中国科学院大学学报

刘智凡, 王妙妙, 谢田法, 孙志华

2018, 35 (1): 1-9. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.001

摘要 ( 398 ) HTML ( ) PDF (1143KB) ( 1208 )

考虑协变量有测量误差时变系数模型的估计问题。提出的方法不需要假定特定的误差模型结构或已知的误差方差，也不需要重复观测的数据。通过工具变量的辅助，首先对测量误差进行校正，从而得到真实观察变量的估计。然后用这个估计取代真实观察变量，利用变系数模型的估计方法得到函数系数的估计。证明了所提估计的渐近正态性。数值模拟结果表明本文提出的基于校正误差的方法比直接使用测量误差数据的方法有更好的有限样本性质。

扩散过程系数的约束B样条估计及其在金融数据中的应用

候扬扬, 徐天戈

2018, 35 (1): 10-17. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.002

摘要 ( 321 ) HTML ( ) PDF (1726KB) ( 623 )

时齐扩散过程在金融领域具有重要作用，它被广泛应用于描述基础资产变量的随机波动。研究时齐扩散过程的漂移系数和扩散系数的非参数估计问题，在高阶近似的基础上给出新的非参数估计方法——B样条估计。该方法通过对B样条拟合系数加以非负约束来保证扩散系数的非负性。模拟结果验证了该方法在对扩散系数的估计上优于局部多项式估计方法。

不确定传输速率下无线资源调度问题的鲁棒优化模型

田雷霞, 杨文国, 高随祥, 姜志鹏

2018, 35 (1): 18-25. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.003

摘要 ( 329 ) HTML ( ) PDF (1070KB) ( 1050 )

在长期演进系统中，不确定传输速率的无线资源调度问题是指如何在每一时隙内为用户分配资源块，使得无论资源块传输速率如何变化都保证用户在时延等方面的体验。利用鲁棒优化方法求解，建立不确定无线资源调度问题的鲁棒优化模型，分别选取3种不确定集：盒子不确定集，椭球不确定集和已知部分分布信息不确定集，根据它们各自的特点建立合理等价的鲁棒对应模型。利用实例验证了鲁棒对应模型的有效性。

一种应用于卫星通信的间接时间同步方法

张杰, 马冠一, 王兆瑞, 胡超

2018, 35 (1): 26-32. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.004

摘要 ( 352 ) HTML ( ) PDF (1734KB) ( 1040 )

针对卫星扩频通信系统的时间同步需求，提出一种基于GNSS授时的卫星通信前向链路间接时间同步方法。通过由星地自发自收链路与锁相环构成的钟差间接修正环路，对发送端码时钟进行闭环修正。这将使前向链路信号起始扩频码相位在到达接收端的时刻与卫星导航授时模块输出的1 PPS保持精确稳定的同步。实现了不需要位同步的扩频信号定时接收。分析并得到间接时间同步误差表达式及其与环路带宽的变化关系，给出使同步误差最小的最优环路带宽值。星地链路试验结果表明时间同步误差随环路带宽的变化关系与理论分析一致，最佳环路带宽对应的钟差间接修正环路秒脉冲1σ同步误差约为20 ns，验证了本方法的有效性。在此同步误差条件下，接收端成功地进行扩频伪码的同步和电文解调，实现了卫星导航授时对通信的辅助。

成都市温江区城市绿地不同植物配置下中小型土壤动物群落特征

黄玉梅, 黄胜岚, 张健, 刘盼, 张凯, 王若然, 熊茜

2018, 35 (1): 33-41. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.005

摘要 ( 288 ) HTML ( ) PDF (3266KB) ( 918 )

土壤动物参与自然界的物质循环和能量流动，是土壤肥力的生物学指标之一。研究城市绿地土壤动物群落特征对于客观、全面评价城市绿地生态功能具有重要意义。采用干湿漏斗法对温江区城市绿地4种植物配置下中小型土壤动物的群落特征进行研究。结果如下：4种植物配置共获得中小型土壤动物20 600只，分属19目45科；伪垫刃科和小杆总科为4种植物配置的优势类群；春夏秋3季中小型土壤动物的类群数和个体密度均以草坪高于其他3种植物配置方式，而秋末到整个冬季则以乔-灌-草最高；各种植物配置下，中小型土壤动物个体密度具显著差异（F=3.23，P<0.05），中小型土壤动物优势度指数C及均匀性指数J具极显著差异（F=7.48，P<0.01；F=6.13，P<0.01）；各种植物配置下，中小型土壤动物各功能团的类群数和个体数均为腐食性 > 捕食性 > 植食性 > 杂食性，蜱螨目与弹尾目数量比随时间表现出不同的规律，冬、春季起伏较大，夏、秋季相对平稳。研究表明，城市绿地生态系统中，气候和植物配置是影响土壤动物群落结构的重要因素。在水热条件较差的冬季，复杂的植物配置提供了更丰富的食物和更多样的生境，往往具有更高的土壤动物多样性。

有云大气对AMSR-E传感器各通道微波信号影响的分析

孙川, 宋小宁, 周芳成, 李召良

2018, 35 (1): 42-49. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.006

摘要 ( 405 ) HTML ( ) PDF (2116KB) ( 786 )

被动微波遥感具有较强的穿透云、雾、雨、雪获取地表辐射信息的能力，在有云情况下的地表温度反演中明显优于热红外遥感。但云层和除去云层之外的大气，也会对微波信号有影响。以理论分析和模型模拟相结合的方式研究有云大气对AMSR-E（the advanced microwave scanning radiometer-earth observing system）传感器各通道微波信号的影响。结果表明：6.925和10.65 GHz 2个通道可以忽略有云大气的影响；18.7、23.8、36.5和89 GHz 4个通道必须考虑其影响，且它们可以表示成大气可降水量和云中液态水含量的函数。在此基础上，通过进一步分析，选出18.7、23.8和36.5 GHz 3个通道作为将来构建较高精度的被动微波地表温度反演算法的预选通道。

背景差分与帧间差分相融合的遥感卫星视频运动车辆检测方法

袁益琴, 何国金, 王桂周, 江威, 康金忠

2018, 35 (1): 50-58. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.007

摘要 ( 424 ) HTML ( ) PDF (3648KB) ( 893 )

遥感视频卫星的出现为实时连续对地观测提供了新的契机，为遥感动态监测与目标跟踪提供了新数据源。在分析遥感卫星视频目标检测与传统监控视频目标检测的差异的基础上，阐述现有目标检测算法直接应用到遥感卫星视频上存在的不足，提出一种背景差分与帧间差分相融合的方法并将其应用于遥感卫星视频运动车辆的目标检测中。通过抽取UrtheCast遥感卫星视频的4帧实验图像，分别采用背景差分法、帧间差分法和本文提出的方法对运动车辆进行检测并分析。结果表明，本文提出的方法能够更有效抑制移动的背景边缘和残留噪声干扰，提高检测的正确度和质量，在遥感卫星视频运动目标检测中具有良好的应用潜力。

随机介质场景下的时间反转成像效果分析

常敬明, 金铭, 曾江源, 陈锟山

2018, 35 (1): 59-65. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.008

摘要 ( 485 ) HTML ( ) PDF (2912KB) ( 1053 )

时间反转TR（time-reversal）具有空-时同步聚焦和空间的超分辨率聚焦特性。基于已有随机介质中TR的理论方法，进一步分析随机介质对TR聚焦成像的影响。通过仿真实验，探讨不同光学厚度条件下阵列稀疏化、随机介质位置及随机介质参数对TR聚焦效果的影响。结果表明，随机介质中的多次散射可以提高TR的成像和聚焦能力，达到超分辨的特性。同时，在随机介质场景下，TR成像对所讨论的多种情况体现出良好的容忍度和适应性。

南京市基础教育设施空间结构及其演化

涂唐奇, 陈江龙, 魏也华, 梁其椿, 张英浩

2018, 35 (1): 66-74. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.009

摘要 ( 327 ) HTML ( ) PDF (2211KB) ( 769 )

针对传统的基础教育设施研究偏重数量和静态视角的现状，以2006-2015年南京市8区基础教育设施为研究对象，采用平均最邻近距离法分析空间集聚性、采用核密度法分析空间热点演化、采用社会网络分析方法与拟合模型探讨教育设施分布及联系网络特征，采用重心椭圆方法分析教育质量的变化。结果表明：幼儿园和小学空间集聚性增强，初中和高中则减弱，除初中外平均邻近距离均下降；除高中外各设施高密度区域范围显著扩大，小学大致呈单核结构扩张，初中呈双核向三核转变的趋势，幼儿园在江宁区形成新极核；名校设立分校的教育联系网络发展的空间差异总体呈先升后降趋势，优质教育设施区位选择受行政界线制约的程度先增后减；教育质量的重心总体先向北后向西移动，高质区域总体呈扩大趋势，但主要仍集中于鼓楼区。基于以上研究结论，提出完善教育设施规划的建议。

深度卷积神经网络在迁移学习模式下的SAR目标识别

李松, 魏中浩, 张冰尘, 洪文

2018, 35 (1): 75-83. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.010

摘要 ( 916 ) HTML ( ) PDF (3383KB) ( 1629 )

合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）自动目标识别过程主要包括目标特征提取和分类器训练两个步骤。提出一种基于深度卷积神经网络（deep convolutional neural networks，DNNs）的SAR自动目标识别方法，使用一类优化的DNNs网络结构对SAR图像目标进行分类训练。该网络结构自动提取目标类别特征，避免人工预选取特征方法带来的不标准性。在DNNs网络模型训练过程中引入迁移学习的概念，以防止结果陷入局部最优解和加快模型参数的训练。最后使用美国运动和静止目标获取与识别MSTAR数据集进行试验，给出该方法与其他分类方法结果的对比，证明其取得较高的分类正确率。

基于稀疏求解的改进PCA方法在SAR目标识别中的应用

肖垚, 刘畅

2018, 35 (1): 84-88. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.011

摘要 ( 326 ) HTML ( ) PDF (1853KB) ( 623 )

针对实际军事情况下车辆目标为非合作目标，提出改进的主成分分析方法（IPCA）。它首先利用稀疏求解方法得到与测试样本最相关的部分训练样本以及它们对测试样本的表示系数。然后结合主成分分析（PCA）得到最优投影矩阵，使投影后不同测试样本能更好地利用训练样本信息进行分类。利用美国运动和静止目标获取与识别数据库中3类目标进行识别实验，结果表明基于改进的PCA方法比传统的PCA方法能够得到更高的识别率，并对稀疏方位角训练样本有更好的鲁棒性。

基于特征筛选和二级分类的极化SAR建筑提取算法

张妙然, 刘畅

2018, 35 (1): 89-95. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.012

摘要 ( 361 ) HTML ( ) PDF (2786KB) ( 653 )

提出一种基于特征筛选和二级分类的建筑提取算法。该算法首先对极化SAR数据进行精致Lee滤波，获取多维极化特征和纹理特征构成原始特征集；然后将随机森林作为初级分类器评估各特征的重要性，依据重要性排名进行特征筛选；最后通过支持向量机对特征子集进行次级分类，并用邻域投票法将两级分类结果融合。AIRSAR极化数据实验结果表明，本算法可有效提高极化SAR建筑提取准确率。

基于双频共轭的外辐射源雷达多普勒徙动的解决方法

张丹, 吕晓德, 李道京, 杨鹏程, 柴致海

2018, 35 (1): 96-101. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.013

摘要 ( 327 ) HTML ( ) PDF (2297KB) ( 611 )

长时间相参积累是外辐射源雷达提高目标增益的主要方法。然而，在信号积累的过程中，由于外辐射源雷达双基构型下目标切向运动状态的影响，目标出现多普勒单元徙动，严重影响目标增益，降低目标探测距离。在外辐射源雷达双基构型的基础上，分析运动目标出现多普勒徙动问题成因，首次引入双频共轭算法。此方法使合成信号的等效波长大大增长，实现了多普勒二次项调频率趋于零，从而解决多普勒徙动问题。同时，提出压缩方位向信号重频的改进方式，进一步改善了双频共轭处理微弱目标的能力。该算法具有实现简单、计算量小，可应用于多目标场景的优势。仿真和实测数据表明，该算法可以解决运动目标检测中出现的多普勒徙动问题，提高目标信噪比。

基于光谱纹理特征融合和神经网络的地表发射率获取方法

徐开发, 雷斌, 张月婷

2018, 35 (1): 102-108. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.014

摘要 ( 253 ) HTML ( ) PDF (2512KB) ( 495 )

地表发射率是热红外遥感中最为关键的参数之一，在热红外遥感的定量化研究、地表能量平衡和地物填图等领域起着重要作用。但是，从热红外遥感数据反演地表发射率需要求解病态方程。提出一种基于神经网络模型逐像元获取地表发射率的方法。该方法基于MODIS 可见光通道的反射率数据提取纹理特征，将纹理信息和可见光光谱信息进行融合作为神经网络的输入特征，发射率作为输出。获取的地表发射率结果和MODIS的标准发射率产品对比，平均误差为0.002。该方法直接建立地表发射率和地表反射率的关系，为单通道热红外卫星精确获取地表温度和发射率提供依据和可能。

一种基于long short-term memory的唇语识别方法

马宁, 田国栋, 周曦

2018, 35 (1): 109-117. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.015

摘要 ( 479 ) HTML ( ) PDF (3814KB) ( 1193 )

唇动视觉信息是说话内容的重要载体。受嘴唇外观、背景信息和说话习惯等影响，即使说话者说相同的内容，唇动视觉信息也会相差很大。为解决唇语视觉信息多样性的问题，提出一种基于long short-term memory（LSTM）的新的唇语识别方法。以往大多数的方法从嘴唇外表信息入手。本方法用嘴唇关键点坐标描述嘴唇形变信息作为唇语视频的特征，它具有类内一致性和类间区分性的特点。然后利用LSTM对特征进行时序编码，它能学习具有区分性和泛化性的空间-时序特征。在公开的唇语数据集GRID、MIRACL-VC和OuluVS上对本方法做了针对分割的单词或短语的说话者独立的唇语识别评估。在GRID和MIRACL-VC上，本方法的准确率比传统方法至少高30%；在OuluVS上，本方法的准确率接近于最优结果。以上实验结果表明，本文提出的基于LSTM的唇语识别方法有效地解决了唇语视觉信息多样性的问题。

非连续变形分析中方程组的并行化求解方法

肖云帆, 肖俊, 缪青海, 王颖

2018, 35 (1): 118-125. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.016

摘要 ( 193 ) HTML ( ) PDF (2712KB) ( 853 )

非连续变形分析是针对非连续介质的数值计算方法。该方法存在计算效率较低的问题，而方程组求解是瓶颈。研究非连续变形分析在不同的计算条件下，选择不同的方程组求解方法可获得的计算效率。基于OpenMP与CUDA分别并行实现Jacobi迭代法与Jacobi预处理共轭梯度法，分析问题规模、计算时步长、块体接触关系对方程组求解效率的影响。通过算例测试，获得不同条件下选择方程组求解方法的经验公式，可有效指导非连续变形分析的并行方案设计。

超密集网络中基于多连接的用户归属和功率控制联合优化

张剑, 邱玲, 陈正

2018, 35 (1): 126-130. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.017

摘要 ( 251 ) HTML ( ) PDF (2161KB) ( 588 )

超密集网络是第五代移动通信系统提升容量的关键技术之一。针对基站密集部署场景，考虑用户基于多连接用户归属方式接入多个基站，以充分利用基站资源。为进一步提高用户吞吐量，研究多连接场景下的用户归属与功率控制策略。从兼顾系统吞吐量与用户公平性角度出发，将问题建模成对数速率最大化问题。通过将优化问题分解为用户归属和功率控制两个子问题，得出一种高效的次优解法。仿真结果表明所提算法在系统吞吐量上较已有算法具有明显的增益。

基于深度学习的微博用户自杀风险预测

田玮, 朱廷劭

2018, 35 (1): 131-136. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.018

摘要 ( 511 ) HTML ( ) PDF (1797KB) ( 2204 )

随着互联网的发展，越来越多的人在社交网络表达自己的情感，其中包括自杀意愿，这就为自杀预防创造了新机遇。如果自杀风险可以利用微博进行自动识别，就可以为自杀预防工作开辟新方向。本文立足于使用深度学习建立社交媒体自杀识别器，探讨通过社交平台实时评估个体用户自杀可能性。为验证这种算法模型的有效性，对算法所使用的关键词属性进行统计学分析，并与另外两种算法模型的预测结果进行比较。实验结果表明基于深度学习的算法模型可更有效地对微博用户的自杀风险进行预测。

一种用于可见光通信的自适应OFDM系统设计与实验

蔡少阳, 陈力, 王卫东

2018, 35 (1): 137-143. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.01.019

摘要 ( 388 ) HTML ( ) PDF (2859KB) ( 690 )

可见光通信（visible light communication，VLC）作为一种新兴的无线通信技术，是目前针对无线频谱资源紧张的有效解决方案之一。根据VLC接收机电域接收信噪比的频域包络不变特性，提出一种低复杂度的自适应正交频分复用链路设计方案，并进行实验验证。结果表明，与已有的自适应等比特传输方案相比，本设计方法更好地利用了无线光信道的带宽资源，传输速率和BER性能等指标有明显提升。

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