角膜塑形镜几何设计参数对角膜生物力学影响的有限元研究

目的探究角膜塑形镜(OK镜)不同几何设计参数对角膜生物力学影响的差异,揭示OK镜影响角膜塑形机制。方法建立非球面OK镜和角巩膜耦合三维有限元模型,数值分析OK镜不同近视矫正度数对应几何设计参数改变对角膜前表面轮廓和曲率分布规律、角膜前表面和角膜基质层上表面von Mises应力(von Mises stress,VMS)和眼轴位移变化的影响。结果角膜前表面的应力集中出现在中周区和周边区,而基质层上表面的应力集中仅出现在中周区。OK镜基弧的矢高随着近视矫正度数增加而减小,矫正度数为-2.0、-3.0、-4.0、-5.0、-6.0 D时,角膜最大VMS比-1.0 D增加0.81%、1.86%、2.84%、3.81%和7.04%,角膜中央区的曲率比未戴镜时平均减少2.59、3.78、4.51、4.99、5.33、6.41 D。结论近视矫正度数增加使OK镜基弧的矢高减小,导致角膜中央曲率更加平坦。OK镜的基弧区对于近视矫正和控制起着十分重要的作用。

常减压装置电脱盐罐安全阀泄放方案讨论及定压的确定

传统的常减压装置电脱盐罐安全阀的安装位置通常无法满足安全泄放的要求,优化的安装位置为靠近闪蒸塔或初馏塔闪蒸段的平台或构架。事故工况下,安全阀出口泄放介质直接排往闪蒸塔或初馏塔,避免了安全阀出口管道因存在袋型或安全阀本身处于低点而影响自流排放的问题。因安全阀和电脱盐罐之间距离较远,不能满足标准API 520中关于安全阀入口管道压降应小于安全阀定压的3%的要求,因此该条件下安全阀定压不能直接等同于电脱罐的设计压力,需扣除电脱罐出口与安全阀入口之间的静压差及流动阻力降。采用Aspen Plus软件中的Safety Analysis模块,结合三维模型,将电脱罐出口与安全阀入口之间的阀门、管段和管件的数量和规格等关键信息输入,可以准确模拟流动阻力降,同时计算出电脱罐出口与安全阀入口之间的静压差,从而为安全阀定压设定提供依据。

基于滑膜控制的农用智能无人机自动导航控制系统

针对农业环境的动态性和复杂性,提出了一种基于滑膜控制的农用无人机自动导航控制系统。首先,设计了一种面向动态环境的滑模控制器,确保了无人机面对外界干扰时的飞行稳定性;然后,引入强化学习算法对控制参数进行在线调整,提高了系统的适应能力;最后,搭建了硬件在环仿真平台,并在实际农田环境下进行飞行测试。结果表明,该控制系统有效提升了农用智能无人机的自动导航性能,为智慧农业的发展提供了技术支撑。

基于植被健康指数的内蒙古干旱时空特征分析及驱动因素研究

【目的】探究内蒙古地区1982—2020年干旱时空演变特征及驱动因素。【方法】基于1982—2020年内蒙古植被健康指数(VHI),从时间、空间及时空耦合角度分析该区域干旱时空特征,采用交叉小波方法分析厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)、太阳黑子对干旱的驱动作用。【结果】①内蒙古地区干旱总体呈增加趋势,夏季干旱化趋势最明显。内蒙古干旱呈现出一定的交替性特征,第一主周期、第二主周期分别为8、12 a。②内蒙古中部偏北地区的旱情较为明显。③干旱明显加重地区主要位于内蒙古中部及东北部少许地区,南部呈干旱减轻趋势。④1982—2020年,内蒙古西部、中部、东部地区分别发生了23、20、17场干旱事件。最严重的干旱事件发生于1988年12月—1990年3月。⑤大气环流因子及太阳黑子与内蒙古干旱间均存在相关关系,ENSO对干旱的影响最大,太阳黑子对干旱的影响最小。【结论】1982—2020年,内蒙古干旱表现出加重趋势,具有周期性特征,且ENSO对干旱的影响最大。

基于时空特征融合的Encoder-Decoder多步4D短期航迹预测

航迹预测在确保空中交通安全、高效运行中扮演着至关重要的角色。所预测的航迹信息是航迹优化、冲突告警等决策工具的输入,而预测准确性取决于模型对航迹序列特征的提取能力。航迹序列数据是具有丰富时空特征的多维时间序列,其中每个变量都呈现出长短期的时间变化模式,并且这些变量之间还存在着相互依赖的空间信息。为了充分提取这种时空特征,本文提出了基于融合时空特征的编码器-解码器(Spatio-Temporal EncoderDecoder,STED)航迹预测模型。在Encoder中使用门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和注意力机制(Attention,AT)构成的双通道网络来分别提取航迹时空特征,Decoder对时空特征进行拼接融合,并利用GRU对融合特征进行学习和递归输出,实现对未来多步航迹信息的预测。利用真实的航迹数据对算法性能进行验证,实验结果表明,所提STED网络模型能够在未来10 min预测范围内进行高精度的短期航迹预测,相比于LSTM、CNN-LSTM和AT-LSTM等数据驱动航迹预测模型具有更高的精度。此外,STED网络模型预测一个航迹点平均耗时为0.002 s,具有良好的实时性。

西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应

采用标准化降水蒸散指数和标准化土壤水指数分别表征气象干旱和农业干旱,基于干旱事件三维识别和气象干旱与农业干旱事件对的匹配结果,利用Copula函数条件概率分布和贝叶斯网络概率模型分析了西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应关系。结果表明:基于线性、非线性关系模型及Copula函数条件概率分布确立了西北地区农业干旱对气象干旱的干旱历时、干旱烈度、干旱面积及干旱迁移距离间最优响应关系分别为二次多项式模型、基于Frank Copula函数的非线性关系模型、指数模型和线性模型;建立的气象、农业干旱变量间的响应概率特征曲线可定量预测西北地区不同程度的气象干旱发展为农业干旱的概率;已知气象干旱特征条件下,根据最优响应关系及响应概率特征曲线可对农业干旱特征及其发生概率进行可靠预测。

贵阳烟草生长期内旱涝急转特征分析

【目的】探究贵阳市烟草生长期内旱涝急转特征,为防旱抗涝提供依据。【方法】利用贵阳市1951-2017年烟草生长期内逐日降水资料,以及贵州省灌溉试验中心站修文灌溉试验基地土壤墒情数据,通过定义连续无有效降水时间与涝期累计有效降水量,全面分析了贵阳市烟草生长期旱涝急转特征。【结果】在烟草生长期内,完全有可能发生2次以上旱涝急转,但强度较低。在烟草伸根期,不发生旱涝急转;在烟草旺长期,以低强度的旱涝急转为主,旱涝急转强度和频率都有增加趋势;在烟草成熟期,旱涝急转强度波动较大,旱涝急转强度和频率都有增加趋势。【结论】采用土壤墒情数据验证,基于连续无有效降水时间和涝期累计有效降水量能准确描述烟草生育期内旱涝急转演变规律。

峨眉山大火成岩省内带中酸性岩浆岩对地幔柱岩浆过程及地壳熔融机制的启示

峨眉山大火成岩省内带攀西地区分布大量晚二叠世中酸性岩浆岩,其成因机制对深化理解地幔柱岩浆作用过程、壳幔物质结构及特殊的金属元素成矿作用具有重要意义。这些中酸性岩浆岩包括中性碱性岩和花岗岩,形成时代集中于251~259 Ma左右,稍晚于峨眉山溢流玄武岩的形成时代(~260 Ma)。目前,对于这套中酸性岩浆岩的成因还存在争议,主要有玄武质岩浆的结晶分异和地壳物质的高温部分熔融两种观点。文中对峨眉山大火成岩省内带这套中酸性岩浆岩的岩石组成、空间展布、形成时代及成因机制等方面的研究进展进行了详细评述,提出对这套中酸性岩浆岩高精度年代学的研究可以进一步约束峨眉山地幔柱岩浆作用的时限。而从矿物化学的角度,深入研究这套中酸性岩浆岩的成因,不仅是对地幔柱岩浆过程的重要补充,同时对深入研究地幔柱背景下岩石圈地幔和地壳物质的分异及增生机制有重要意义。

应用卷积神经网络的遥感图像云层自主检测

为实现遥感卫星对遥感图像的自主云层判别能力,提升目标自主识别的效率,避免云层覆盖面积较大的遥感图像丢失关键的目标信息而给后续算法处理带来不必要的计算资源浪费,提出一种基于卷积神经网络的云层自主检测方法,实现遥感图像云层的自主检测,达到了较高的检测精度.首先,根据遥感图像的特性建立卷积神经网络.然后,使用大量人工标识的遥感图像完成云层检测网络训练,使其达到预期检测精度.最后,在卫星在轨运行阶段,将所拍摄的遥感图像根据尺寸划分为若干个子图,并通过训练完成的卷积神经网络对子图是否被云层覆盖进行分类预测.综合所有子图的预测结果给出整幅遥感图像的云层覆盖占比.结果表明:以Landsat卫星遥感图像为测试对象,该方法可以实现有云层覆盖检测正确率为95.3%,无云层覆盖检测精度为97.8%,误判率为2.58%,漏判率为0.90%,综合精度为97.9%;由于使用了卷积神经网络和并行计算技术,该方法基本满足实时性需求,提高了算法的自主性与鲁棒性,为基于遥感图像的在轨实时应用奠定了基础.

改进突变模型在河流健康评价中的应用

为了直观地从评估值看出河流健康状态,提出等级指示值和河流等级类别指标值改进突变模型。根据河流受人类社会活动负面影响的程度和流域规模将河流划分为四类三级,构建河流健康评价指标体系和不同等级类别的评价标准,提出河流等级类别指示值改进最终结果,并运用改进的突变模型对潮田河进行健康评价。结果表明:潮田河健康综合评价结果为-0.029C2,河流属于县级Ⅱ类,处于亚健康状态;潮田河正从亚健康向基本健康状态转变,实施河湖长制以来潮田河健康状况越来越好;河流形态结构完整性问题突出,建议加强对河流水工建筑物或设施的改造,增添鱼类洄游通道并保证其能正常运行。

城市河流生态需水量计算方法研究

随着社会经济的快速发展,城市加速扩张,人类活动加剧,致使城市河流水生态系统受损和水资源紧缺的问题愈加突出,因此对城市河流的生态需水进行研究具有重要意义。城市河流的生态需水不同于自然河流,在梳理已有生态需水量计算方法的基础上,考虑人类活动和城市化进程对城市河流的显著影响,应用Tennant法计算河道基流生态需水量,同时用经验公式法计算城市河流的水面蒸发量、渗漏量以及河道外绿化带景观用水量作为补充,并以郑州市为例验证了该方法的合理性和实用性。

乡村振兴战略指导下的生态灌区建设与管理

针对生态灌区建设与管理存在的产业与资源低效、灌溉水质恶化、生态多样性降低等问题,以乡村振兴战略为理论指导,从乡村振兴战略20字总要求出发,探讨乡村振兴战略思想下的生态灌区建设与管理,提出了农业质量产量底线、生态与环境底线和资源开发利用上限的生态灌区建设与管理三条红线,指出生态灌区应向粮食增产提质和其他产品有效供给、生态环境优美宜居、资源保护与高效利用方向发展,为实现生态灌区可持续型绿色发展提供科学参考。

负跃层浅海声传播问题的解析解及其在水下脉冲声传播研究中的应用

提出一个基于波数积分理论的解析解,可用于计算包含海面下均匀层、负跃层、海底上方均匀层以及液态均匀海底的负跃层浅海波导中的声场。对声源位于水体不同层中的情况给出详细的推导,给出深度格林函数的解析解,并介绍了如何利用其计算点源和线源这两种情况下的声场.通过一个典型的负跃层浅海算例,验证了本文所提方法的精度,以及处理点源及线源问题的能力.此外,将本文提出的方法应用于水下脉冲声传播研究。针对某次实验的实际海洋环境,利用本文方法研究接收到的脉冲信号的波形特点,并与利用射线理论分析得到的相邻脉冲到达时间间隔等理论结果进行比较·结果表明,利用本方法得到的相邻脉冲到达时间数值结果与理论值高度一致。本方法非常适用于需要大量重复计算声场的情况,如水下脉冲声传播、海底声学参数反演等问题的计算机仿真研究。

船员苯系物暴露职业健康风险评估-基于被动监测实船案例

利用TD管(Thermal desorption tube)采集了某实习船出访活动期间舱室内外的空气样品,使用全自动热解析系统TD-GC/MSD分析了样品中苯、甲苯、间,对二甲苯、1,3,5-三甲基苯、乙基苯和苯乙烯等6种苯系物的浓度,并采用美国环保署(US EPA)健康风险评估模型对甲板部及轮机部船员进行了职业健康风险评估。结果表明,航行及停泊期间主机舱苯系物的平均浓度均最高,分别为71.47μg·m^(−3)和422.74μg·m^(−3),航行期间6种苯系物占比大小依次为苯(43%)、甲苯(26%)、1,3,5-三甲基苯(13%)、间,对二甲苯(8%)、乙基苯(9%)和苯乙烯(1%);停泊期间大小依次为乙基苯(29%)、间,对二甲苯(26%)、1,3,5-三甲基苯(25%)、甲苯(14%)、苯(5%)和苯乙烯(1%)。停泊期间,各监测点位(除驾驶台外)苯系物总浓度为航行期间的5倍。对船员的健康风险评估结果表明,甲板部和轮机部船员职业环境中危险商值(HQ)小于1,表明其职业环境中苯、甲苯、间,对二甲苯、乙基苯和苯乙烯的暴露对其不存在显著的非致癌风险;通过对其职业环境中苯和乙基苯的致癌风险值分析,表明甲板部与轮机部船员职业环境中的苯及乙基苯存在潜在的致癌风险。

MIFNet:基于多尺度输入与特征融合的胃癌病理图像分割方法

针对人工判别胃癌病理图像对专业知识要求较高且费时费力的问题,提出一种基于深度学习的分割算法对胃癌病理图像的病变区域进行自动分割,为病理医生的工作提供更有依据的诊断指导。在已有的U-Net模型基础上,提出一种基于多尺度输入与特征融合的多输入融合网络(MIFNet)模型,通过对不同输入尺度特征进行自动提取和融合以实现对胃癌病理图像中病变区域的自动分割。多尺度输入数据能够帮助模型更有针对性地捕捉图像的局部和全局特征,特征融合策略能够兼顾模型对全局特征与局部特征的关注。在中国大数据人工智能创新创业大赛的"病理切片识别AI挑战赛"数据集上的实验结果显示,MIFNet在测试中的dice系数达到了81.87%,比U-Net和SegNet等模型提高了10%以上,模型的参数规模也大大下降。所以说,MIFNet模型在提高分割的准确度以及节省计算资源等方面都取得了更好的效果。

小细胞肺癌组织显著低表达的SPIDR通过降低血清依赖促进NCI-H446细胞增殖

目的:探讨同源重组修复途径关键调控蛋白SPIDR在小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)中的作用与机制。方法:收集2013年1月至2015年1月上海肺科医院进行肿瘤手术切除、气管镜穿刺的SCLC患者癌组织标本60例及正常人群肺组织标本44例,qRT-PCR检测临床组织样本SPIDR mRNA表达水平;经稳定过表达SPIDR改变NCI-H446细胞表达水平后,采用MTT、小鼠荷瘤实验等实验方法,在体内、体外探究SPIDR表达水平对SCLC细胞增殖等影响。结果:吸烟与患者SCLC的发生显著有关(P<0.01);SPIDR m RNA在SCLC组织样本中的表达显著低于正常肺组织(P<0.01)。人肺胚成纤维细胞株MRC-5中SPIDR mRNA和蛋白表达水平明显高于SCLC细胞株NCI-H446(均P<0.05)。在10%胎牛血清常规培养体系中,过表达SPIDR对NCI-H446细胞增值和化疗药物敏感性无明显影响(均P>0.05),但小鼠荷瘤实验从第9天开始,过表达SPIDR组(pMSCV-SPIDR)的瘤体积与原始NCI-H446组和空载体组(pMSCV)开始出现明显差异,第27天pMSCV-SPIDR组移植瘤平均体积分别比原始NCI-H446组与空载体组缩小58.99%和61.84%(均P<0.01)。在含1%～3%胎牛血清的非常规培养体系中,过表达SPIDR的NCI-H446细胞增殖速度显著低于原始NCI-H446组和空载体组(P<0.05或P<0.01)。结论:SCLC组织中SPIDR表达水平明显低于正常肺组织,过表达SPIDR的NCI-H446细胞体内及体外低血清含量培养(<3%)生长速度显著低于对照组,表明SPIDR以低血清浓度依赖方式影响SCLC细胞增殖。

旱涝急转对贵州烟草生长的影响及减灾对策

近年来旱涝急转灾害频次与强度受气候变化的影响而加剧,严重威胁贵州烟草产量与品质,烟农受损严重。根据贵州烟草生育期内旱涝急转时空分布特征与演变规律及其对烟草生长造成的影响,基于新时代防灾减灾和治水总方针的指导原则,从工程和非工程两方面制定旱涝急转防灾减灾方案,包括建设水利工程、加强田间管理、完善农业保险、建立预警机制、提升烟农参与意识等综合措施,以降低旱涝急转对烟草产量与品质的不利影响,达到防灾减灾的效果。在分析各类田间水肥措施减灾原理的基础上,提出贵州烟草"五元底肥+移栽保水剂+起垄覆膜秸秆双覆盖+巧灌追肥水"的田间水肥管理模式。这一系列对策可有效削弱旱涝急转对烟草造成的不利影响,减少因灾损失,为提升贵州烟草旱涝急转灾害管理水平提供科学参考。

基于SPEI的贵州省分区干旱时空演变特征

[目的]干旱对贵州省水循环及水资源管理系统造成严重破坏,科学合理地认识干旱时空演变对抗旱减灾及社会稳定至关重要。[方法]利用贵州省18个气象站点1960 2012年逐月降水和平均气温数据计算标准化降水蒸散指数SPEI评估干旱,采用M-K趋势检验、B-G分割法、极点对称模态分解法ESMD和反距离权重插值法分析了贵州省分区分时段干旱时空演变特征。[结果]贵州省月、季和年尺度SPEI序列均呈波动下降趋势,其中夏季和冬季SPEI序列变化未通过显著性检验,且20世纪60 90年代,贵州省各分区干湿变化具有较强的一致性,21世纪各分区的干湿变化不具有明显的一致性;以黔西北年SPEI为例,基于ESMD分解法得到3个模态分量IMF和1个趋势项R,从R看出干旱指数整体上呈波动“减小-增大”趋势,分析IMF1-IMF3振荡可得黔西北地区干旱具有2.1、7.6和26.5a的周期特征,且年代际周期26.5a在干旱变化中起主导作用,ESMD法在非线性、非平稳时间序列周期及趋势分析中应用效果较好;依据B-G分割法检测结果,得到1960 1986年、1987 2003年和2004 2012年3个研究时段,2004 2012年黔西北地区的冬旱强度和黔西南地区的春旱频率达到最大,分别为1.82和77.78%,2004 2012年四季干旱强度明显增大,且1986 2012年贵州省高强度干旱呈现由北向南转移趋势,1960 2003年四季干旱高频区呈现由东南向西北转移趋势,1960 2012年各分区四季干旱频率呈现增加趋势。[结论]贵州省各分区呈干旱化趋势,且干旱频率和强度呈现不同程度的增加。

贵州省1968～2017年旱涝急转时空演变特征分析

考虑贵州省特点,对日尺度旱涝急转指数DWAAI(Dry-Wet Abrupt Alternation Index)进行修正后,并分析了贵州省近50 a旱涝急转时空演变特征。结果表明:①修正的DWAAI指数在贵州省具有较好的适用性。②旱涝急转发生时间主要在4~10月;年际变化上,站次比和强度呈增加趋势,其中站次比增加趋势显著;秋季旱涝急转强度有减小趋势,其他季节站次比和强度均有上升趋势,其中春夏两季旱涝急转强度和夏季旱涝急转站次比增加趋势显著。③贵州省旱涝急转发生频率整体由东向西递减;春季易发生在南部地区,夏季易发生在中北部地区且易发地区面积最大,秋季易发生在东部地区;随着年代推移,旱涝急转易发地区范围不断扩大。研究结果对该地区灾害预测预警及抗旱除涝有重要意义。

1960—2019年中国流域尺度干旱时空演变特征研究

【目的】从流域尺度对中国进行干旱时空演变特征分析。【方法】本文以标准化降水蒸散指数SPEI作为干旱指数,采用极点对称模态分解方法ESMD将SPEI时间序列进行趋势与周期分解,对全国流域尺度上的干旱时空演变特征进行研究。【结果】(1)1960—2019年各个流域的干旱时间变化特征具有差异性,其中内陆河流域的干旱增加趋势最为明显,SPEI线性倾向率为-0.192/10a;(2)ESMD分解结果表明全国干旱呈增加趋势,且第一主周期为2.07 a,第二主周期为5 a;(3)轻旱、中旱、重旱、特旱、干旱的频率均值分别为13.5%、10.4%、5.5%、2.3%、31.8%,强度均值分别为0.74、1.23、1.67、1.86、1.18。(4)ENSO与干旱的关系最为密切,而NAO对干旱的影响并不显著。【结论】除东南诸河流域外,各流域干旱均呈增加趋势,且遥相关因素也会对干旱发生产生一定影响。