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2024年 41卷 6期

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2024-11-15

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中国科学院大学
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  • 数学与物理学
    截断Hardy-Littlewood极大函数的连续性
    王一栋, 武嘉, 燕敦验
    2024, 41 (6): 721-727.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.045
    摘要 ( 231 ) HTML ( ) PDF (854KB) ( 97 )
    主要研究截断Hardy-Littlewood极大函数的连续性。首先证明截断Hardy-Littlewood极大函数是下半连续的,随后通过研究截断参数γ的变化对截断Hardy-Littlewood极大函数的影响,得到截断Hardy-Littlewood极大函数连续性的一个等价条件。
    逆瑞利分布和对数逻辑分布下过程能力指数的区间估计
    牟唯嫣, 贾晓芳, 熊世峰
    2024, 41 (6): 728-735.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.001
    摘要 ( 116 ) HTML ( ) PDF (888KB) ( 185 )
    讨论在逆瑞利分布和对数逻辑分布下一个重要的过程能力指数CNpk的统计推断问题。构造CNpk的广义枢轴量,然后提出其广义置信区间。数值结果表明,所提出的区间估计在覆盖率和区间长度方面比bootstrap方法具有更好的性能。
    伞蜥颈部褶皱自然对流换热的数值模拟
    贾崇熙, 王豪, 刘捷, 卢文强
    2024, 41 (6): 736-745.  DOI: 10.7523/j.ucas.2022.078
    摘要 ( 298 ) HTML ( ) PDF (11787KB) ( 337 )
    对伞蜥这一有特殊散热结构的爬行动物进行物理建模,并对该模型展开自然对流传热特性的数值研究。研究发现,调节模拟伞蜥颈部褶皱的不同张角(45°~85°)时,换热系数在65°附近达到唯一最大值。同时改变伞蜥颈部褶皱的大小,显示对流传热系数的唯一最大值出现在6.3≤ L0/d ≤6.6范围内,模拟得到的最大传热速率对应的张角和面积均接近选取亚种的自然状态,由此推测伞蜥颈部褶皱的进化方向可能朝有利于提高自然对流传热速率的方向进行,而伞蜥与外界环境的自然对流可能是影响伞蜥颈部褶皱进化方向的重要原因之一。
    强磁场影响下金属相变传热的MHD效应实验研究
    蔡志洋, 孟旭, 张登科, 吴曦, 王增辉
    2024, 41 (6): 746-754.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.021
    摘要 ( 264 ) HTML ( ) PDF (5350KB) ( 407 )
    通过搭建金属相变传热的综合实验系统,研究强磁场下金属镓的熔化过程,获得了磁场作用下金属镓的熔化换热特性。采用熔化过程中加热壁面与相界面的动态平均距离代替固定特征长度,以此研究熔化过程中对流换热与导热的相对强度随傅里叶数(Fo)的变化规律。结果表明:小哈特曼数(Ha)下,熔化前期具有促进熔化效果,后期则是抑制;大哈特曼数下磁场对金属镓的熔化过程中的对流具有抑制作用,熔化过程呈现层状均匀推进;磁场能够减小熔化过程中腔体底部导热主导区的高度并且抑制熔化过程中的温度波动,使熔化过程中的温度分布趋于均匀。
    环境科学与地理学
    基于Landsat 8 OLI影像的常用水体指数法分类精度对比
    李龙杰, 杨永辉
    2024, 41 (6): 755-765.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.088
    摘要 ( 373 ) HTML ( ) PDF (13417KB) ( 378 )
    以南水北调受水区的石家庄为对象,以同期Sentinel-2 MSI影像的目视结果作为标准水体,使用11种常见水体指数,从Landsat 8 OLI影像中提取水体分布信息,基于转移矩阵的面积精度检验法、抽样精度检验法,对提取结果进行精度验证。结果表明,各水体指数法提取宽阔水面(如大型水库、湖泊)的区别不大,城区小水系、小型河道更能检验水体指数的提取能力,WI2019在对比的水体指数中表现最佳。分析表明,南水北调通水后,石家庄市除去大型水库后地表水体面积显著增加,从2014年42.0 km2增长到2020年62.5 km2。南水北调通水后受水区地表水体面积增长较快,鉴于大部分新增水体底部存在人工衬砌,地下水补给功能较差、无效蒸发较多,建议适当控制水体规模,以便有效减少外调水资源的浪费。
    边境城市开放型经济测度与影响因素——以中国珲春市为例
    廖毛微, 张平宇, 李雨欣
    2024, 41 (6): 766-775.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.026
    摘要 ( 190 ) HTML ( ) PDF (2081KB) ( 334 )
    根据开放型经济概念内涵,从对外开放、对内开放2个方面构建边境城市开放型经济评价指标体系。以中国珲春市为例,采用熵值法、耦合协调模型和障碍度模型,探究2001—2020年珲春开放型经济发展过程、特征及影响因素。研究结果为:1)珲春经济开放度呈波动上升趋势,开放过程经历了缓慢发展(2001—2008年)、快速发展(2009—2014年)、稳定发展(2015—2020年)3个阶段。对外开放与对内开放从勉强协调逐渐过渡到良好协调状态。2)研究期内对外开放障碍度呈波动上升趋势,而对内开放障碍度呈波动下降趋势。对外开放是现阶段制约珲春市开放发展的关键因素,主要障碍因子为外贸依存度、新批外资企业个数、实际利用外资额及招商引资。
    电子信息与计算机科学
    一种面向SAR图像快速舰船检测的轻量化网络
    周文雪, 张华春
    2024, 41 (6): 776-785.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.017
    摘要 ( 346 ) HTML ( ) PDF (34205KB) ( 434 )
    在基于深度学习的合成孔径雷达(SAR)图像舰船检测领域,传统的模型通常结构复杂、计算量大,难以适配低算力平台并实现实时检测;同时,依赖于预设锚框的卷积神经网络因锚框位置较难合理设置,容易导致大量计算冗余。针对上述问题,提出一种基于无锚框的端到端轻量化卷积神经网络,设计了一种轻量的通道注意力模块(EESE)并将其应用于解耦合检测头(ED-head)上,有效解决了分类和定位2种任务的冲突。此外,提出一种优化的EIOU损失函数,在保证推理速度几乎不变的情况下有效提升网络性能。在SSDD数据集上的实验结果表明:与YOLOX-nano相比,该方法的AP50和AP分别提高2.1和7.4个百分点,在CPU上推理延迟仅5.33 ms,远小于YOLOX-nano的13.13 ms,实现了精度与效率的平衡。
    面向混合波束成形结构的改进SLM算法
    肖迪笙, 胡世成, 钱骅, 康凯, 李明齐
    2024, 41 (6): 786-793.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.015
    摘要 ( 174 ) HTML ( ) PDF (6546KB) ( 315 )
    在大规模多输入多输出系统中,峰均功率比(PAPR)是影响发射机性能的主要因素之一。传统的PAPR降低方法都是基于全数字编码结构,无法有效地降低混合波束成形结构中发射天线端信号的PAPR。为解决这一问题,提出一种改进选择性映射(SLM)算法,该方法对输入信号进行独立的相位旋转并计算发射天线端信号的PAPR,最后选取PAPR最小的一组信号进行发送。此外,还分析了使用该算法下发射天线端信号PAPR的上界和下界。理论分析与仿真结果显示,改进SLM算法能够有效地降低混合波束成形结构发射天线端信号的PAPR。
    基于改进的高斯混合模型和图割模型的水体图像提取算法
    包立男, 吕孝雷
    2024, 41 (6): 794-802.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.028
    摘要 ( 186 ) HTML ( ) PDF (7041KB) ( 214 )
    合成孔径雷达具有全天时、全天候成像,观测范围广、成图周期短等特点,使其在水体提取中的应用具有明显优势。但是在湖泊提取中,已有算法易受湖泊周围环境噪声的干扰,运行效率低。针对此,提出一种将改进的高斯混合模型(GMM)与图割模型相结合的检测方法。先是利用两级Otsu阈值方法以获取湖泊的初始分割图,将对其计算得到的参数集作为GMM初始参数,其后应用最大期望算法(EM)迭代求取GMM的最佳参数,最后基于图割模型精准定位水体位置。实验结果表明初始参数越精确,水体轮廓越清晰,引入两级Otsu算法不仅可大幅度减少EM算法的迭代次数,且与预处理中的下采样相结合有效地提高了算法的运行速度。此外,改进传统图割模型的能量函数使得无需后处理即可得到精确的湖泊边界。
    基于区域目标网格化的多星协同观测方法
    郑起存, 岳海霞, 刘大成, 李华, 任明山, 贾小雪
    2024, 41 (6): 803-809.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.019
    摘要 ( 223 ) HTML ( ) PDF (1555KB) ( 430 )
    通过分析多颗SAR卫星对某一大面积区域目标进行协同观测的约束条件,以给定任务周期内观测收益最大为目标函数,建立约束满足模型。为改善传统的禁忌搜索算法在多星协同观测任务中易收敛于局部最优解的问题,提出一种改进的变邻域禁忌搜索算法。在算法实现的过程中,将区域目标网格化从而动态生成观测模式,并计算各模式对应的观测率。相对于传统的禁忌搜索算法,该变邻域禁忌搜索算法在同等资源下可将观测收益提高8%以上。
    基于双帧融合的野外运动小目标检测网络
    赵筱晗, 张泽斌, 李宝清
    2024, 41 (6): 810-820.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.008
    摘要 ( 251 ) HTML ( ) PDF (12138KB) ( 327 )
    由于野外监控传感系统中背景干扰较多、小目标像素点较少以及缺乏相关公开数据集等因素,在野外复杂环境中检测运动小目标仍然是国防军事应用中一个具有挑战性的问题。针对这一问题,提出一种基于YOLOv5改进的双帧融合目标检测网络(YOLO-DFNet)。首先,提出双帧融合模块用来处理骨干网络输出的相邻帧特征,通过计算通道及时间维度的注意力和空间注意力,提取运动特征;其次,在颈部网络与检测头之间设计一个时间梯形融合网络,关注不同大小感受野上的运动目标,改善大位移小目标的检测效果。在野外运动小目标数据集FMSOD上的实验结果表明:YOLO-DFNet在不同IoU上的平均精度比YOLOv5算法提高3.9个百分点,同时也优于TPH-YOLOv5、YOLOv7等其他目标检测网络。
    基于旋转门算法的风速和风功率爬坡事件的识别方法及特征分析
    梁志, 张哲, 师宇, 刘磊
    2024, 41 (6): 821-829.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.014
    摘要 ( 313 ) HTML ( ) PDF (13853KB) ( 1964 )
    风速的爬坡事件是风速在短时间内大幅度增加或减少,风电场功率同时发生大幅度改变,影响到电网安全运行,甚至引发电网局部频率降低、电压崩溃等事故。选取风电场内风机和气象铁塔的同期数据,通过旋转门算法(SDA)识别爬坡事件,分析爬坡事件的持续时间、爬坡幅度和变化速率,讨论山地地形对爬坡事件的影响。基于SDA设计了风速和功率的爬坡事件识别算法,算法参数取值为时间阈值4 h、风速阈值6 m·s-1、功率阈值1 000 kW,算法的识别效果较好,可有效识别爬坡事件。针对不同风机的爬坡事件识别,建议采用额定风速与切入风速差值的2/3数值作为风速阈值参数,采用额定功率的2/3数值作为功率阈值参数。山地地形对爬坡事件的影响较为显著,爬坡事件与风机处海拔高度、平均风速较为相关,不同地形下风机的爬坡事件的时间比例分布在6.5%~9.8%,平均值为7.8%。
    基于自监督异质图神经网络的图分类框架
    袁鸣, 赵彤
    2024, 41 (6): 830-841.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.048
    摘要 ( 250 ) HTML ( ) PDF (8190KB) ( 312 )
    图数据以各种各样的形式广泛存在着,图分类任务对于许多问题有重要指导意义。然而图分类任务依然面临很多挑战,包括如何充分利用图结构蕴含的语义信息、进一步降低计算复杂度及获取标签的成本。提出一种超节点异质网络的构建方法,并由此提出可应用于图分类问题的新型框架GChgnn。该框架通过引入双视角的图表示机制以及自监督的对比学习,实现了:1)对大规模图分类任务目标间的相似性进行度量;2)借鉴图匹配方法,通过跨图思想提高相似性度量的准确度,并弥补其无法给出图嵌入显式表达式的不足;3)规避了在网络中设计复杂的卷积与池化算子。通过在一些公开数据集上的测试证明,该框架的综合效果优于现有的解决图分类问题的其他方法。
    基于网络环境的漏洞可利用性评估方法
    郑敬华, 开少锋, 施凡
    2024, 41 (6): 842-852.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.037
    摘要 ( 140 ) HTML ( ) PDF (1879KB) ( 178 )
    通用漏洞评分系统是目前应用最为广泛的漏洞评估方法,但其评估结果偏向于漏洞本身的危害性,而未考虑网络环境因素。针对上述问题,提出一种面向网络环境的漏洞可利用性评估方法,基于群体专家经验,利用统计学方法选择漏洞属性,构建漏洞可利用性评估指标体系。同时,结合网络环境属性,基于最近邻算法对漏洞可利用性进行评估。该方法能对已知和未知漏洞进行精准的智能化评估,既融合了网络环境对漏洞可利用性的影响,又降低了专家经验的依赖程度。最后通过实验验证了该方法的有效性。
2024, Vol.41 No.5  No.4 No.3 No.2 No.1
2023, Vol.40 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2022, Vol.39 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2021, Vol.38 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2020, Vol.37 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2019, Vol.36 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2018, Vol.35 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2017, Vol.34 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2016, Vol.33 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2015, Vol.32 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2014, Vol.31 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2013, Vol.30 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2012, Vol.29 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2011, Vol.28 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2010, Vol.27 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2009, Vol.26 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2008, Vol.25 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2007, Vol.24 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2006, Vol.23 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2005, Vol.22 No.6  No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2004, Vol.21 No.4  No.3 No.2 No.1
2003, Vol.20 No.4  No.3 No.2 No.1
2002, Vol.19 No.4  No.3 No.2 No.1
2001, Vol.18 No.2  No.1
2000, Vol.17 No.2  No.1
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    基于Copula-VaR方法对上证和深证的研究
    郝礼祥, 程希骏
    中国科学院大学学报    2008, 25 (5): 682-686.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2008.5.017
    摘要1589)      PDF(pc) (727KB)(17319)    收藏
    基于Copula函数对金融市场风险价值(VaR)的研究,构造出一种新的混合Copula,并于传统的方法进行了比较,通过事后检验(Backtesting),实证研究得出,混合Copula函数方法的确能够改善VaR模型,降低时失效天数。
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    Pd/CeO2催化CO氧化活性对载体CeO2形貌的依赖效应
    王雷, 毛俊义, 袁清, 黄涛
    中国科学院大学学报    2015, 32 (5): 594-604.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.05.004
    摘要594)      PDF(pc) (9359KB)(15134)    收藏

    Pd纳米颗粒的氧化还原性能对Pd/CeO2催化氧化反应的性能至关重要,且与Pd-CeO2的界面结构密切相关.我们发现Pd/CeO2的低温催化CO氧化活性高度依赖于载体CeO2的形貌和暴露晶面.利用胶体沉积法,得到Pd/CeO2八面体和Pd/CeO2立方块两种催化剂.结果表明暴露{111}晶面的CeO2八面体负载Pd催化剂的催化CO氧化活性远优于暴露{100}晶面的CeO2立方块负载Pd催化剂.DFT理论模拟计算结果表明,催化剂表面的Pd物种的氧化还原活性可能决定催化剂的可还原性和催化活性:钯从氧化态到金属态的循环更容易在CeO2(111)上进行,而这取决于Pd与载体CeO2之间的相互作用.我们的结果表明,催化剂表面活性Pd物种的氧化还原性能对Pd/CeO2的催化活性至关重要,可以通过调控载体暴露的晶面实现Pd与载体CeO2之间的相互作用,最终实现对催化剂可还原性和催化活性的可控调变.

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    光场成像技术进展
    聂云峰, 相里斌, 周志良
    中国科学院大学学报    2011, 28 (5): 563-572.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2011.5.001
    摘要3226)      PDF(pc) (1045KB)(6627)    收藏

    归纳总结了光场成像从理论到实现的发展历程,根据光场数据获取方式对目前典型的光场成像设备进行了分类.在光场相机原理的基础上,重点阐述了基于光场的计算成像原理、数字重聚焦技术、合成孔径成像技术和显微成像技术,并对光场成像技术的应用前景和存在的关键问题进行了讨论.

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    拟南芥GH3基因家族启动子序列分析
    孙涛, 柴团耀, 张玉秀
    中国科学院大学学报    2010, 27 (6): 847-852.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2010.6.017
    摘要2407)      PDF(pc) (154KB)(6159)    收藏

    GH3 基因家族是植物生长素早期响应基因家族之一.拟南芥 10个GH3 基因启动子序列分析表明:GH3 基因的转录起始位点一般在起始密码子上游65~145bp之内,TATA box大多分布在(-24)~(-40)bp区域.MDB和MatInspector分析显示,AtGH3 s基因的上游调控区域普遍存在组织和器官特异性表达元件、激素响应元件以及环境响应元件,表明GH3 基因的表达受到多因素调控;同时,基因芯片数据显示AuxREs对生长素的响应非常重要,但也可能存在其他的生长素响应元件.

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    文本聚类算法的质量评价
    刘务华; 罗铁坚; 王文杰
    中国科学院大学学报    2006, 23 (5): 640-646.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2006.5.012
    摘要2874)      PDF(pc) (832KB)(5642)    收藏
    文本聚类是建立大规模文本集合的分类体系实例的有效手段之一。本文讨论了利用标准的分类测试集合进行聚类质量的量化评价的手段,选择了k-Means聚类算法、STC(后缀树聚类)算法和基于Ant的聚类算法进行了实验对比。对实验结果的分析表明,STC聚类算法由于在处理文本时充分考虑了文本的短语特性,其聚类效果较好;基于Ant的聚类算法的结果受参数输入的影响较大;在Ant聚类算法中引入文本特性可以提高聚类结果的质量。
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    分散聚合法制备微米级PMMA微球的研究
    伍绍贵; 刘白玲
    中国科学院大学学报    2006, 23 (3): 323-330.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2006.3.007
    摘要2295)      PDF(pc) (1120KB)(5198)    收藏
    采用分散聚合法合成了微米级聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球,对影响粒径及其分布的各种因素,如单体、引发剂、稳定剂、分散介质以及反应温度等进行了考察,探讨了分散聚合法制备单分散大粒径微球的机理。研究结果表明:增加单体和引发剂浓度,微球的粒径增大,分散性变宽;增加稳定剂的量,微球的粒径减小,分散性变窄;此外分散介质的极性和反应温度的影响也很明显。通过合理调节各种影响因素可制备理想粒径和粒径分布的PMMA微球。

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    SA-DBSCAN:一种自适应基于密度聚类算法
    夏鲁宁, 荆继武
    中国科学院大学学报    2009, 26 (4): 530-538.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2009.4.015
    摘要3400)      PDF(pc) (268KB)(4664)    收藏

    DBSCAN是一种经典的基于密度聚类算法,能够自动确定簇的数量,对任意形状的簇都能有效处理.DBSCAN算法需要人为确定Eps和minPts?2个参数,导致聚类过程需人工干预才能进行.在DBSCAN的基础上提出了SA-DBSCAN聚类算法,通过分析数据集统计特性来自动确定Eps和minPts参数,从而避免了聚类过程的人工干预,实现聚类过程的全自动化.实验表明,SA-DBSCAN能够选择合理的Eps和minPts参数并得到较高准确度的聚类结果.

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    Gram-Schmidt正交化算法是数值线性代数中的基本算法之一,主要用于计算矩阵QR分解.经典和修正Gram-Schmidt正交化算法基于level 1/2 BLAS运算,低级BLAS运算对cache的利用率比较低,从而限制了算法性能.提出一种新的分块Gram-Schmidt正交化算法.新算法通过重正交保证产生矩阵 Q 的正交性达到机器精度,并且利用level 3 BLAS运算提高了算法性能.数值试验表明,新算法能使得矩阵 Q 的正交性达到机器精度,并且新算法使得性能得到显著提高.

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    摘要1674)      PDF(pc) (173KB)(4196)    收藏

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    刘光林 杨世洪 吴钦章 夏默
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    基于Dalsa公司的面阵CCD评价板EKxxxx设计了一套高分辨率全帧CCD相机电路系统。系统采用专用集成芯片SAA8103和TDA9991构成时序发生器和驱动器,采用TDA9965进行前端信号处理。采用单片机对系统进行控制并应用Camera Link接口简化了体系结构。针对CCD多路输出时各通道存在不均匀性,提出采用两点校正法进行校正。该系统能以较高的帧频获取超高分辨率的图像,适用于航空拍摄、数字后背等场合。
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    谭吉华, 段菁春
    中国科学院大学学报    2013, 30 (2): 145-155.   DOI: 10.7523/j.issn.1002-1175.2013.02.001
    摘要3730)      PDF(pc) (1395KB)(3910)    收藏

    针对中国近年重金属污染事件频发,而在大气重金属污染方面尚缺乏总体认识的现状,总结近年来的研究成果.结合文献调研,对中国大气颗粒物中的主要重金属元素Pb,V,As,Mn,Ni,Cr和Cd的污染水平、季节变化、南北方差异、粒径分布等污染特征进行分析.对中国大气颗粒物重金属的主要来源、控制现状及技术进行讨论.通过对世界其他国家大气颗粒物重金属污染控制的历程及经验的总结,提出中国重金属污染的控制对策及建议.

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    PVA及其复合材料生物降解研究进展
    张惠珍, 刘白玲, 罗荣
    中国科学院大学学报    2005, 22 (6): 657-666.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2005.6.001
    摘要873)      PDF(pc) (1257KB)(3849)    收藏

    在微生物驯化环境中,聚乙烯醇具有生物降解的潜力。该文综述了PVA生物降解的机理、影响因素、降解性的评价方法,以及降解环境对PVA降解性的影响,并对近年来基于PVA的共聚/共混材料的制备及其生物降解性能的研究进行了较为详细的概述。

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    一种50M采样速率CMOS采样/保持电路
    李铁 郭立 白雪飞
    中国科学院大学学报    2007, 24 (6): 788-793.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2007.6.010
    摘要2686)      PDF(pc) (1540KB)(3796)    收藏
    介绍了一种高性能CMOS采样/保持电路,在0.35-μm工艺、3.3-V电源和18-mW功耗下,实现了50-MHz采样频率,输入直到奈奎斯特频率仍能达到10位精度的要求。电路采用全差分结构、底极板采样、栅压自举开关技术、增益自举的折叠共源共栅跨导核心运算放大器和钳制共模电平的电平控制放大器。
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    二氧化铀热导率的实验及数值模拟研究评价
    王增辉, 黄潇凤
    中国科学院大学学报    2009, 26 (3): 415-418.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2009.3.017
    摘要2485)      PDF(pc) (929KB)(3764)    收藏

    二氧化铀是一种稳定的陶瓷燃料,它具有熔点高和物理化学性质稳定的特性,作为核燃料二氧化铀的导热性能将直接影响核燃料芯块内的温度分布和芯块中心的最高温度,分析比较了二氧化铀热导率的实验研究结果和关联式,发现已有实验结果间的差异已经缩小.通过开展非平衡分子动力学模拟分析表明,二氧化铀热导率在中温区模拟较为准确可靠.在低温区时,需对能量输运粒子的动能计算进行量子修正;在高温区,需建立声子能量输运模型、电子气能量输运模型和光子辐射部分的能量输运模型,进一步建立二氧化铀的热导率计算程序.

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    一种易部署的Android APP动态行为监控方法
    王学强, 雷灵光, 王跃武
    中国科学院大学学报    2015, 32 (5): 689-694.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2015.05.016
    摘要1081)      PDF(pc) (1223KB)(3743)    收藏

    Android平台目前已经成为恶意代码攻击的首要目标,超过90%的Android 恶意代码以APP的形式被加载到用户设备.因此,监控APP行为成为对抗Android恶意代码攻击的重要手段.然而,已有的监控手段依赖于对Android系统底层代码的修改.由于不同OEM厂商对Android系统的严重定制,直接改动商用Android系统的底层代码很难由第三方人员部署到用户设备.本文在分析Android进程模型和代码执行特点的基础上,提出一种在应用层实现的程序行为监控方案,通过动态劫持Android虚拟机解释器的方法,实现对应用程序代码执行情况的全面监控.由于不直接对Android系统源码进行任何改动,该方案可以灵活、快速地部署在不同型号、不同版本的Android移动终端上.通过对原型系统的实现和测试,发现该系统易于部署、监控全面并且性能损耗较低.

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    基于系统动力学方法的人地系统优化调控研究
    程叶青
    中国科学院大学学报    2006, 23 (1): 83-90.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2006.1.016
    摘要2129)      PDF(pc) (816KB)(3570)    收藏
    人地系统是地理学最为重要的研究内容,区域可持续发展有赖于人地系统的合理结构与优化模式以及人们对此系统的有效调控。县级区域是一个具有复杂系统结构与功能的人地关系地域系统,本文以黄陵县为例,结合实地调查资料和统计数据,分析县域人地系统中人口、资源、经济和社会等结构特征。运用系统动力学理论与方法,建立人地系统演变的动态调控模型,对该系统进行多种发展方案调控试验,比较优选出人地系统协调发展的优化调控模式,为地区可持续发展提供决策依据。
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    中国水稻品种改良以及对水稻生产的影响
    李海明
    中国科学院大学学报    2007, 24 (1): 1-8.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2007.1.001
    摘要1916)      PDF(pc) (832KB)(3553)    收藏
    本文分析了中国25个水稻主产省主要种植的水稻品种,探讨我国水稻品种改良进程和水稻品种性状的变化,并采用水稻成本数据研究品种改良对水稻生产的贡献。结果表明我国品种改良获得了巨大的成功,对水稻生产贡献份额达30%。与20年前相比,水稻审定的品种个数增加了1.5倍。抗病虫害品种的种植面积提高了10%;优质品种的种植面积增加了50%。然而,从90年代中后期品种改良对水稻生产的贡献逐渐下降。鉴于此,政府应鼓励育种人员进一步发掘优异种质,提高水稻育种水平,突破目前单产停滞不前的现象,从而更好的为水稻生产服务。
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    基于优化初始类中心点的K-means改进算法
    秦钰; 荆继武; 向继; 张爱华
    中国科学院大学学报    2007, 24 (6): 771-777.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2007.6.008
    摘要2740)      PDF(pc) (833KB)(3399)    收藏
    K-means算法是一种重要的聚类算法,在网络信息处理领域有着广泛的应用。由于K-means算法终止于一个局部最优状态,所以初始类中心点的选择会在很大程度上影响其聚类效果。本文提出了一种K-means算法的改进算法,首先探测数据集中的相对密集区域,再利用这些密集区域生成初始类中心点。该方法能够很好地排除类边缘点和噪声点的影响,并且能够适应数据集中各个实际类别密度分布不平衡的情况,最终获得较好的聚类效果。
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    分光光度法测定蒙古栎叶中多酚的含量
    张国友, 唐玲, 陈玮, 何兴元, 黄伟
    中国科学院大学学报    2009, 26 (3): 319-322.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2009.3.005
    摘要1946)      PDF(pc) (152KB)(3381)    收藏

    以没食子酸为标准品,使用福林酚试剂(FC),通过分光光度法,对蒙古栎树叶中植物多酚含量进行了测定.首先从方法的稳定性、线性关系、精确性和准确性角度,对FC法进行了调整,确定了以没食子酸为标准的最佳反应条件.结果表明,最佳反应条件为0.15mL FC试剂(1mol/L),0.15mL 10%体积分数的Na2CO3,25℃反应80min后于760nm处测吸光值.使用调整后的方法测得结果为:蒙古栎叶中总酚含量为6.39%,RSD为1.90%.方法操作简单,结果重现性好, 可用来测定蒙古栎叶中总酚的含量.

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    氮化镓基材料的合成研究进展
    彭必先, 钱海生, 岳军, 陈丽娟, 王崇臣, 张丽娟
    中国科学院大学学报    2005, 22 (5): 536-544.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2005.5.002
    摘要527)      PDF(pc) (574KB)(3263)    收藏

    氮化镓是直接带隙半导体材料,在室温下有很宽的带隙(3.39eV).它在光电子器件如蓝光、紫外、紫光等光发射二极管和激光二极管方面有着重要的应用.本文系统介绍了氮化镓的各种制备方法,对其结构和性能关系的研究,揭示了它在半导体领域广泛且重要的应用前景.

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    学习路径规划方法
    罗中凯, 张立波
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 11-27.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.061
    摘要1122)      PDF(pc) (2927KB)(1955)    收藏
    旨在通过对学习路径规划研究现状的分析,为未来学习路径规划领域相关研究的发展提供借鉴。具体而言,首先介绍学习路径规划的定义以及学习路径规划方法中常用参数;然后按照使用算法的类别的不同,对学习路径规划算法进行详细分类,总结各类学习路径规划方法的优缺点;接着,对学习路径规划方法使用的数据集与评估方法进行介绍;最后,总结学习路径规划方法面临的挑战并对其未来发展趋势进行预测。
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    Actor-critic框架下的二次指派问题求解方法
    李雪源, 韩丛英
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 275-284.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.031
    摘要697)      PDF(pc) (4937KB)(1628)    收藏
    二次指派问题(QAP)属于NP-hard组合优化问题,在现实生活中有着广泛应用。目前相对成熟的启发式算法通常以问题为导向来设计定制化算法,缺乏迁移泛化能力。为提供一个统一的QAP求解策略,将QAP问题的流量矩阵及距离矩阵抽象成两个无向完全图并构造相应的关联图,从而将设施和地点的指派任务转化为关联图上的节点选择任务,基于actor-critic框架,提出一种全新的求解算法ACQAP。首先,利用多头注意力机制构造策略网络,处理来自图卷积神经网络的节点表征向量;然后,通过actor-critic算法预测每个节点被作为最优节点输出的概率;最后,依据该概率在可行时间内输出满足目标奖励函数的动作决策序列。该算法摆脱人工设计,且适用于不同规模的输入,更加灵活可靠。实验结果表明,在QAPLIB实例上,本算法在精度媲美传统启发式算法的前提下,迁移泛化能力更强;同时相对于NGM等基于学习的算法,求解的指派费用与最优解之间的偏差最小,且在大部分实例中,偏差均小于20%。
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    福建桉树异速生长方程与生物量估算
    郑小曼, 翁闲, 欧玲珑, 任引
    中国科学院大学学报    2024, 41 (3): 321-333.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.074
    摘要650)      PDF(pc) (10322KB)(671)    收藏
    以中国南方主要速生丰产树种桉树为研究对象,利用野外破坏性实测的90棵桉树解析木数据,研究桉树单木器官生物量的分配及规律,构建最佳单木异速生长方程,计算桉树根冠比并将其应用于桉树树根生物量的估算。结果表明:1)桉树生物量的分配策略如下:随着林龄的增大,桉树树干的生物量分配比例不断增多,而树枝、树叶和树根的生物量分配比例不断减少。2)应用桉树分林龄的根冠比数据估算桉树树根生物量是最为可行且有效的方法。3)在桉树生物量的异速生长方程构建中,乘幂方程优于线性方程,最优自变量则根据各器官有所差异。
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    京津冀地区大气PM2.5污染时空分布特征及成因分析
    苏孟倩, 石玉胜
    中国科学院大学学报    2024, 41 (3): 334-344.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.025
    摘要562)      PDF(pc) (6043KB)(787)    收藏
    基于PM2.5浓度数据、自然因素数据和人类活动因素数据,采用克里金插值法和统计分析法探究2017年京津冀地区13个城市大气PM2.5污染的时空分布特征,并采用相关分析模型和因子分析模型探究其成因。结果表明,京津冀地区:1)PM2.5浓度空间分布呈现“北低南高”的特点,南部和北部城市的年平均浓度梯度最高可达到64μg/m3;2)PM2.5浓度时间分布呈现“冬高夏低”、“早晚高午后低”的特点,冬季PM2.5浓度是夏季的1.3~2.8倍,四季PM2.5浓度日较差介于11~29μg/m3;3)大气PM2.5污染与自然因素关系密切。地势地形影响PM2.5的聚集、传输和扩散过程。风速、日照时数和相对湿度是影响大气PM2.5污染的主导气象因素,冬季PM2.5浓度与气象因素的相关性最强;4)大气PM2.5污染与人类活动关系密不可分,具体可归为:社会经济因素、工业污染排放因素和城市建设因素。研究结果将有助于为京津冀地区大气污染防治查漏补缺。
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    基于多层次深度模型的社交网络核心谣言传播节点识别
    李元, 张栖, 朱建明, 焦建彬
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 136-144.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.057
    摘要559)      PDF(pc) (3614KB)(588)    收藏
    鉴于在线社交网络谣言控制的时效性与及时性,提出一种基于多维特征的两阶段图卷积网络(MSF-GCN)学习模型。该模型试图在尽早的时间实现精准定位核心谣言传播节点,从源头上阻断谣言扩散。通过将MSF-GCN方法与其他基准方法在谣言数据集上进行比对,实验结果验证了MSF-GCN学习模型更加有效。
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    基于GAN反演的无缝图像补全技术
    喻永生, 罗铁坚
    中国科学院大学学报    2024, 41 (5): 705-714.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.075
    摘要541)      PDF(pc) (10147KB)(610)    收藏
    图像补全技术广泛应用于对象消除、媒体编辑,旨在平滑地恢复受损图像。基于生成对抗网络(GAN)反演将预训练的GAN模型作为有效先验,以真实的合成材质填充缺失区域。然而,现有GAN反演方法忽视了图像补全是具有硬约束的生成任务,使拼接图像有颜色、语义的不连续问题。针对此问题设计新的双向感知生成器和预调制网络来无缝地补全图像,其中双向感知生成器充分利用扩展隐藏空间,帮助模型从数据表征层面感知输入图像的非缺失区域,预调制网络利用多尺度结构进一步为风格向量提供判别性更强的语义。在Places2和CelebA-HQ数据集上进行实验,结果表明该方法不仅搭建GAN反演和图像补全之间的桥梁,而且优于目前主流算法,在FID指标上降低49.2%。
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    基于发射波束旁瓣零陷的低轨卫星干扰规避策略
    王海旺, 邹诚, 常家超, 邵丰伟, 姜泉江, 李国通
    中国科学院大学学报    2024, 41 (4): 541-549.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.068
    摘要529)      PDF(pc) (5608KB)(780)    收藏
    随着宽带低轨卫星系统的迅速发展,Ku、Ka等通信频段逐渐趋于饱和,非静止轨道(NGSO)卫星在工作时难免对采用相同频率工作的静止轨道(GSO)卫星产生干扰。目前常采用空间隔离的策略来规避干扰,NGSO卫星始终会对共线区域产生最强的干扰,增大隔离角可以减少干扰但会大大损失卫星波束的有效覆盖范围。基于此,提出一种基于发射波束旁瓣零陷的干扰规避策略,通过建立LEO卫星坐标系将天线阵面按行、列阵元划分,在列阵元维度上采用稳健LCMV算法实现宽零陷,在行阵元维度上结合波束指向进行扩展,最终在共线区域方向上形成一条“零陷带”。通过仿真分析,所提策略能在规避共线干扰的同时有效减少LEO卫星的干扰规避隔离区,算法复杂度低,在卫星上易于实现。
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    面向Ad-Hoc协作的局部观测重建方法
    陈皓, 杨立昆, 尹奇跃, 黄凯奇
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 117-126.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.028
    摘要518)      PDF(pc) (9211KB)(527)    收藏
    在多智能体强化学习的研究中,如何进行Ad-Hoc协作,也就是说如何适应种类和数量变化的队友,是一个关键问题。现有方法或者有很强的先验知识假设,或者使用硬编码的规则进行合作,缺乏通用性,无法泛化到更一般的Ad-Hoc协作场景。为解决该问题,提出一种面向Ad-Hoc协作的局部观测重建算法,利用注意力机制和采样网络对局部观测进行重建,使得算法认识到并充分利用不同局面中的高维状态表征,实现了在Ad-Hoc协作场景下的零样本泛化。在星际争霸微操环境和Ad-Hoc协作场景上与代表性算法的性能进行对比与分析,验证了算法的有效性。
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    一个二元多项式的Mahler测度
    张安豪, 唐国平
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 145-150.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.060
    摘要512)      PDF(pc) (841KB)(643)    收藏
    将一个二元多项式P(x,y)=(x2+1)y2+2(x2+x)y+x(x2+1)的Mahler测度表达成一些Bloch-Wigner双对数函数的线性和,进而得到其与χ-3L函数特殊值的有理倍数关系:m(P(x,y))=5/2L'(χ-3,-1)。
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    不平衡样本下的SA-YOLO自适应损失目标检测算法
    苏亚鹏, 陈高曙, 赵彤
    中国科学院大学学报    2024, 41 (3): 411-426.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.013
    摘要512)      PDF(pc) (12585KB)(441)    收藏
    样本不平衡现象是指在数据集中以背景为主的易样本数量较大,而以前景为主的难样本数量过少,即样本存在类间不平衡与难易不平衡问题。现有目标检测算法大多是基于候选区域的两阶段算法或基于回归的单阶段算法,当应用于不平衡样本时无法避免训练中产生的预测框对大量样本过度依赖,从而导致模型过拟合且检测精度低,准确性、泛化性差。为了在不平衡样本下实现高效精准的目标检测,提出一种全新的SA-YOLO自适应损失目标检测算法。(1)针对样本不平衡问题,提出SA-Focal Loss函数,能够针对不同数据集与训练阶段对损失进行自适应调节,以达到平衡类间样本与难易样本的效果。(2)在多尺度特征预测机制下构造CSPDarknet53-SP网络架构,增强困难小目标样本全局特征的提取能力,达到提升难样本检测精度的效果。为验证SA-YOLO算法的性能,分别在样本不平衡数据集与COCO数据集上进行了大量仿真实验。结果表明:相较于现有YOLO系列算法最优指标值,SA-YOLO在不平衡数据集中mAP可达91.46%,提升10.87%,各类目标AP50提升均在2%以上,有极强的专精性;在COCO数据集中mAP50提升1.58%,各项指标均不低于最优值,有良好的有效性。
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    光生反应γp→π-Δ++中的核子激发态
    朱一鸣, 杨富中
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 35-41.   DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0042
    摘要498)      PDF(pc) (4263KB)(234)    收藏
    运用有效拉氏量方法分析LEPS合作组首次发布的关于γp → π-Δ++反应的高精度微分截面和极化观测量Beam asymmetry(Σ)的实验数据。把t道的π和ρ交换,u道的Δ交换,s道的核子N交换以及使光生反应振幅满足规范不变性的推广接触项作为背景项,尝试在s道进一步引入核子激发态交换的贡献以描述此实验数据。分析表明,如果在模型计算中不引入s道核子激发态交换的贡献,背景项的理论计算结果虽然能够大体上描述γp→π-Δ++反应的微分截面的实验数据,但是无法描述极化观测量Σ的实验数据;在s道中引入核子激发态N(1860)5/2+,模型计算结果就能够很好地同时描述LEPS实验组的微分截面和极化观测量Σ的实验数据。
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    一种面向PUF的模糊提取器设计与实现
    宋敏特, 侯凯, 茹占强, 王争光, 宋贺伦
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 127-135.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.054
    摘要496)      PDF(pc) (7892KB)(659)    收藏
    基于SRAM等方案实现的物理不可克隆函数(PUF)易于受电压变化、热噪声等环境因素影响,存在可复现性较差的内在缺点,因此极大限制了其在密码和通信等领域的应用。借助BCH码的精确纠错译码特性,设计了一种具有大纠错容量的模糊提取器,用于实现SRAM原始数据的重建。搭载本设计的SRAM PUF芯片在华虹宏力0.11 μm CMOS平台制造,模糊提取器部分消耗面积为306 267 μm2,搭载的本源BCH码具有127 bit的码长和27 bit的纠错能力,满足PUF的实际应用需求。
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    稳健的个体化亚组分析
    张晓灵, 任明旸, 张三国
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 151-164.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.037
    摘要494)      PDF(pc) (1144KB)(521)    收藏
    异质群体的亚组分析是实现个体化医疗和个性化营销的关键所在。基于回归的方法是亚组分析的主要流派之一,这种范式将预测变量分为具有异质效应和同质效应的两部分,并根据异质变量是否相同将样本分为不同的亚组。然而,现有的基于回归的亚组分析方法大多有两大局限性:第一,它们仍然认为亚组内的样本是同质的,没有充分考虑个体效应;第二,没有考虑到同质变量中常见污染现象,这将导致模型结果出现较大偏差。为应对这些挑战,提出一种稳健的个体化亚组分析方法。使用多向分离惩罚函数估计模型异质部分的个体化效应,并使用γ散度得到同质部分的稳健估计。还提出一种高效的交替迭代的两步算法,这一方法结合了坐标下降法和交替方向乘子法。数值模拟和对皮肤黑色素瘤数据的分析进一步验证了所提方法的有效性。
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    近20年黄河流域夏季土壤水分时空变化特征及驱动因素分析
    张亚楠, 宋小宁, 冷佩, 高亮, 尹德伟
    中国科学院大学学报    2024, 41 (4): 477-489.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.041
    摘要482)      PDF(pc) (12970KB)(406)    收藏
    利用2001—2020年的中分辨率成像光谱仪产品和全球陆地数据同化系统气象数据,基于“植被指数-地表温度”梯形特征空间模型反演黄河流域夏季的土壤水分,并采用Sen斜率与Mann-Kendall法以及地理探测器进行黄河流域的土壤水分时空变化格局及驱动因素分析。研究结果表明:黄河流域土壤水分在空间上具有明显的空间异质性,黄河源区和下游地区较为湿润,黄河中游相对比较干旱;2001—2020年黄河流域土壤水分含量在空间上主要表现为不显著增加和不显著减少变化趋势,分别占全流域面积的39.54%和58.01%,其中上游地区土壤水分增长速度最快;降水是黄河流域土壤水分时间变化的主导要素,气温和高程是影响黄河上游土壤水分空间变化的主要因子,归一化植被指数和降水是黄河中游土壤水分变化的主要驱动因子。
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    利用有限元热应力计算方法对热事件月震成因的探讨
    张君策, 胡才博, 石耀霖
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 50-64.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.045
    摘要479)      PDF(pc) (14838KB)(434)    收藏
    在前人工作的基础上,考虑月表向内吸收的太阳光照热量和向外释放的月球热辐射热量,以及与温度、深度相关的月壤热力学参数的非线性,开发了适合研究月壤温度、变形和热应力时空演化的热弹性耦合有限元并行程序,利用4组有限元模型研究不同的月壤特征厚度对月表温度、变形和热应力时空演化的影响。计算结果表明,月表月壤温度呈现1个月球日(29.5个地球日)的周期性变化,赤道月表的温度在100~385 K之间变化,变化幅度随深度增加指数衰减,影响深度约达50 cm。温度的周期性变化引起月表垂直位移也呈现上升和下降的周期性变化,以及月表水平正应力的挤压和拉张的周期性变化。总体而言,水平应力白昼是挤压,夜晚是拉张,其中拉应力增长速率最快的时刻是18:00,拉应力最大的时刻是06:00。月壤特征厚度对温度、水平正应力的时空分布的影响较大。热应力的量级有可能达到月表岩土抗张强度,张应力增长最快和幅值最大时段与观测到的月球浅表热事件发生的早晚频度较高相吻合。
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    三维黏弹性模型在月球冷却产生的热应力计算中的应用
    金一民, 陶莎, 石耀霖
    中国科学院大学学报    2024, 41 (1): 1-10.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.059
    摘要476)      PDF(pc) (8323KB)(492)    收藏
    月球冷却过程中积累的热应力是影响月球内部力学环境的重要因素之一。使用三维黏弹性有限元模型计算月球热应力的积累过程,并通过对比实验分析黏性参数对热应力大小的影响。计算结果表明月幔深部和浅部的热应力状态存在截然的分界。浅部热应力以切向挤压为主,挤压应力最大值出现在月壳底部;深部径向和切向正应力的大小主要受浅部径向正应力的控制,径向和切向热应力均为拉张,但由于黏性松弛差应力的积累和松弛动态平衡,而处于接近“静水压”状态。假设月球岩石圈的黏度大于1028 Pa·s,则现今月壳和浅部月幔水平挤压热应力可以达到数百MPa,而月幔深部的拉张热应力可达到数十~100 MPa。因此,震源深度较浅的浅源月震可以用热应力来解释。而深源月震成因仍是一个困难的问题,推测深部月幔的拉张热应力为孔隙结构的发育提供了条件,而月幔底部的熔融层提供了高压孔隙流体,从而降低了深部月幔介质的破裂强度。
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    中国北方温性草地最大叶面积指数的时空变化及其对气候变化的响应
    冯一鸣, 张娜, 乐荣武, 闫志辉, 李振宇, 李小璠, 额日敦其木格
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 195-211.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.072
    摘要475)      PDF(pc) (15706KB)(491)    收藏
    鉴于不同类型草地叶面积指数(LAI)的时空变化特征不尽相同,且不同变化趋势的LAI对气候变化的响应也不尽相同,利用长时间序列LAI和气象数据,结合草地分类数据,获得1981—2017年中国北方不同类型温性草地最大LAI的时空变化特征,并重点探讨不同变化趋势的LAI对气温和降水量变化的响应。结果表明,中国北方温性草地年均最大LAI的多年均值为(0.76±1.07) m2/m2,东高西低;其中,草甸草原最高((2.73±1.20) m2/m2),草原化荒漠最低((0.13±0.17) m2/m2)。总体上,年均最大LAI呈显著增加趋势;呈显著增加的面积占32.52%,显著降低的面积占6.31%;所有类型草地最大LAI显著增加的面积均大于显著降低的面积。年均最大LAI与1—8月总降水量和7—8月平均气温的年际变化均呈正相关。最大LAI显著降低和显著增加均主要受7—8月均温显著升高的影响。7—8月均温上升速率在影响LAI变化上存在转折阈值;对所占面积较大的草地类型,该阈值约为0.042~0.043 ℃/a。当气温上升速率低于该阈值时,LAI才随气温上升而增加;反之,LAI随气温上升而降低。这些研究结果可对气候变化背景下的草地利用、保护和恢复提供重要的科学依据。
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    基于MFF-Deeplabv3+网络的高分辨率遥感影像建筑物提取方法
    陈经纬, 李宇, 陈俊, 张洪群
    中国科学院大学学报    2024, 41 (5): 654-664.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.010
    摘要475)      PDF(pc) (20364KB)(492)    收藏
    为提升高分辨率遥感影像中建筑物提取的精度,提出一种基于MFF-Deeplabv3+(multiscale feature fusion-Deeplabv3+)网络的高分辨率遥感影像建筑物提取方法。首先,设计多尺度特征增强模块,使网络能够捕获更多尺度的上下文信息;然后,设计特征融合模块,有效融合深层特征与浅层特征,减少细节信息的丢失;最后,引入注意力机制模块,自适应地选择准确特征。在Inria建筑物数据集的对比实验中,MFF-Deeplabv3+在PA、MPA、FWIoU、MIoU指标中取得最高精度,分别为95.75%、91.22%、92.12%和85.01%,同时在WHU建筑物数据集的泛化实验中取得不错的结果。结果表明,本方法在高分辨率遥感影像中提取建筑物信息精度较高,且具有较好的泛化性。
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    基于卷积神经网络多尺度特征的大豆基因组表型预测
    林昱彤, 王红, 柴团耀
    中国科学院大学学报    2024, 41 (4): 468-476.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.046
    摘要470)      PDF(pc) (5008KB)(655)    收藏
    在育种中,常常通过利用单核苷酸多态性(SNPs)来预测表型以辅助育种,提高育种效率。传统的统计分析方法受到数据缺失等诸多因素的限制,在一些情况下效果不佳。针对此问题,提出一种利用多尺度特征进行植物性状预测的卷积神经网络模型(MSF-CNN),该模型通过卷积提取3个不同尺度的SNPs特征,对植物性状数值进行回归预测,并通过对模型中SNPs的权重分析SNP位点的显著性。测试结果表明,与目前已知的其他方法相比,MSF-CNN模型在有基因型数据缺失值的数据集上表型预测的准确性更高。此外,通过显著性图研究基因型对性状的贡献,发现数个较显著的SNP位点。说明该深度学习模型可以更准确地预测定量表型,并能够高效识别与全基因组关联研究相关的SNP位点。
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    基于OCO-2/3卫星的中国超大型燃煤电厂CO2排放量的遥感反演
    郭文月, 石玉胜
    中国科学院大学学报    2024, 41 (4): 490-502.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.050
    摘要463)      PDF(pc) (21553KB)(759)    收藏
    基于轨道碳观测者2/3(OCO-2/3)卫星数据和高斯羽流模型对发电厂CO2排放量进行遥感反演。首先基于OCO-2(2014-09-06—2021-10-01)和OCO-3(2019-08-06—2021-10-01)数据检索中国超大型燃煤电厂(≥5 000 MW)附近图像,共在托克托、嘉兴、外高桥电厂附近识别到7个CO2羽流。综合利用3种大气背景值确定方法,经过高斯羽流模型估算的CO2排放量范围为43~77 kt/d,模型拟合的相关系数0.50~0.87。单个羽流的不确定性变化为8%~32%(1σ),风速是最大的不确定性(6%~31%),其次是背景值(5%~18%)、增强值(1%~21%)和羽流上升(1%~8%)。经验证,估算结果与碳监测行动、碳简报、全球电厂排放数据库等排放清单一致性较高(托克托:(76.48±15.75) kt/d、外高桥:(55.98±6.90) kt/d、嘉兴:(64.55±15.89) kt/d)。这项研究有助于监测点源碳排放,这不仅是电力行业开展碳减排的前提,也有助于针对性制定区域碳减排政策,从而减少人为碳排放。
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