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2025年 42卷 1期

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2025-01-15

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中国科学院大学
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  • 综述
    构造应力化学——慢地震震源机制解的一种可能途径
    郭谦谦, 孙静娴, 侯泉林
    2025, 42 (1): 1-12.  DOI: 10.7523/j.ucas.2024.010
    摘要 ( 191 ) HTML ( ) PDF (4543KB) ( 150 )
    慢地震震源机制研究主要建立在脆性变形基础上。然而高纵、横波速度比、异常高泊松比等特征表明其震源区物质黏度较大,更易发生塑性变形。固体力学研究认为塑性变形的起点是位错,塑性应变能无法释放。分子尺度上,原子通过化学键结合形成矿物结构。应力化学研究显示机械力可以直接作用于化学键,化学键断裂时体系位于能量高位。塑性变形的位错机制可能始于化学键的变化,再通过断裂、重组,形成亚颗粒、细粒化,能量的转化过程可能是机械能首先转化为体系内能,即原子势能;随着加载继续,原子势能突破化学键的束缚,转化为塑性应变能。化学键的重建会释放能量,塑性变形过程中可能会释放一部分化学能,这是否与慢地震有关,是个值得探索的科学问题。
    数学与物理学
    一类具有-1幂指数的拟线性奇异偏微分方程
    张衡, 孙义静
    2025, 42 (1): 13-19.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.006
    摘要 ( 149 ) HTML ( ) PDF (941KB) ( 205 )
    研究一类具有奇异增长的拟线性椭圆方程-Δu-uΔ(u2)=a(x)u-1。对于一般的a(x)∈Lp(Ω),p>2,证明了该方程正解的存在性,其中Ω为ℝN中的有界区域且N≥1。
    一类随机Lotka-Volterra系统参数的神经网络学习
    汪展鹏, 王丽瑾
    2025, 42 (1): 20-25.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.012
    摘要 ( 222 ) HTML ( ) PDF (4621KB) ( 188 )
    提出一种利用神经网络学习一类随机Lotka-Volterra系统参数的方法。利用随机微分方程的Euler-Maruyama离散近似推导出观测变量的期望和协方差矩阵,并在此基础上建立损失函数。在网络训练过程中,采用随机梯度下降方法进行优化。数值实验验证了该算法的有效性。
    带大量凸约束的随机优化问题的随机增广拉格朗日算法
    赵文深, 韩丛英, 金玲子
    2025, 42 (1): 26-42.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.055
    摘要 ( 236 ) HTML ( ) PDF (2267KB) ( 372 )
    随机梯度法广泛应用于机器学习并取得显著成功,但许多随机方法主要针对无约束或简单约束的优化问题。对于带有正则项和大量凸约束的非凸随机优化问题,经典增广拉格朗日法是一种解法,但精确梯度信息的要求使其难以有效应对大量约束问题。为此,提出一种随机增广拉格朗日算法,该算法用随机一阶信息代替增广拉格朗日法的精确梯度,每步迭代仅使用一组抽样梯度和部分的约束梯度。对该算法,证明其可以在$\mathcal{O}\left(\epsilon^{-8}\right)$次方后找到$\epsilon$-KKT近似点。在多分类Neyman-Pearson问题上进行数值实验,实验结果验证了算法的有效性。
    基于超导体磁穿透深度的测温实验装置设计
    朱昌阳, 边星, 王金阵, 刘捷
    2025, 42 (1): 43-49.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.020
    摘要 ( 252 ) HTML ( ) PDF (3399KB) ( 276 )
    外界磁场进入超导体的磁穿透深度随超导体的温度变化而变化,特别是在超导转变温度附近,穿透深度变化尤为剧烈。探测穿透深度变化可实现对温度变化的高分辨率测量,是重要的深低温温度测量原理。基于该基本原理,提出一种基于超导体穿透深度变化、闭合超导回路磁通量子化和超导量子干涉器件(SQUID)的温度测量方案,进行理论分析和仿真,有望在液氦温区实现nK/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$量级的温度分辨率,并给出具体的实验装置设计。该方法分辨率高且不引入额外热流,不需要外部持续的电流激励,可通过在被测物体表面镀超导膜等方法消除传统温度测量方法中温度计的自热效应、接触热阻等对测量的不利影响。
    环境科学与地理学
    基于微观企业数据的高技术制造业迁移特征分析——以北京市为例
    张培媛, 李佳洺, 张文忠
    2025, 42 (1): 50-60.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.047
    摘要 ( 176 ) HTML ( ) PDF (13729KB) ( 248 )
    基于2008—2016年北京市规模以上企业数据,运用标准差椭圆、核密度估计、游程检验等方法分析北京市内部高技术制造业企业迁移特征。结果表明:1)从属性特征上看,迁移企业以混合所有制和外资企业为主,中等规模的企业比小微型或大型企业更倾向迁移,同时营收更高的企业更易发生迁移。2)受集聚区根植性和嵌入性影响,超过77.19%的企业倾向于在亦庄经济技术开发区、上地、中关村等主要集聚区内部及其周边的集聚区拓展区迁移。3)北京市高技术制造业企业迁移过程大致分为适应期、迁移期和稳定期3个阶段,小微型企业适应期和达到稳定期的时间都相对较短,其迁移主要受规模增长的影响,而中等规模企业无论是适应期还是寻找新区位的迁移期都需要相对较长的时间,影响迁移的因素也更加复杂多样。
    基于多元耦合模型的流域生态修复分区与用地模拟评估——以滇池流域为例
    王佳恒, 颜蔚, 段学军, 段岩燕, 李卓娜, 邹辉
    2025, 42 (1): 61-73.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.039
    摘要 ( 124 ) HTML ( ) PDF (12833KB) ( 234 )
    科学划定流域生态修复分区并模拟各分区的用地情景,可为流域生态修复、生态风险规避和用地指标制定等国土空间相关规划方案设计提供重要支撑。以滇池流域为例,基于生态系统服务价值和生态风险测算模型、PLUS模型、GIS分析等方法,识别滇池流域生态修复分区并进行不同情景下的土地利用模拟。结果表明:1)2000—2020年,滇池流域生态系统服务价值由206.14亿元下降到192.71亿元,生态风险较高及以上区域面积占比由2000年的6.24%增长到2020年的19.30%;2)滇池流域生态修复分区空间分布呈圈层式结构,以滇池湖体为中心向外分为生态修复核心区、生态修复重要区、绿色发展区和生态修复保育区,所占用地面积分别为362.09、109.99、791.92和1 590.89 km2;3)2030年,自然发展情景下预测滇池流域建设用地增长189.92 km2,生态修复情景下预测建设用地增长53.75 km2;相较于自然发展情景,生态修复情景城镇扩张速度减缓、流域生态系统服务价值高出4.34亿元。
    地质与地球科学
    基于水文和GRACE重力数据的南美巴塔哥尼亚冰川均衡调整(GIA)响应
    李孟雨, 孙鹏超, 郭长升, 王长瑜, 魏东平
    2025, 42 (1): 74-85.  DOI: 10.7523/j.ucas.2024.005
    摘要 ( 79 ) HTML ( ) PDF (16855KB) ( 349 )
    南美巴塔哥尼亚高原位于大型温带冰块快速变化与洋-陆板块俯冲交汇的复杂地质构造区域,其现今冰川均衡调整(GIA)响应信号及地表抬升的机理有待进一步明确。基于重力恢复与气候实验卫星(GRACE)2003—2016年时变重力数据,分析该高原地区的质量变化特征,利用相关水文模型和遥感卫星数据完善该地区的水文模型并提取水文信息空间变化特征,从GRACE综合信号中扣除水文信号得到现今GIA响应信号,并进一步通过全球定位系统(GPS)数据分析GIA效应对地表抬升的贡献。结果表明:巴塔哥尼亚高原地区呈现出巴塔哥尼亚冰原(PIF)及周围区域质量亏损、高原南部和北部质量增加的空间分布特征;水文质量亏损则形成以PIF为中心向外辐射、负信号逐渐减弱的空间分布;GIA响应使高原整体隆升,尤其在PIF南部最为突出,最高达(1.97±0.35) cm/a,与GIA模型特征相似;在北巴塔哥尼亚冰原(NPI)和南巴塔哥尼亚冰原(SPI)GIA响应分别能够解释约69.25%和82.70%的地表抬升信号。
    有机质参与铅锌成矿作用研究——以兰坪盆地金顶铅锌矿床为例
    侯信高, 琚宜文, 冯宏业, 肖蕾, 乔鹏, 陶丽茹, 王鹏, 王巍, 高健
    2025, 42 (1): 86-106.  DOI: 10.7523/j.ucas.2024.016
    摘要 ( 150 ) HTML ( ) PDF (12438KB) ( 142 )
    滇西北兰坪盆地属于中新生代盆地,历经多期次构造-热演化过程。在盆地新生代成矿过程中,金顶铅锌矿床内部有机质丰富且与矿体相伴生,但有机质参与铅锌成矿的方式与过程仍存在争议。研究表明:在盆地浅层非强酸性流体介质及低于200 ℃流体温度条件下,有机质与金属离子络合并非其参与金顶铅锌矿化的主要方式。金顶矿区有机质普遍经历过生物降解,但仍含有可检的正构烷烃、类异戊间二烯烃以及萘、菲、联苯等化合物,少量有机质已不含正构烷烃和类异戊间二烯烃,呈现出甾烷初步降解的特征,无25-降霍烷生成,总体符合2~5级生物降解,与细菌还原硫酸盐作用(BSR)相一致。矿床内成矿方解石的δ13CPDB与δ18OPDB值之间无明显相关性,其稀土元素分布模式、Y/Ho值以及Sr含量等指标与热化学硫酸盐还原作用(TSR)成因的方解石的特征不同,且矿床中固体沥青的δ13CPDB值(-27‰)未显示出小于烃源岩δ13CPDB(估算值)的特征,因此认为TSR可能在盆地局部浅层区域内不起主要作用。硫化物δ34S的估算结果显示,由有机质热解生成的H2S的δ34S值为-5‰~0,这与矿床金属硫化物δ34S直方图中重硫同位素峰值的范围(-8‰~-2‰)相符。基于实际成矿特征,考虑1/3的铅锌矿石与有机质热解作用相关,且古油藏原油含硫量为1.5%,则成矿所需原油量为9 687万t,这与地质事实相符,表明有机质热解也可能参与成矿作用。综上,在盆地演化过程中,有机质主要通过古油藏形成阶段的BSR作用和盆地深部高温成矿阶段的TSR作用或有机质热解作用参与铅锌成矿过程。
    电子信息与计算机科学
    高分辨率关系图卷积网络遥感语义分割方法
    王寅达, 陈嘉辉, 彭玲, 李兆博, 杨丽娜
    2025, 42 (1): 107-115.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.079
    摘要 ( 320 ) HTML ( ) PDF (7470KB) ( 340 )
    遥感影像语义分割是遥感图像处理分析的重要任务,尤其是在多类别语义分割方面。目前方法主要围绕卷积神经网络展开,但卷积仅关注图像局部信息而忽视全局信息。因此,受高分辨率网络(HRNet)和关系图卷积网络(R-GCN)启发,提出一种高分辨率关系图卷积网络(HRGCN),用于多类别语义分割。首先对原始图像做简单线性迭代聚类(SLIC),利用该结果分割HRNet输出的特征图,获得同质性高且包含多分辨率信息的超像素块;然后基于超像素块构建图节点和边,使用R-GCN对图节点分类,从而学习到不同地物间长距离依赖关系,并完成遥感影像的提取分类。利用HRGCN模型在Potsdam和Vaihingen数据集上进行实验,将结果与已有方法对比,$\bar{F}_1$值和MIoU值均有不同程度提升,证明该方法具有较好的先进性。
    基于祝融号火星车次表层探测雷达的乌托邦平原浅表层结构分析
    杨佳琦, 邵芸, 卞小林, 张婷婷, 王国军
    2025, 42 (1): 116-125.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.030
    摘要 ( 241 ) HTML ( ) PDF (10839KB) ( 248 )
    火星次表层探测对于获取火星历史演化信息、寻找火星可能的生命生存环境至关重要。中国祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部,其携带的火星车次表层探测雷达(RoPeR)能够对着陆区次表层进行高精度探测。基于祝融号RoPeR高频通道数据,开展对乌托邦平原浅表层结构的探测研究,包括:1)祝融号着陆区浅表层结构建模与基于时域有限差分算法(FDTD)的浅表层回波数值模拟;2)祝融号RoPeR高频通道数据处理;3)乌托邦平原浅表层结构解译分析。研究结果验证了祝融号RoPeR的浅表层探测能力:乌托邦平原表层存在10~20 cm厚的固结硬壳,硬壳下为混有不同粒径岩石的松散风化物,推测随着深度增加逐渐过渡到亚马逊纪中期的沉积层序;第101个火星日的雷达图像中出现强回波信号,推测与近期陨石活动有关。
    面向6G的低时延高可靠边缘计算架构
    丁昱华, 陈力, 卫国
    2025, 42 (1): 126-133.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.029
    摘要 ( 228 ) HTML ( ) PDF (4141KB) ( 429 )
    移动边缘计算(MEC)是6G移动通信网络中连通通信与服务、实现万物智联的支撑技术。针对MEC系统的计算时延优化,提出横向多主机架构;为优化MEC系统的传输时延及解决多主机并行计算的掉队者问题,提出多连接主从多主机架构。以上均设计了完整的信令流。针对MEC系统的性能评估,搭建了基于开源库的多主机MEC仿真平台。实验表明,提出的横向多主机MEC架构可有效提高计算时延性能;提出的多连接主从多主机MEC架构有效缓解掉队者问题,提高传输时延性能;搭建的MEC仿真平台能够有效评估多主机架构的关键性能指标。
    简报
    公众参与、环境规制与居民福祉研究——基于CiteSpace的文献计量分析
    邹雨柔, 刘红, 吕晨
    2025, 42 (1): 134-144.  DOI: 10.7523/j.ucas.2023.080
    摘要 ( 266 ) HTML ( ) PDF (9294KB) ( 498 )
    公众参与、环境规制和居民福祉关系的研究有利于科学制定环境规制政策和优化治理环境。使用2006—2021年Web of Science及CNKI收录期刊论文数据,运用CiteSpace文献计量分析软件并结合传统综述方法分析得出以下结论:1)中文文献研究热点经历3个阶段,分别为公众参与环境治理的西方经验研究及在我国的初步探索阶段、公众参与环境治理的理论模式与影响因素实证研究阶段、环境规制的居民福祉评估及公众参与环境规制的具体案例研究阶段。英文文献研究最初关注社区层面居民参与环境规制,而后着重实践中的问题和影响因素探索,目前聚焦环境规制对于居民福祉影响及环境健康不公平和大数据分析应用;2)学术界对于公众参与环境规制以及居民福祉的影响研究尚未形成一致的结论,研究证实环境规制对居民健康具有正向影响并提升了个体主观幸福感,但同时加剧了居民群体间和区域间的收入差距;3)研究趋势呈现出研究视角从宏观向微观转变、研究方法由统计模型向空间分析和准自然实验方法转变、变量测度从单一指标向综合性指标转变的特点;4)未来研究需要重点关注政府回应机制的分析和优化、环境规制对于居民福祉影响公平性研究以及研究方法、数据与变量测度的改进和完善。
2024, Vol.41 No.6  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1610)      PDF(pc) (727KB)(17358)    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613)      PDF(pc) (9359KB)(15157)    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3293)      PDF(pc) (1045KB)(6676)    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2436)      PDF(pc) (154KB)(6283)    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2891)      PDF(pc) (832KB)(5694)    收藏
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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2333)      PDF(pc) (1120KB)(5304)    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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    王祥根, 司端锋, 冯登国, 苏璞睿
    中国科学院大学学报    2009, 26 (5): 688-694.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2009.5.015
    摘要1694)      PDF(pc) (173KB)(4237)    收藏

    提出一种基于自修改代码(SMC)技术的软件保护方法,该方法通过将关键代码转换为数据存储在原程序中,以隐藏关键代码;受保护的可执行文件执行过程中,通过修改进程中存储有隐藏代码的虚拟内存页面属性为可执行,实现数据到可执行代码的转换. 实验证明,此软件保护方法简单,易实现,可以有效提高SMC的抗逆向分析能力.

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    高分辨率全帧CCD相机电路系统的设计
    刘光林 杨世洪 吴钦章 夏默
    中国科学院大学学报    2007, 24 (3): 320-324.   DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2007.3.008
    摘要2575)      PDF(pc) (1138KB)(4170)    收藏
    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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    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930)      PDF(pc) (1257KB)(4120)    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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    中国大气颗粒物重金属污染、来源及控制建议
    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3830)      PDF(pc) (1395KB)(3992)    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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    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2540)      PDF(pc) (929KB)(3882)    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2703)      PDF(pc) (1540KB)(3856)    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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    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1117)      PDF(pc) (1223KB)(3792)    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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    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1933)      PDF(pc) (832KB)(3633)    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2150)      PDF(pc) (816KB)(3617)    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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    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2760)      PDF(pc) (833KB)(3457)    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1962)      PDF(pc) (152KB)(3417)    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561)      PDF(pc) (574KB)(3402)    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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    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743)      PDF(pc) (10322KB)(782)    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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    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736)      PDF(pc) (4937KB)(1922)    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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    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660)      PDF(pc) (6043KB)(1122)    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596)      PDF(pc) (10147KB)(835)    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594)      PDF(pc) (5608KB)(932)    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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    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565)      PDF(pc) (12970KB)(483)    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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    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561)      PDF(pc) (12585KB)(484)    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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    带消极动量的自适应步长随机方差缩减方法
    刘海, 郭田德, 韩丛英
    中国科学院大学学报    2024, 41 (5): 577-588.   DOI: 10.7523/j.ucas.2024.024
    摘要557)      PDF(pc) (3480KB)(601)    收藏
    近年来, 随机方差缩减类方法在解决大规模机器学习问题中取得很大成功, 自适应步长技术的引入减轻了该类方法的调参负担。针对自适应步长的方差缩减算法SVRG-BB, 指出其算法设计带来了“进展-自适应步长有效性”的权衡问题。因此引入Katyusha动量以更好地处理该权衡问题, 并且在强凸假设下证明由此得到的SVRG-BB-Katyusha算法的线性收敛性质。之后基于“贪婪”思想, 提出稀疏地使用Katyusha动量的SVRG-BB-Katyusha-SPARSE算法。在公开数据集上的数值实验结果表明,提出的2个改进算法较SVRG-BB有较稳定的优势, 即在达到一定外循环数时优化间隙有若干个数量级的减小。
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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552)      PDF(pc) (21553KB)(905)    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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    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535)      PDF(pc) (20364KB)(571)    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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    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532)      PDF(pc) (841KB)(723)    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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    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528)      PDF(pc) (5008KB)(894)    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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    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525)      PDF(pc) (15706KB)(547)    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
    中国科学院大学学报    2024, 41 (6): 755-765.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.088
    摘要524)      PDF(pc) (13417KB)(485)    收藏
    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。
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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520)      PDF(pc) (1144KB)(565)    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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    基于改进U-Net模型的农业大棚遥感提取方法
    王寅达, 彭玲, 陈德跃, 李玮超
    中国科学院大学学报    2024, 41 (3): 375-386.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.060
    摘要477)      PDF(pc) (27690KB)(803)    收藏
    农业大棚是一种农业设施,依据表面透光度分为阳棚和阴棚。大范围统计农业大棚对农业设施普查、农业政策制定、县域经济发展规划具有重要意义。针对人工统计费时费力问题,基于卷积神经网络和高分辨率遥感影像实现农业大棚遥感信息提取。针对U-Net模型对遥感影像中语义信息提取不足和边缘信息利用不充分问题,提出以下改进方案:1)优化语义分割任务,使用ConvNeXt和注意力机制提取遥感影像中农业大棚的深层语义信息;2)引入边缘检测任务,采用门控卷积层和拼接操作融合编码器的语义特征和解码器输出的图像梯度,进而结合边缘信息优化分割结果。经测试,改进后的模型能同时提取阴阳2种大棚信息且识别效果良好,相对传统方法有较大提高。
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    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
    中国科学院大学学报    2024, 41 (6): 776-785.   DOI: 10.7523/j.ucas.2023.017
    摘要461)      PDF(pc) (34205KB)(552)    收藏
    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。
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    基于风机式激光测风雷达的风机功率特性曲线测试方法
    梁志, 师宇, 张哲, 胡非
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 257-267.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.036
    摘要456)      PDF(pc) (11445KB)(469)    收藏
    通过风机式激光测风雷达(NML)测试风机功率特性曲线(PPM),对比分析风机式NML和测风塔的结果差异,评估两种方法在发电量计算中的不确定性。结果表明,风机式NML与测风塔的风速测量一致,相关系数可达0.994,拟合的斜率和截距分别为0.979和0.084;风机式NML的测试数据在功率特性曲线的散点分布图中更集中;发电量评估结果表明,NML比测风塔高估发电量1.73%。不同风向扇区的研究结果表明,测风塔在不同风向下处于风机的不同方位,NML随风机机舱的偏航始终测量风机正前方风速,与风向保持一致,因此散点更为集中。风机式NML对PPM测试的不确定度更低,对风机叶轮上平均风速更具有代表性,具有一定的研究意义与实际应用价值。
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    构造活动与地表作用耦合下的河流演化过程及动力学机制——以青海湖和倒淌河为例
    苗宇, 张怀, 石耀霖
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 212-221.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.056
    摘要442)      PDF(pc) (13615KB)(750)    收藏
    新生代以来,青海湖在河流侵蚀与构造活动耦合下由外流湖泊转化为内流湖泊,但其动力学成因一直悬而未决。倒淌河作为青海湖由外流转换为内流的关键通道,其动力学演化历史记录着这一重要的构造与地貌转变地质事件。基于最新开发的地貌演化有限体积法数值计算程序,模拟山脉隆升与河流下切共同作用下的河流倒淌形成与演化过程,定量分析隆升速率和河流下切系数对不同的流域演化模式的影响,探讨倒淌河演化的动力学机制,为认识倒淌河流域形成过程与青海湖形成成因提供支撑。结果表明,倒淌河流域的水系重组和倒淌河流向的转变主要受到由日月山断层活化引起的山脉快速隆升与河流下切影响;日月山隆升速率是影响倒淌河流域能否发生水系重组的控制因素;当河流被隆升的山脉阻挡而倒淌时,河流下切系数是控制流域重组速率的因素。
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    基于不确定度的多智能体信用分配方法
    杨光开, 陈皓, 张茗奕, 尹奇跃, 黄凯奇
    中国科学院大学学报    2024, 41 (2): 231-240.   DOI: 10.7523/j.ucas.2022.047
    摘要426)      PDF(pc) (6471KB)(1079)    收藏
    近年来,部分可观测条件下多智能体协同受到广泛关注。中心化训练分布式执行作为处理这类任务的通用范式面临信用分配这一核心问题。值分解是该范式中的代表性方法,通过混合网络将联合状态动作值函数分解为多个局部观察动作值函数以实现信用分配,在很多问题中表现很好。然而这些方法维持对混合网络参数的单一点估计,因缺乏不确定度表示而难以有效应对环境中的随机因素导致只能收敛到次优策略。为缓解这一问题,对混合网络进行贝叶斯分析,提出一种基于不确定度的多智能体信用分配方法,通过显式地量化参数的不确定度来指导信用分配。考虑到智能体之间复杂的交互,利用贝叶斯超网络隐式地建模参数任意复杂的后验分布,以避免先验地指定分布类型而陷于局部最优解。在星际争霸微操环境中的多个地图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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