Spatial-time continuous changes simulation of crop growth parameters with multi-source remote sensing data and crop growth model

本文将遥感信息与作物模型同化实现作物生长参数的时空域连续模拟,进而监测生长参数的时空域变化。首先将作物模型WOFOST(World food studies)与冠层辐射传输模型PROSAIL耦合构建WOPROSAIL模型,利用微粒群算法(PSO)通过最小化从CCD数据获取的土壤调节植被指数观测值SAVI(soil adjusted vegetation index)与耦合模型得到的模拟值SAVI’之间差值优化作物模型初始参数。通过MODIS数据反演实现参数的区域化,并将区域参数作为优化后作物模型输入参数驱动模型逐像元计算生长参数,实现生长参数的时空域连续模拟与监测,最终建立区域尺度遥感-作物模拟同化框架模型RS-WOPROSAIL。结果表明:同化模型解决了作物模型模拟空间域和遥感信息时间域的不连续问题。模型模拟的叶面积指数(LAI)、穗重(WSO)、地上总生物量(TAGP)等生长参数较好地体现了水稻生长状况时空域变化,研究区水稻模拟产量与实际产量的误差为27.4%。

General hyperentanglement concentration for polarization- spatial-time-bin multi-photon systems with linear optics

Hyperentanglement has attracted considerable attention recently because of its high-capacity for long- distance quantum communication. In this study, we present a hyperentanglement concentration pro- tocol （hyper-ECP） for nonlocal three-photon systems in the polarization, spatial-mode, and time- bin partially hyperentangled Greenberger-Horne-Zeilinger （GHZ） states using the Schmidt projection method. In our hyper-ECP, the three distant parties must perform the parity-check measurements on the polarization, spatial-mode, and time-bin degrees of freedom, respectively, using linear optical ele- ments and Pockels cells, and only two identical nonlocal photon systems are required. This hyper-ECP can be directly extended to the N-photon hyperentangled GHZ states, and the success probability of this general hyper-ECP for a nonlocal N-photon system is the optimal one, regardless of the photon number N.

肺结核发病的时空分布特征和气象因素分析

通过对2015—2019年全国肺结核发病率数据(不含香港地区、澳门地区和台湾地区)可视化,探究全国肺结核发病的时空分布特征;通过空间自相关分析和拉格朗日乘数(LM)检验,选取面板数据空间杜宾模型探究有关气象因素对肺结核发病的影响。研究结果表明,每年的1月和3月是全国肺结核的高发期,且全国肺结核发病率存在空间聚集性,高发区域是新疆、西藏和青海等西北部地区;气温和湿度与当地肺结核发病是负相关关系,与周边地区的肺结核发病是正相关关系。

体育文化资本对我国体育旅游经济的影响研究——基于31个省(区、市)的面板数据分析

在推动文旅融合、提高文化附加值、促进旅游市场繁荣的背景下,探讨体育文化资本对体育旅游经济的影响具有重要意义。该研究基于我国31个省(区、市)的面板数据,采用空间可视化对省域体育文化资本的存量与体育旅游经济发展的时空关联特征进行分析,并借助空间杜宾模型及空间效应分解方法探讨了体育文化资本各维度对体育旅游经济的影响作用。研究发现,我国体育文化资本存量与体育旅游经济发展之间存在明显的空间分异现象与稳定的时空关联特征。其中,固体化体育文化资本对本地区体育旅游经济具有正向促进作用,对邻近地区体育旅游经济呈现负向溢出效应;而产品化、能力化和制度化体育文化资本对本地区和邻近地区体育旅游经济都呈现正向促进和正向空间溢出效应。基于上述分析,该研究提出了相应的促进建议:提高产品化体育文化资本质量,塑造体育文化IP;加强人才培养与交流活动,为体育旅游提供可持续动力;完善体育文化支持与管理政策,营造良好的体育旅游发展环境;加强省域间体育事业合作,发挥空间溢出效应。

融合时频空间特征的土石坝地震易损性分析改进MLP模型研究

针对现有地震易损性分析中采用的峰值加速度、峰值速度等地震动指标未能充分反映地震动复杂的时频空间特征,且现有基于对数空间线性函数关系假设的地震需求模型难以揭示地震动指标与地震响应间复杂非线性关系的问题,提出一种融合时频空间特征的土石坝地震易损性改进多层感知机(Multi Layer Perceptron,MLP)模型。该模型利用胶囊网络(Capsule Network,CapsNet)能够充分捕捉和表征目标特征空间位置分布的优势,从地震动小波时频图中提取反映地震动时频空间分布的深层特征,并以特征拼接的方式与既有特征进行融合,构建地震动融合指标;进一步地,采用树形Parzen优化算法(Tree structured Parzen Estimator,TPE)对MLP的神经元数量、学习率等超参数进行优化,提出基于TPE-MLP的土石坝地震需求模型,以反映地震动融合指标与地震响应间的复杂非线性关系,进而实现土石坝地震易损性的可靠分析。案例分析表明,相比于既有地震动指标,基于地震动时频空间特征融合指标的土石坝地震需求模型的MAE降低了40.5%,表明了所提模型的可靠性和优越性。

煤巷掘进过程中煤岩破裂微震事件研究

目的为了监测和预警煤矿掘进巷道前方可能发生的危险,方法利用微震监测技术实时监测,利用监测系统捕获到的数据信息研究掘进影响下微震事件的空间分布规律、发生时间、频次和能量关键点,然后利用短时傅里叶变换和S变换方法分析典型煤岩破裂微震信号的时频特征。结果结果表明:(1)微震事件主要分布在沿掘进巷道前方50~100 m区域,大多为中低能量微震事件,仅在掘进工作面前方出现少量强度较大的煤岩破裂事件,且震级多为-2~0;(2)掘进速度和发生微震事件的数量及能量大小成正相关,同时掘进速度也影响着煤岩动力灾害的发生;(3)巷道掘进会造成煤岩体失稳,其中岩体破裂信号频率高,为0~2000 Hz,比重值大,主频约700 Hz;煤岩破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约250 Hz;岩体破裂后,支撑力下降,压力转移给煤体,导致煤体破裂,煤体破裂微震事件信号频率为90~1000 Hz,主频约350 Hz。结论微震事件能够综合反映煤岩体受力破坏程度,判别掘进过程中煤岩破裂类型,为矿井生产中煤岩动力灾害的预警提供理论基础。

基于脉冲神经网络的时空交互图像分类

脉冲神经网络作为人工智能发展的重要方向之一,在神经形态工程和类脑计算领域得到了广泛的关注.为解决脉冲神经网络泛化性差、内存和时间消耗较大等问题,本文提出了一种基于脉冲神经网络的时空交互图像分类方法.首先引入时间有效训练算法弥补梯度下降过程中的动能损失;其次融合空间随时间学习算法,提高网络对信息的高效处理能力;最后添加空间注意力机制,增强网络对空间维度上重要特征的捕捉能力.实验结果表明,改进后的方法在CIFAR10、DVS Gesture、CIFAR10-DVS这3个数据集上的训练内存占用分别减少了46.68%、48.52%、10.46%,训练速度分别提升了2.80倍、1.31倍、2.76倍,在保证精度的情况下,网络性能得到有效提升.

数字金融与经济高质量发展:双向赋能还是单向驱动——基于时空交互视角

本文以中国30个省份为研究对象,应用耦合协调度模型考察数字金融与经济高质量发展耦合协调时空演变特征,刻画两者相互影响、相互作用的典型事实后,构建空间联立方程模型研究数字金融与经济高质量发展的交互作用。研究发现:数字金融与经济高质量发展存在耦合协调关系,时序演化上两者耦合协调度呈现稳定上升趋势,且表现出区域间的差异性和收敛性,但仍存在较大提升空间;空间演变上表现为明显的“分散→聚集”特征。在本地内,数字金融与经济高质量发展已形成双向赋能的良性循环,数字金融赋能经济高质量发展存在“中部>西部>东部”的强度差异,经济高质量发展赋能数字金融的提质效应明显高于增量效应。在邻域内,仅存在着数字金融对经济高质量发展的单向驱动作用,暂未实现双向赋能。

基于慢速时变动力学的空间结构施工过程精细化分析方法研究

针对空间结构施工过程模拟问题,依据时变力学基本原理,提出了基于慢速时变动力学的动态施工过程精细化分析方法。该新方法通过设置与实际施工动态过程相一致的分析时长,引入惯性力和阻尼力,实现时变结构几何、物理及边界等因素间的动态耦联,以达到真正意义上的施工全过程精细化分析。由此给出了该方法的求解思路和实现流程。通过对复杂大跨斜交连廊结构的施工过程分析,并对比施工实测数据,结果表明:该方法的计算值与传统静力施工过程分析方法相吻合,且总体上更接近工程实际,因此可用于空间结构的施工过程分析与安全评估;与传统静力施工过程分析方法相比,该方法一方面能够更准确反映实际施工过程中结构响应的动态累积效应,并获取任意时刻的结构受力和变形情况,另一方面,还可适用于强非线性的复杂施工过程分析(大变形、超大位移、机构位移等),从而避免了传统静力施工过程分析方法中非线性求解的收敛性难题。

数字孪生技术驱动产业链创新链融合发展的内涵、特征与实现路径

产业链创新链(以下简称“双链”)融合发展是国内国际双循环格局下的必然要求,但链结构差异、网络碎片化、政策非协同等问题影响其流转效率及协同效果。在创新范式转变中,数字孪生技术展现出独特的动态过程映射和实时双向互动能力,为创新管理带来新思路。基于对“双链”内涵、融合现状与数字孪生技术特征、使能作用的系统性梳理,提出以数字孪生技术驱动“双链”融合发展的实现路径,在数字化标准表达与数据融合中实现全过程整合,跨越时间和空间的尺度实现互动与协同。具体来看,数字孪生技术在促进产业链创新链全过程整合与全时空交互中调节“双链”上下游各参与主体在运行机制、认知或目标上的结构性差异,控制产业网络和创新网络在发展过程中的碎片化趋向,转变产业政策与创新政策在设计布局、资源分配上的非协同问题,实现从单点优化范式到“双链”协同范式的重构与升级。然而,数字孪生技术仍存在技术实现、隐私安全、权责管理方面的不足,有待进一步探索和研究。

农田土壤有效态中量微量元素的时空变化特征研究

基于2019年的耕地地力调查监测点,分析农田土壤有效态中量微量元素含量及区域分布特征,结合分级标准和缺素临界值,揭示当前土壤中量微量元素丰缺状况;并对1983年、2004年的土壤的中微量元素有效态含量进行分析。结果表明:现阶段上海市奉贤地区农田土壤有效态中量微量元素养分中Av-S含量为20—30 mg∕kg,Av-Si>300 mg∕kg,Av-Cu 4—6 mg∕kg,Av-Zn 2—3 mg∕kg,Av-Fe 100—150 mg∕kg,Av-Mn 30—40 mg∕kg,Av-B 0.75—1 mg∕kg,Av-Mo 0.1—0.15 mg∕kg,平均含量依次为20.04 mg∕kg、390.92 mg∕kg、4.31 mg∕kg、2.42 mg∕kg、131.08 mg∕kg、34.74 mg∕kg、0.95 mg∕kg和0.13 mg∕kg,分别处于土壤养分分级标准(5级)的第3、1、3、2、2、2、2、3级。这8种中微量元素变异系数均为中等变异强度,以Av-Fe(90.39%)最大。在1983年、2004年、2019年三个时间上,除Av-Mo含量整体变化较为平稳,缺素现象在不断加剧(目前缺素面积达73.68%)外,其余中微量元素在整体上有不同程度的增减,无缺素现象或缺素面积在减少。中量元素Av-S和Av-Si含量变化为一降一升,两者均在果园中高于其他土地利用方式;微量元素Av-Cu、Av-Fe、Av-Mn总体含量比较丰富,无低于临界值田块,在空间分布上为条状或斑状分布,呈自西往东逐渐减少格局,其菜地中的含量要低于粮田和果园;Av-Zn和Av-B含量在年际间不断提高,菜地中的含量普遍较高,区域分布上呈现相反趋势,Av-Zn为中部高东西部低,而Av-B为东西部高于中部。同时土壤多个微量元素间存在较高的相关性,Av-Cu、Av-Zn、Av-Fe、Av-Mn间表现出正相关性,它们也受土壤SOM和pH影响较大,其中Av-Cu受SOM、Av-Mn受pH作用最明显。研究结果可为本区不同土地利用方式及区域分布的土壤养分管理和中微肥合理搭配提供依据。

结冰天气现象时空特征分析

文章基于全国842个国家级地面观测站1961—2017年日观测资料,提取生成结冰天气现象序列,对全国范围内结冰日空间分布、结冰天气现象长期变化趋势及异常序列进行了统计分析。结果表明,中国结冰日北多南少,结冰日和纬度呈现明显的相关性;全国整体结冰日呈下降趋势,变化速率约为每10年下降2.3天;结冰异常序列年份大部分集中在1965—1973年和2010—2013年,除观测业务调整造成序列异常外,对结冰天气现象观测资料缺少质量控制也是造成序列异常的重要原因。研究结果为天气现象分析工作提供支持。

环渤海地区空气质量时空变化特征及动态预测

基于环渤海地区2017—2021年各城市空气质量指数(AQI)、污染物浓度与社会经济数据,利用数理统计、克里金插值法对环渤海地区AQI与污染物浓度的时空变化特征进行分析,运用皮尔逊相关性分析方法探讨AQI与污染物浓度、社会经济因素的相关关系,采用时间序列预测模型对2022年6月—2023年12月空气质量及污染物浓度进行预测。结果表明:环渤海地区AQI及污染物浓度大致呈逐年降低的趋势。AQI的逐月变化呈“W”形,O_(3)浓度的年内变化呈倒“V”形,其余污染物则呈现与O_(3)相反的变化趋势。AQI大致呈现西南高、东北低的空间分布特点,而污染物浓度分布具有明显的空间差异。环渤海地区5个代表性城市的AQI类别以良好为主,冬季首要污染物主要为PM_(2.5)、PM10,夏季首要污染物以O_(3)为主。人口数量是影响AQI的主要因素,城市园林绿地面积对AQI具有一定影响。预测结果显示,未来环渤海地区AQI、主要污染物浓度(O_(3)除外)均呈现出随时间的推移逐渐下降的变化趋势。

基于空间呈现与时代发展的《二泉映月》文化传播

如果空间不同,《二泉映月》的呈现是不同的,专业化的舞台、音乐厅、演奏厅等为专业空间,公园、街道等为公共空间。《二泉映月》的网络传播有着独特魅力。《二泉映月》不是一成不变的,其在不同时期的表现是不同的,随着时代演进,呈现为不同的样式。《二泉映月》在空间与时间的演进传播中获得强化,具体表现为:特定空间内的专业化传播有利于《二泉映月》的影响力提升;《二泉映月》的演奏传播是专业化空间和公共空间的结合;《二泉映月》传播是通过不同主体完成的,具有一定的多元化、个性化特点;媒介的更新为《二泉映月》的传播提供了一定的存在基础。

微波光子信号同步及其在分布式相参雷达中的应用

分布式相参雷达技术通过多节点高性能信号同步实现跨平台的信号级相参融合,可大幅提升雷达探测、跟踪和抗干扰等能力,是雷达领域的重要发展方向之一。随着雷达频率范围的拓展、瞬时带宽的增大和搭载平台的多样化,分布式相参雷达技术对节点间信号的时间、空间、频率、相位同步性能提出了越来越高的要求,这使得传统电学信号同步技术面临巨大挑战。文中介绍了分布式相参雷达对信号时、空、频、相同步的性能要求和国内外相关技术的研究进展,重点总结了微波光子同步技术的基本原理和代表性成果;构建了微波光子分布式相参探测原理验证系统,验证了微波光子分布式相参的可行性,为推动分布式相参雷达的前沿发展与工程化应用提供了关键技术支撑。

多接收子阵下特征波束的角度空间调制方法

基于波束赋形的波束切换空间调制算法,不仅可以提高频谱效率,还可以利用天线阵列增益提高能量效率。该文利用信道响应构造统计平均的协方差矩阵,构造正交特征向量作为阵列的加权矢量,形成相互独立的多个等效传输信道,利用波束赋形增益和分集增益提高无线通信的传输可靠性和传输能力。进一步采用天线子阵分组方法,克服信道相关性带来的不利影响。性能分析和仿真结果表明,特征波束角度空间调制方案可获得更多的波束组合数目,会明显改善译码性能和频谱效率。

通化暴雨的时空演变特征

文章利用通化地区6个国家地面气象观测站建站年至2023年逐日降水资料,分析通化暴雨的时空演变特征,并运用Morlet小波分析、滑动t检验方法,对代表不同地理特征的梅河口、通化市区、集安3个观测站暴雨日数随时间变化特征作进一步分析,以期为通化暴雨的预报提供气候背景,为预报服务提供技术支撑。

基于注意力机制及多分支特征融合的实时语义分割算法

为了合理平衡语义分割中的精确度与实时性,基于快速卷积神经网络模型(Fast-SCNN)提出了一种基于注意力机制及多分支特征融合的实时语义分割算法模型。该算法模型首先通过注意力模块捕获空间特征之间的相互联系,增强空间细节信息;然后合理设计融合模块,最大化利用各分支信息,实现深层特征与浅层特征更好的融合;最后引入自适应特征增强注意力模块,捕获长距离像素间的相互依赖关系。实验结果表明,文中算法模型在Cityscapes数据集上获得了71.55%的分割精度,推理速度FPS达到97.6帧/s,模型参数量为1.39 M,验证了该算法所构成网络模型的有效性。

基于布里渊光时域峰值边沿分析的变压器绕组局部热点检测

变压器绕组的温度分布一直是电网运行人员重点关注的对象。与传统传感器相比,分布式光纤传感具有抗电磁干扰能力强、可实现分布式测量等优势,其中布里渊光时域分析技术(BOTDA)的性能稳定,适用于大多数场景,但BOTDA的空间分辨率为m级,难以分辨绕组运行中的局部热点。该文从布里渊散射增益谱的机理入手,利用双峰拟合算法,并结合对异常峰值曲线的边沿分析,提出了一种在不增加系统硬件复杂度的基础上提升BOTDA空间分辨率的方法,以满足局部热点检测要求。通过对光纤沿线不同位置、不同热点长度及不同热点温度下的模拟试验验证了该方法的有效性,在实验室条件下可将准确传感的热点长度提升至原空间分辨率的一半以内。基于变压器实际绕组的局部升温试验,实现了绕组异常热点的精确定位和长度感知,并准确解调了绕组局部热点的温度,进一步验证了该方法的实际可行性和检测优越性,温度相对误差控制在5%以内,为提高变压器绕组温度在线监测的经济性和可行性提供新的思考,同时也为变压器绕组局部故障的提前感知和预警提供了新的思路。

面向空天地一体化网络的抗干扰技术研究

空天地一体化网络是实现全域通信和提供网络互联互通服务需求的重要基础设施之一。在未来的强对抗干扰环境中,确保其数据传输的有效性与可靠性对于维护国家安全具有重要意义。针对空天地一体化网络的对抗性的环境特点,探讨了在时频域和空域实现抗干扰的潜在应用与关键技术,并提出了对空天地一体化网络的综合思考。最后展望未来,以期为后续研究和实际应用提供方向性指导。