中国科学院大学学报

基于角度的分类方法综述

付盛, 薛原, 张三国

2019, 36 (3): 289-298. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.001

统计分类问题经常出现在很多应用中，如人脸识别、欺诈检测和手写字符识别等。对有监督分类问题的统计方法进行综述。特别地，介绍基于角度的分类结构，将二分类与多分类问题纳入一个统一的框架中。讨论基于角度分类器的若干新变体，如稳健学习和加权学习。此外，还指出这些分类器关于Fisher相合性的若干理论结果。

HP³中共形极小曲面的几何

高紫娟, 焦晓祥

2019, 36 (3): 299-310. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.002

摘要 ( 273 ) HTML ( ) PDF (789KB) ( 505 )

通过扭映射π：CP⁷→HP³构造出HP³中曲率为4/7，4/19，4/27的6个共形极小二维球面的例子.由于扭映射π：CP²ⁿ⁺¹→HPⁿ给出了CP²ⁿ⁺¹的水平极小曲面与HPⁿ中极小曲面的一个自然等同，利用Bolton等得出的在CPⁿ中常曲率共形极小二维球面的结论，根据CHEN Xiaodong和JIAO Xiaoxiang给出的HPⁿ中常曲率共形极小二维球面的一般方法，构造出HPⁿ中的共形极小曲面的例子.

一类具有强奇性的矩阵型偏微分方程的正解的存在性

双震, 孙义静

2019, 36 (3): 311-319. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.003

摘要 ( 319 ) HTML ( ) PDF (776KB) ( 376 )

研究矩阵型强奇异偏微分方程

其中，Ω⊂Rⁿ是有界开集，M（x）是定义在Ω上的实对称矩阵，-p<-1，0 < q < 1，λ>0是参数，f（x）∈L¹（Ω），f（x）>0 a.e.in Ω。证明，如果存在u₀ ∈H₀¹（Ω）满足∫_Ωf（x）|u₀|^1-pdx <+∞，则对任意的λ>0上述方程都有正H₀¹-解，即慢速解。我们注意到，对于奇异方程，古典解即C²（Ω）∩C（Ω）解不一定是H₀¹（Ω）解。

展向磁场作用下液态金属GaInSn多层膜流实验研究

齐天煜, 阳倦成, 倪明玖

2019, 36 (3): 320-325. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.004

摘要 ( 221 ) HTML ( ) PDF (5754KB) ( 479 )

研究在展向磁场作用下，液态金属GaInSn膜流在有机玻璃方腔多层通道中的流动特性。实验首次采用3台激光轮廓测量仪同时捕捉3个位置的液膜表面2D轮廓变化，实现液膜厚度测量。研究结果表明：在有机玻璃通道内，液膜表面波动随流动雷诺数的增大而明显增加；引入的展向磁场有效地抑制沿磁场方向的表面波动，而对沿流向的波动影响较小。在液膜平均厚度变化方面，随磁场的增强，液膜厚度在较小雷诺数时减小，在中等雷诺数时先减小后增大，在大雷诺数时单调增大。同时，磁场对流动的阻碍作用在大雷诺数下表现得较为明显。相比单层膜流实验结果，多层膜流装置有效地改善膜流铺展性，更易实现在表面的大面积铺展。

基于LAMOST对银河系晕星轨道偏心率的研究

刘帅, 杜翠花

2019, 36 (3): 326-330. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.005

摘要 ( 235 ) HTML ( ) PDF (2228KB) ( 376 )

基于LAMOST的A/F/G/K型巨星样本，通过空间分布和金属丰度分布挑选晕星样本并进一步研究银河系晕星的轨道偏心率。研究发现：在距离银盘5~15 kpc的范围内，晕星的偏心率峰值均在0.8左右，并不随距离的增大而改变，但垂直距离越大时峰值处晕星所占比也越大。在5 <|z|<25 kpc的范围内，内晕星和外晕星在偏心率的分布上有明显的差异：内晕星偏心率的峰值在0.65左右，分布较为弥散；而外晕星偏心率的峰值在0.8左右，大部分集中在e>0.6的区域。这些不同的运动学特征反映了内外晕的形成机制不同。

不同卫星反演的大气CO₂浓度差异时空特征分析

吴长江, 雷莉萍, 曾招城

2019, 36 (3): 331-337. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.006

摘要 ( 293 ) HTML ( ) PDF (9349KB) ( 613 )

定量化分析不同遥感观测卫星所反演的大气CO₂浓度之间的差异，对于利用卫星遥感数据准确揭示全球大气CO₂浓度的时空变化特征具有重要的参考价值。利用CarbonTracker模型模拟的大气CO₂廓线数据对SCIAMACHY、GOSAT和OCO-2卫星反演的大气CO₂柱浓度数据进行校正，并通过计算卫星校正前后的差值分析不同卫星观测平台对大气廓线的响应差异。同时比较分析不同时空尺度的各卫星观测所刻画的大气CO₂柱浓度变化的差异。实验结果表明，SCIAMACHY的差值明显大于其他2颗卫星，且在低纬度和高纬度区域分别显示（-0.25±0.15）×10^-6和（-0.38±0.25）×10^-6的浓度差异。消除这些差异后，3颗卫星的CO₂柱浓度观测数据显示相似的季节变化、年变化特征以及相似的空间分布规律。研究结果表明，模型模拟数据可用来整合这3颗卫星由于观测仪器响应和时空尺度不同所引起的大气CO₂柱浓度数据间的差异。

福建省沿海村镇发展分异特征与模式识别——以东山县为例

陈希冀, 郭青海, 肖黎姗, 朱玲, 李明峰, 杨德伟

2019, 36 (3): 338-346. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.007

摘要 ( 213 ) HTML ( ) PDF (4179KB) ( 471 )

经济开放与快速城镇化对村镇地区产生深远影响，已有研究在宏观尺度上对村镇产业类型和城乡关系展开探讨。基于村域尺度的微观研究，有利于揭示行政村实际特征和要素差异，从而识别村镇发展模式并形成参考意见。以福建省沿海村镇东山县60个行政村为实证研究对象，通过亮点分析法区分亮点村与一般村，选取社会经济与地理指标构建多元回归模型，分析村际发展分异要素及影响程度。结果表明，东山县村际发展差异与地理区位、人口、产业发展、财政制度等要素有关联，其中海岸可达性、距县城距离、外出务工人口、渔业产值、人均财政支出对亮点村有显著性影响。东山县亮点村形成了两类发展模式：一类是城镇化影响下非农产业多元发展的"城镇化带动型"；另一类是依托海洋资源，以海洋渔业及其附加产业为主导的"特色产业发展型"。在这两类发展模式下城镇化村和新型渔（农）村正在形成。从微观视角研究东山县村镇发展模式的特征与不足，并探讨福建省在多要素作用下产生的多样化村镇发展模式的共性和差异性。结果可为沿海地区村镇结合自身优势条件因地制宜选择发展措施提供科学依据。

道路网络对景观生态风险的影响——以“中国-中南半岛经济走廊”为例

毕恺艺, 牛铮, 黄妮, 寇培颖

2019, 36 (3): 347-353. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.008

摘要 ( 321 ) HTML ( ) PDF (9635KB) ( 436 )

以"中国-中南半岛经济走廊"为研究区，在地理信息系统的支持下，通过分析道路网络和景观生态风险的空间分布特征，探究道路网络对景观生态风险的影响。结果表明：道路网络对景观格局的影响与景观类型关系密切，其中不透水层受道路网络的影响最显著；景观生态风险呈现出明显的空间异质性，中国和泰国部分的景观生态风险相对较高；道路网络和景观生态风险存在一定的相关性，随着道路网络密度和等级的增加，景观生态风险呈现上升趋势。因此，针对不同区域和景观类型应制定相应的道路建设和规划策略。

结合质量控制的震后房屋倒塌众包评估模型

贾莹玉, 刘士彬, 段建波, 谢帅

2019, 36 (3): 354-362. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.009

摘要 ( 221 ) HTML ( ) PDF (21792KB) ( 276 )

在遥感灾害评估领域，众包可用于集合网络大众的智慧完成灾情评估任务，但在现实的众包平台中存在着工作者的答案质量不够可靠的问题。提出一种新型的结合质量控制的震后房屋倒塌众包评估模型。以玉树地震为例搭建众包平台，对收集到的数据，首先使用黄金数据和一致性检验方法过滤掉低质量的数据，随后根据提出的房屋倒塌众包模型得到可靠的灾情解译结果。实验结果显示，质量控制前后，试验区房屋倒塌评估精度分别为70.59%和85.29%，表明本文提出的评估模型有效地提高了众包灾情解译的准确度，可在震后初期提供可信度较高的遥感目视解译结果。

地球椭球模型中太阳位置计算的改进

李文, 赵永超

2019, 36 (3): 363-375. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.010

摘要 ( 320 ) HTML ( ) PDF (8326KB) ( 612 )

准确高效的太阳位置计算在遥感辐射定标、太阳能获取等多个领域具有重要应用价值。针对传统太阳赤纬角算法对不同年份数据差异考虑不足的问题，采用数值拟合法提出适用于不同年份的改进公式。根据误差曲线所呈现的周期性，采用傅里叶展开法提出以4年为周期的赤纬角改进算法，并推导出地球椭球模型下的太阳高度角公式。蒙气差影响太阳位置观测与计算。针对传统蒙气差算法在低仰角下误差较大的问题，提出0°~30°仰角下蒙气差的改进公式。把改进算法与相应的传统算法进行误差对比，结果表明，改进算法在太阳赤纬角、太阳高度角、低仰角下蒙气差计算的误差均明显降低，计算过程简单高效，符合相关工程项目应用需求。

电离层色散效应对星载SAR成像的影响

田东, 禹卫东

2019, 36 (3): 376-384. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.011

摘要 ( 325 ) HTML ( ) PDF (20357KB) ( 583 )

SAR信号传播过程中受到电离层色散效应的影响，不同频率的信号传播速度会出现差异。对于宽带线性调频信号，色散效应导致SAR信号产生传播时延，引入附加的超前相位。通过时域仿真方法仿真并分析不同载频、不同带宽、不同电离层TEC值和不同方位分辨率条件下，电离层色散效应对SAR成像的影响。结果表明电离层色散效应造成SAR图像距离向偏移、旁瓣升高和脉冲展宽等问题。P波段和L波段受电离层色散效应影响较为明显。C波段和X波段高分辨率星载SAR，信号带宽载频比值较大时，电离层色散效应的影响导致成像质量下降。

一种基于图割的机载LiDAR单木识别方法

王濮, 邢艳秋, 王成, 习晓环

2019, 36 (3): 385-391. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.012

摘要 ( 376 ) HTML ( ) PDF (18250KB) ( 560 )

针对现有机载激光雷达（light detection and ranging，lidar）数据单木分割算法在密集林区中探测精度较低的问题，结合林木冠层空间结构分层的特点，提出一种从机载点云数据直接分离单木的方法。首先，对原始点云数据进行去噪、滤波、高程归一化；然后基于冠层高度模型（canopy height model，chm）计算局部最大值以确定冠层表面的明显树顶，以此作为单木位置的先验知识，继而采用归一化割（normalized cut，Ncut）方法实现冠层的初始分割；最后，以全局最大值代替局部最大值，并将冠层形状、冠层最小点数作为约束条件，再次利用Ncut方法完成对漏检单木的探测，进而实现单木的精确探测。实验结果表明，针对密集林区的单木分割，本方法有效地减少了漏识单木，整体精度达90%以上，将有助于单木三维结构定量描述及参数反演。

激光雷达回波强度数据辐射特性分析

杜松, 李晓辉, 刘照言, 陈育伟, 王震, 唐伶俐, 贺文静

2019, 36 (3): 392-400. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.013

摘要 ( 436 ) HTML ( ) PDF (5148KB) ( 957 )

激光雷达回波强度数据记录表征地物目标辐射特性的信息。利用该数据进行地物目标提取以及遥感定量化应用，逐渐成为激光雷达技术领域的研究热点。从激光雷达辐射传输机理出发，构建具有明确物理意义的激光雷达回波强度数据辐射传输机理方程；基于该方程，系统地探讨和分析激光雷达回波强度数据的辐射特征和关键影响因素；利用搭建的激光雷达实验平台对激光雷达辐射特性进行验证和讨论。本研究为开展激光雷达辐射定标、地物分类和各种定量化应用提供必要的理论依据和技术支持。

基于显著性的SAR图像船舶目标检测方法

闫成章, 刘畅

2019, 36 (3): 401-409. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.014

摘要 ( 350 ) HTML ( ) PDF (8654KB) ( 576 )

船舶检测是SAR海洋应用的重要方面。提出一种通用的检测方法，用以检测不同状况下的SAR图像船舶目标。首先将SAR图像分解为金字塔图像序列，然后对其中每一层图像使用谱残差法进行显著性检测，得到包含船舶目标的显著性子图；而后融合各子图得到最终显著图，对该显著图应用优化阈值的分割方法得到最终的检测结果。SAR数据实验结果表明，该方法具有复杂度低、检测精度高等特点，且极大降低了对先验知识的依赖。

一种改进的基于峭度指标的FastICA算法

孟令博, 耿修瑞, 杨炜暾

2019, 36 (3): 410-416. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.015

摘要 ( 263 ) HTML ( ) PDF (8581KB) ( 314 )

基于峭度指标的FastICA算法具有较快的收敛速度和较高的计算效率，被广泛应用于多光谱图像的特征提取。经典的FastICA算法基于固定点迭代法得到图像的各个独立成分，在迭代过程中，每一个独立成分的求解都需要所有像元的参与。因此，当数据量较大或图像中像元较多时，FastICA的计算量很大，此时它的速度优势就会大打折扣。遥感数据一般都具有较大的尺寸，因此如何将FastICA直接应用于遥感数据，是一个具有实际意义的问题。通过引入多光谱图像协峭度张量的概念，将FastICA的固定点迭代问题转化为代数形式的张量计算，避免每次迭代过程中需所有像元参与的缺陷，因而大大降低计算复杂度。多光谱图像实验结果表明，该算法明显快于传统的基于峭度指标的FastICA算法。

小麦炭化过程中质量和颜色变化的实验模拟

苏鑫, 李玉梅, 谷永建

2019, 36 (3): 417-424. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.016

摘要 ( 228 ) HTML ( ) PDF (14099KB) ( 397 )

小麦遗存是研究早期人类粮食种类的重要植物考古材料。出土的小麦遗存大多数都已经炭化，但对于炭化的环境和条件尚不清楚。通过室内炭化实验在不同温度条件下对现代小麦进行烘烤，研究小麦的质量、表面颜色和粉末颜色随时间的变化来揭示小麦遗存形成的炭化条件。200 ℃以下的小麦质量和颜色变化较小，250 ℃及以上小麦的质量和颜色变化较大，且有内容物溢出。在200 ℃以下小麦的质量变化主要由于失水造成，而250 ℃以上的质量变化，不仅有水分的失去还有大量有机物、无机物等的失去。在不同的温度条件下，小麦的表面颜色与粉末颜色的L^*值（亮度或者白度）变化几乎同步，两者的a^*值（红-绿彩度）和b^*值（黄-蓝彩度）变化不同步，但a^*值和b^*值的变化趋势相似。虽然样品起始时表面颜色和粉末颜色的值不同，当小麦完全炭化后，表面颜色和粉末颜色的值几乎相同。实验模拟结果表明不同的温度下小麦炭化的质量损失量、颜色变化不同，为理解炭化小麦形成的条件提供一定的参考信息。

社交网络关键节点检测的积极效应问题

王新栋, 于华, 江成

2019, 36 (3): 425-432. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.03.017

摘要 ( 272 ) HTML ( ) PDF (3121KB) ( 460 )

在社交网络中，识别有影响力的关键节点对于调控网络至关重要，是网络科学最前沿热点的研究内容。然而，现有方法大多基于局部特征进行求解，缺乏对网络整体结构的建模。为有效地解决这个问题，针对社交网络关键节点检测积极效应问题KPP-POS（key player problem positive），在KPP-POS的检测指标D_R的基础上，建立关键节点积极效应模型的0-1整数线性规划模型（0-1 integer linear programming key players problem positive effects model，IP-KPP-POS），进而提出一种计算复杂度较低且精确度较高的局部搜索启发式算法。最后通过多种人造网络和真实网络的实验分析，验证IP-KPP-POS模型在解决社交网络关键节点检测积极效应问题上的正确性和有效性。

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