缩。实验结果表明,相较于G-PCC等编码方法,所提出的方法在编码性能方面表现更为优越。

剖宫产术后再次妊娠阴道试产151例临床分析

目的探讨影响剖宫产术后再次妊娠阴道试产成功率的因素。方法选取首都医科大学附属北京妇产医院2016年1月～2017年6月期间,符合阴道试产条件,并自愿阴道试产的151例剖宫产术后再次妊娠孕妇为研究对象。按分娩结局分成剖宫产术后阴道试产(TOLAC)成功组和失败组,比较分析两组孕妇的一般情况及母儿预后。结果 151例TOLAC孕妇中,成功分娩125例(成功组),失败后中转剖宫产26例(失败组),成功率为82.78%,子宫破裂1例,子宫破裂率为0.66%。两组孕妇的一般情况比较:孕前体重指数(BMI)、分娩前BMI、孕次、产次、子宫下段厚度、前次剖宫产距本次分娩间隔差异均无统计学意义(P> 0.05);TOLAC成功组分娩年龄高于失败组,差异有高度统计学意义(P <0.01)。剔除早产病例后,孕足月TOLAC成功组分娩年龄与失败组比较差异无统计学意义(P> 0.05)。成功组引产率明显低于失败组(P <0.01)。两组孕妇产后2 h出血量、新生儿体重比较差异无统计学意义(P> 0.05);成功组新生儿1 min Apgar评分高于失败组(P <0.05)。结论 TOLAC是否成功,与孕妇的年龄、孕次、产次、孕前BMI、分娩前BMI、分娩前子宫下段厚度、前次剖宫产距本次分娩间隔等均无关,而不能自然临产、引产干预可能与分娩成功率下降有关。

家用和类似用途空气源热泵热水器热工性能测试分析

为更好地理解GB/T 23137—2020《家用和类似用途热泵热水器》,并准确测试空气源热泵热水器的热工性能,对空气源热泵热水器性能测试和计算方法进行解读。首先,为保证空气源热泵热水器性能测试的准确性,建议对标准中公式的疏漏进行修正,标准中对同一物理量的定义和单位应统一,同时,考虑大气压对测试结果的影响。其次,分析空气源热泵热水器热工性能相关参数的计算方法,指出采用单一发生时间获得的性能指标对热泵热水器进行评价存在局限性。最后,指出应及时更新空气源热泵热水器的能效标准或产品标准,使其评价机制保持一致。

切削参数对高强铝合金干切削加工表面形貌的影响

为在高强铝合金干切削加工工艺制定时提供参考,设计了正交试验,并选用YBG102纳米涂层细颗粒合金刀具干式切削高强度铝合金7075-T6,分析了不同切削参数条件对已加工表面形貌的影响规律。结果表明:进给量是影响表面粗糙度的主要因素,其次是切削深度,最后是切削速度;在保障切削效率条件下,获得较好表面粗糙度的最佳工艺参数组合为较高切削速度、中等切削深度、较小进给量;三维表面轮廓高度较难通过切削三要素调控,但表面峰值占最大高度百分比受进给量和切削深度的影响较为明显。

单齿转子式压缩机的工作热力过程分析

为了揭示单齿转子式压缩机的特殊混合过程,分析了单齿转子式压缩机的全工作循环及气体热力特性变化,研究并建立其几何模型和热力学模型,分析了余隙容积、过压缩、膨胀以及混合过程对单齿转子式压缩机的功耗和效率的影响。结果表明:混合过程影响气体增压的热力过程,增加单齿转子式压缩机的功耗,从而导致单齿转子式压缩机效率下降。通过改变余隙容积,改善混合过程,可以节省4.4%的指示功。研究内容揭示了单齿转子式压缩机的混合过程对其工作热力过程的影响,对单齿转子式压缩机的设计具有指导价值。

基于RSEI指数的长江上游流域生态环境质量时空演变及影响因子研究

为准确、及时地获取长江上游生态环境质量的变化趋势以及演变格局,基于Google Earth Engine(GEE)平台的MODIS系列遥感数据,通过计算长江上游流域生长季5—10月的绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)及干度(NDSI)4个指标,采用主成分分析法(PCA)构建出遥感生态环境指数RSEI,并对长江上游流域生态环境进行评价。结果表明:(1) 4个指标在第1主成分(PC1)上的平均贡献率为71%,表明依据这4个指标在长江上游流域构建RSEI是可行的;(2)长江上游流域RSEI整体呈现显著增加趋势(p<0.05),增加速率为1.1×10^(-3)/a,具体可细分为两个阶段,分别是快速增长期(2000—2010年),其速率为5.9×10^(-3)/a,以及增速放缓期(2010—2020年),其速率为3.9×10^(-3)/a;(3)长江上游流域生态环境质量以优和良为主,且表现为南部比北部好及东部比西部好的空间分布格局;(4) 2000—2010年流域生态环境质量改善明显,改善面积占34.7%,2010—2020年改善面积与退化面积接近,两者仅差1.3%左右;(5) 2000—2020年长江上游流域RSEI变化趋势为正的像元面积占长江上游流域总面积的64.7%,其中显著退化的区域主要集中在嘉陵江下游地区;(6)生态环境质量主导自然影响因子在2000年为热度>绿度>湿度>干度;2010年依次为绿度>热度>湿度>干度;2020年依次为绿度>湿度>热度>干度。综上,利用GEE平台能快速、准确地监测长江上游流域生态环境质量,近21年来流域生态环境质量整体呈改善态势,但针对嘉陵江下游生态退化现象需要引起政府重视,尽快提出一系列生态修复措施,防止其生态环境进一步恶化。

高强铝合金干式切削加工参数多目标优化

为了研究航空铝合金在绝对干式切削条件下的切削参数对表面质量的影响规律并据此选择合理的切削用量,采用正交试验法对7075-T6铝合金进行了车削试验并对试验数据进行处理,得到表面粗糙度、表面残余应力关于切削三要素的多元非线性回归模型。在此基础上,以表面去除率、表面残余应力和表面粗糙度为优化目标,切削三要素为优化对象,基于遗传算法进行多目标优化,并绘制出Pareto前沿。根据实际加工需求,从优化解集中选择最优工艺参数。结果表明:表面粗糙度和表面残余应力均与表面去除率成反比关系;进给量和切削速度是影响表面粗糙度和表面残余应力的主要参数;仅在进给量最小的状态下,切削深度的增加会产生较大的表面残余拉应力。

基于神经网络的黄柏河东支流域水质遥感估算

水质安全是水环境中的关键因素,流域中复杂的空间差异一直是水质估算精度不高的主要原因。文章提出采用一阶微分算法提高遥感影像数据与实测水质参数之间的相关性,利用遥感影像数据与流域库区空间划分条件作为BP神经网络的输入模拟流域空间结构建立高精度水质反演模型。以黄柏河东支流域尚家河水库坝址以上流域为研究对象,基于Landsat-8遥感影像数据,选取主要水质参数:氨氮、总磷、高锰酸盐指数。经验证模型达到“优”精度等级,估算值与实测值最小决定系数为0.85、最小纳什效率系数为0.82、最小百分比偏差值为-9.51%、最大均方根误差与标准值比值为0.42。从水质参数估算结果空间分布图确定流域中玄庙观水库以氨氮浓度为代表污染最为严重。

黄柏河东支流域水体氮磷含量遥感反演研究

黄柏河是宜昌市生产、生活以及农业用水的重要来源,但大规模磷矿开采严重影响了其水体水质,因此需要对水体水质参数进行全流域实时监测。基于landsat8-OLI遥感影像,根据2014~2016年14个站点的水体水质实际监测数据,使用人工神经网络建立黄柏河东支流域总磷和氨氮含量的反演模型,模拟了2014~2016年春季和冬季黄柏河东支全流域水体的总磷和氨氮含量,并分析了总磷和氨氮含量的时空变化特征。结果表明:(1)对于Landsat8-OLI遥感数据,总磷的敏感波段为4~7波段,利用敏感波段建立的人工神经网络反演模型的精度较高,评价指标纳什系数和均方差系数分别为0.977 4和0.006 4;氨氮敏感波段为1~3波段,建立的模型精度低于总磷,评价指标纳什系数和均方差系数分别为0.714 5和0.004 5。(2)黄柏河东支流域2014~2016年总磷含量总体呈波动下降趋势,其中总磷含量较高区域分别为天福庙以及玄庙观库区;氨氮含量总体小幅度上升,2015年12月尚家河与西北口库区氨氮含量达到0.22 mg/L和0.27 mg/L。(3)黄柏河东支流域的总磷含量在春季最高,氨氮含量在冬季最高。(4)黄柏河流域的总磷和氨氮含量的空间分布存在一定的差异性,总磷在尚家河、天福庙、玄庙观库区的含量相对较高,氨氮在玄庙观与西北口库区的含量相对较高。研究成果可为该流域水环境治理提供依据。

爪式真空泵椭圆弧型直爪转子的构建与性能研究

爪式转子型线决定了爪式真空泵的性能,绘制爪式型线是爪式真空泵设计的重要步骤。为了进一步提高爪式转子的容积利用率,减小其余隙容积,本文基于曲线啮合理论建立了椭圆弧与其包络线的啮合模型,进而提出一种新型椭圆弧转子:新型椭圆弧直爪转子,并分析了其工作时的内容积比和容积利用率,横向对比了余隙容积和封闭容积。结果表明:椭圆弧型直爪转子所有曲线光滑连接,且能够达到正确啮合效果,余隙容积和封闭容积相比尖点型转子和圆弧型转子都有减小,内容积比和面积利用率较高。

薄壁环预应力外圆车削加工参数优化

采用单一因素分析方法对薄壁环类工件进行切削实验,分析切削速度、进给量和夹紧力大小对残余应力分布的影响规律,并建立残余应力分布关键特征值的多元二次回归模型。结合工件解析变形量,建立以切削速度、进给量和夹紧力为优化变量,以影响工件质量的残余应力分布和影响成品率的变形量为目标的加工工艺参数优化模型,利用MATLAB基于遗传算法多目标优化函数实现优化模型求解,得到满足多目标平衡的最优解集,为实际生产加工提供多目标条件下最优加工参数。研究结果表明:表面残余应力受切削参数影响更为显著,最大残余压应力则主要受装夹预应力影响。较优加工参数为:预紧扭矩值为160N·m、进给量为0.05mm/r、切削速度为83m/min。

5G网联无人机系统应用的关键问题

5G网联无人机是对原有无人机系统的全面升级。文章将从低空网络优化、系统网联改造和系统安全建设等三个方面进行论述。首先,针对低空5G网络支持开展网联系统应用的关键问题进行分析,提出公网环境下通过基站规划与质量保障机制、专网环境下建设等优化方案。其次,阐明了无人机系统在空中子系统、地面子系统和无线通信子系统进行5G网联改造的具体技术方案。最后,围绕影响5G网联无人机系统应用的导航系统、飞控信号和通信链路等潜在安全问题,并给出与之相对应的方案,确保5G网联无人机系统应用的有效实现。

栓菌Trametes sp.LS-10C半固态发酵漆酶对吲哚的高效降解

为了有效地清除吲哚这一对人体具有严重危害的环境污染物,本研究以栓菌Trametes sp.LS-10C半固态发酵所产的漆酶为催化剂对吲哚进行降解反应。研究考察了介体的种类和浓度、酶加入量、降解体系的pH值、降解温度等因素对降解吲哚的影响。实验结果表明:在以浓度为3.2 mmol/L的丁香醛为介体、漆酶用量为0.12 U/mL、降解体系的pH值为4.5、降解温度为35℃的条件下,该菌所产漆酶对不同浓度吲哚(2.56 mmol/L、3.2 mmol/L和3.84 mmol/L)的降解率分别达到100%、90.2%和77.6%;对漆酶/丁香醛降解吲哚的动力学研究表明其最大反应速率V_(max)为0.22 mmol/(L·min),米氏常数K_(m)值为9.26 mmol/L。

澜沧江流域卫星产品降尺度与融合方法

卫星降水产品具有覆盖范围广、更适用于无资料区域的优势,但分辨率较低、精度不足,为获取高时空分辨率、高精度的降水数据,需对卫星产品进行降尺度,并与地面观测数据融合,以提高数据质量。以澜沧江流域为例,在综合考虑地形、地理和植被等要素的基础上,建立地理加权回归(geographic weighted regression,GWR)模型对热带降雨测量卫星(tropical rainfall measurement mission,TRMM)和基于人工神经网络的遥感降水估计-气候数据记录(precipitation estimation from remotely sensed information using artificial neural networks-climate data record,PERSIANN-CDR)产品进行空间降尺度,再采用集合卡尔曼滤波算法,将地面气象站点经反距离加权插值法(inverse distance weighted,IDW)插值后的数据作为融合算法观测值,对降尺度后的TRMM、PERSIANN-CDR数据进行融合,以进一步提高降水数据精度。结果表明:1)相比TRMM卫星降水产品,PERSIANN-CDR降水产品对澜沧江流域降水的捕捉能力更弱,但降尺度后两者卫星产品数据精度都有较显著的提升;且两类产品在旱季(11月至次年4月)的精度评估效果相较于雨季(5月至10月)更为明显,表明GWR方法能显著提升这两类卫星降水产品对旱季降水的监测效果。2)对比其他学者的研究表明,对降尺度后的产品进一步使用集合卡尔曼滤波算法,最终得到的融合结果极好,并改善了卫星产品高估降水的现象。综上所述,该研究所使用的降尺度与融合方法,能够显著提升数据空间分辨率与精度,最终得到与地面观测降水数据相关性极高的高空间分辨率卫星产品结果。