中国科学院大学学报

张紫涵, 崔慧娟, 闫清波, 苏刚

2019, 36 (6): 721-728. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.001

摘要 ( 334 ) HTML ( ) PDF (15540KB) ( 921 )

石墨二炔是近年实验上成功合成的一种新型二维碳材料，具有独特的结构、丰富的化学键和电子性质，拥有巨大的应用潜力。使用基于密度泛函理论的第一性原理方法，系统研究硅、锗、硼、氮、磷单元素替位掺杂的石墨二炔以及硼-氮、硼-磷双元素共掺杂的石墨二炔的电子结构。发现硅、锗掺杂的石墨二炔和硼-氮、硼-磷共掺杂的石墨二炔依然是半导体，带隙大小在0.004~0.49 eV；而硼、氮、磷掺杂的石墨二炔都变成了金属。本研究可为实验上通过掺杂手段调节石墨二炔的带隙和费米面位置提供理论依据。

高能电子-质子碰撞中重夸克偶素的遍举产生

王晨, 陈自强, 乔从丰

2019, 36 (6): 729-735. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.002

摘要 ( 388 ) HTML ( ) PDF (2581KB) ( 770 )

夸克偶素产生和衰变研究对深入了解量子色动力学（QCD），研究夸克偶素，甚至探索其他高能相互作用和微观粒子的性质都具有重要意义。计算重夸克偶素在电子-质子高能碰撞中的遍举产生，发现它能为探究质子部分子的分布结构，验证非相对论量子色动力学，精确检验微扰QCD的适用范围提供有益的帮助。在共线因子化框架下，计算给出QCD领头阶重夸克偶素遍举产生的振幅和截面的解析结果，并以HERA实验为例，唯象分析HERA实验条件下J/ψ和Υ遍举产生截面随Q²和W_γp的变化规律，与实验结果进行比对。还讨论了能标和重夸克质量不确定性带来的理论分析误差。

波状粗糙壁模型流动的壁面热流和阻力关联关系的数值研究

李玉川, 鲍麟

2019, 36 (6): 736-744. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.003

摘要 ( 259 ) HTML ( ) PDF (3980KB) ( 707 )

微粗糙壁面上高速气流的流动和传热特性是当前关注的问题。以半无穷长正弦波状板作为微粗糙壁面模型，使用OpenFOAM程序，数值研究不同来流参数和不同波幅的正弦波状板流动。结果表明，在波状壁流动中，壁面热流系数C_Q与总阻力系数C_D呈现出直接关联，C_Q/C_D是表征粗糙壁流动与传热特性的关键参数。对于附着型流动，C_Q/C_D仅取决于粗糙度与边界层厚度之比，即等效粗糙度h；而流动产生分离后，C_Q/C_D不再随粗糙度变化，仅与波状板相似变化后的位置参量有关。

时间矩阵乘积态理论及其应用

彭程, 冉仕举

2019, 36 (6): 745-751. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.004

摘要 ( 406 ) HTML ( ) PDF (4530KB) ( 818 )

提出一种有效地刻画二维或高维量子临界系统的时间矩阵乘积态理论。利用数值重整化群，建立实空间矩阵乘积态与时间矩阵乘积态在描述高维量子多体系统的基态纠缠熵与关联长度两方面的等价性。在蜂窝状六角格子上的自旋1/2各向异性海森堡反铁磁模型中观察到两种不同类型的时间矩阵乘积态纠缠熵标度行为，还在kagome格子上的自旋1/2各向同性海森堡反铁磁体中观察到时间矩阵乘积态纠缠熵的对数型发散行为。这意味着高维量子系统的临界性有可能通过建立在一维时间矩阵乘积态基础上的（1+1）维共形场论来描述。

新型水溶性AgBiS₂纳米颗粒在光热、放射治疗与活体成像中的应用

陈一伟, 彭爱东

2019, 36 (6): 752-759. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.005

摘要 ( 377 ) HTML ( ) PDF (10433KB) ( 685 )

贵金属纳米材料与高Z元素纳米材料都是生物无机材料领域的重要研究对象，而同时包含两者的三元硫化物AgBiS₂纳米颗粒是首次被用于生物医疗领域。制备一种经PEG修饰的水溶性AgBiS₂纳米颗粒，并通过体外测试、细胞实验以及小鼠活体成像，证明该材料具有良好的光热杀伤、放疗增敏产生ROS与DNA损伤以及光声与CT成像能力。

“梯度”在中国生态学中的使用考辨

崔骁勇, 杨以宁

2019, 36 (6): 760-765. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.006

摘要 ( 293 ) HTML ( ) PDF (2649KB) ( 602 )

科学交流需要清晰的概念。"梯度"一词是中国生态学迅猛发展过程中引入的新概念，其含义与在其他学科中有所不同，导致了使用上的混乱。对该术语的原意、在中国生态学中的引入和误用进行系统分析，剖析造成误用的原因，并提出解决的方案。

坦桑尼亚县域与城乡交通通达水平空间格局特征

张家旗, 陈爽, 高群, ISMAEL A. Kimirei

2019, 36 (6): 766-773. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.007

摘要 ( 298 ) HTML ( ) PDF (8159KB) ( 695 )

坦桑尼亚是"一带一路"倡议通向非洲、辐射非洲内陆的重要门户，它在快速城市化过程中面临交通基础设施严重短缺问题。基于坦桑尼亚公路、铁路、机场、港口、人口和城市分布数据，运用GIS空间分析技术，结合交通通达指数模型，从县域与城乡两个层面对坦桑尼亚交通通达水平的空间格局特征进行定量分析。研究发现：1）坦桑尼亚县域交通通达水平空间分布极不均衡，高值连片区主要位于东北沿海和维多利亚湖沿岸，低值连片区主要位于中央铁路线中段以北、中央铁路线南部的广大地区；2）受地理区位、资源禀赋、殖民历史、政府政策等影响，城市与乡村地区之间的交通通达水平差异十分显著。研究结果有助于坦桑尼亚制定区域交通发展政策和优化资源配置，同时对中-坦产业精准对接和产能转移具有一定的促进意义。

新疆县域城镇化时空格局演变特征及影响因素

李建刚, 雷军, 段祖亮, 杨振

2019, 36 (6): 774-783. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.008

摘要 ( 383 ) HTML ( ) PDF (8470KB) ( 704 )

综合运用变异系数、多元回归、地理探测器研究方法，分析2000-2015年新疆县域城镇化时空格局演变特征及影响因素。研究表明：1）新疆县域城镇化率不断提高，年均增加0.89个百分点，其中40.96%的县（市）城镇化水平年均增长幅度介于0~0.5%之间；2）新疆县域城镇化空间分异有较大变化，从2000年以初期城镇化为主的面状分布转向2015年以初期、中期城镇化为主的集中-交错分布；3）经济发展水平、就业结构、公共服务水平、地理区位等对新疆县域城镇化空间分异存在较显著的影响。市场经济发展与就业结构的转变是驱动新疆县域城镇化快速发展的重要因子，以政府为主导自上而下的政策措施对城镇化发展的驱动作用有所减弱，目前城镇化发展主要受到就业能力、收入水平、人口集聚和公共基础服务等多因子交互作用。

太湖富营养化水体比辐射率测量及MODIS水体温度反演应用

阎福礼, 林亚森, 王世新, 周艺

2019, 36 (6): 784-793. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.009

摘要 ( 372 ) HTML ( ) PDF (18825KB) ( 464 )

比辐射率是遥感温度反演的重要参数，水体成分变化会改变水体热辐射物理性质，对比辐射率造成影响。目前研究水体成分对水体比辐射率影响的研究比较缺乏。利用搭配PIKE积分球的Nicolet iS50傅里叶红外光谱仪测定不同浓度浮游藻类、悬浮物对水体比辐射率的影响，提出一种二类水体比辐射率的计算模型，基于该公式计算MODIS影像在分裂窗算法中的比辐射率响应与太湖表面温度，并进行空间分析与精度评价。实验结果表明：蓝藻与悬浮物对水体比辐射率都有影响，悬浮物影响更显著；在综合考虑叶绿素a和悬浮物的条件下，与传统水温反演结果相比，偏差最大可达1.21 ℃；在较低浓度的悬浮颗粒物条件下，浮游藻类叶绿素a浓度对温度反演的最大偏差达0.86 ℃，在较低浮游藻类叶绿素a浓度条件下，悬浮颗粒物浓度对温度反演的最大偏差达0.98 ℃。真实性检验结果表明，蓝藻和悬浮物浓度对温度反演的最大影响值达到0.78 ℃，多数验证点的影响值在0.53~0.78 ℃之间。研究表明，引入蓝藻与悬浮物浓度的比辐射率校正函数能够有效降低水体表面温度的遥感反演误差。

基于Sentinel-1/2的水体提取方法对比研究——以斯里兰卡小型水体为例

周晗, 叶虎平, 魏显虎, 张宗科, 王法溧, 齐永菊, 马建如

2019, 36 (6): 794-802. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.010

摘要 ( 419 ) HTML ( ) PDF (37053KB) ( 786 )

地表水面精确提取是研究地表水质和水量变化的重要基础。斯里兰卡是"21世纪海上丝绸之路"的重要参与国，年降雨量丰富，但时空分布不均，斯里兰卡人民长期用水困难，研究斯里兰卡地表水体有助于斯里兰卡民生问题的解决。斯里兰卡国内散布着大量的小型水库和坑塘，这些小面积水体易受周边环境因素影响而提取困难。基于2017年7月斯里兰卡中东部地区的哨兵（Sentinel）1/2号卫星影像，对比分析单波段法、水体指数法和监督分类等水体提取方法的精度和存在的问题。结果表明，归一化水体指数法NDWI的准确率最高，分类精度达94%。

海南东寨港海底村庄遗址遥感观测与分析

李志新, 王心源, 刘传胜, 骆磊

2019, 36 (6): 803-809. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.011

摘要 ( 262 ) HTML ( ) PDF (22234KB) ( 460 )

利用高精度的无人机遥感正射影像、数字高程模型、Landsat8卫星遥感影像以及野外实地观测数据，以空间考古学方法为主要手段，研究海南东寨港海底村庄遗址的空间分布、现存状态及其演变规律。研究结果如下：1）海底村庄遗址均匀分布在东寨河古河道两侧。2）海底村庄遗址处于陆海相互作用的前沿地带，地质构造条件不稳定，遗址受潮汐、波浪、地面下沉和人类影响较为严重，部分已经沉陷到海面以下，部分只有在退潮后才会露出。3）林市村附近的海底村庄遗址受地震断裂影响将继续下沉。遗址中间部分已被潮水涨落冲刷殆尽，被冲刷面积约为1 871.5 m²，占遗址总面积的31.5%。

兰家沟钼矿成矿热力学参数研究

郭洋, 刘立东, 褚少雄, 李永兵, 闫全人, 石耀霖

2019, 36 (6): 810-816. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.012

摘要 ( 296 ) HTML ( ) PDF (5625KB) ( 689 )

成矿热力学参数是矿床成因研究的重要内容，共生的矿物必然能共同反映其形成时的成矿热力学环境。基于此，通过分析兰家沟钼矿不同成矿阶段的矿物共生组合，利用流体包裹体测定不同成矿阶段的成矿温度和压力范围，并基于热力学计算获得不同成矿阶段的矿物共生组合相图，进而得到兰家沟钼矿床3个成矿阶段的成矿热力学参数。在石英斑晶阶段，氧逸度的区间范围为10^-40~10^-25，硫逸度的区间范围为10^-40~10^-5。在斑岩型矿化阶段，pH值为6.9~6.1，氧化还原电位在-1.3~0.3 V。在石英大脉型矿化阶段，氧逸度应小于10^-13，硫逸度为10^-14~10^-6，矿床的成矿环境属于弱还原环境。这些研究结果有助于对兰家沟钼矿成矿环境的认识。

基于虚拟地球的电离层电子密度时空多维可视化方法

郭长顺, 范湘涛, 谭剑, 詹勤, 亢叙杰

2019, 36 (6): 817-824. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.013

摘要 ( 421 ) HTML ( ) PDF (15235KB) ( 481 )

针对多维多时相电离层电子密度数据在Web环境中传输困难而无法满足实时可视化需求以及传统面绘制方法无法反映原始数据场全貌的问题，从电离层电子密度源数据处理出发，使用视频压缩编码方法，实现时间序列数据的高效传输；借助WebGL可编程渲染管道，提出基于GPU加速的电离层电子密度光线投射体绘制方法，并采用自适应步长采样和早期光线终止法，提高可视化质量与体绘制效率；最后，基于开源虚拟地球平台Cesium，实现电离层电子密度的多层动态交互式可视化，验证所提方法的可行性和有效性，为电离层电子密度的科学可视化和辅助研究提供技术支持。

面向蜂窝物联网的RB动态预分配调度方案

金叶奇, 郑敏, 谭冲, 刘洪

2019, 36 (6): 825-831. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.014

摘要 ( 348 ) HTML ( ) PDF (4103KB) ( 581 )

针对动态调度普遍存在的高信令开销问题，结合蜂窝物联网机器业务特点应用LTE半静态调度思想，提出一种资源块（resource block，RB）的动态预分配模型并设计相应的调度算法。利用设备缓冲区结合预分配参数代替传统授权调度，在低控制信道使用率和时延约束下，为业务动态分配RB数减少了资源浪费。仿真表明，算法降低了调度信令开销，控制信道有限下的时延满意度和业务信道利用率均优于动态和半静态调度算法。

基于Duffing混沌振子的短波3G-ALE信号多通道检测方法

吴培培, 张旻, 史英春

2019, 36 (6): 832-838. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.015

摘要 ( 304 ) HTML ( ) PDF (4310KB) ( 534 )

在非合作通信对抗方实施短波3G-ALE信号的检测时，由于低信噪比、载频频偏等不利因素，传统方法检测性能不佳，提出一种基于Duffing混沌振子的多通道检测方法。首先利用公开的探测报头对截获信号滑动相关预处理，然后将相关运算信号通过不同角频率本振与相同内置参数混沌振子相结合的多路检测通道，以检测通道的振子输出状态发生变化作为信号检测与载频估计的依据。理论分析与仿真实验表明，该方法可有效提高3G-ALE信号检测性能，并且一定程度上降低了常规混沌检测方法的复杂度。

溴乙烷在外电场下的光谱和解离特性

靳亚茹, 刘玉柱, 段逸群, 张翔云, 尹文怡, 林华, 布玛丽亚·阿布力米提

2019, 36 (6): 839-843. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.016

摘要 ( 373 ) HTML ( ) PDF (4080KB) ( 416 )

溴乙烷在太阳辐射下解离生成溴自由基，破坏大气臭氧层，因此有必要采取措施对其进行降解。采用密度泛函理论（DFT）方法，在B3LYP/6-31G+（d，p）水平上计算外电场（0~0.028 5 a.u.）下溴乙烷的解离特性和光谱特征。计算结果表明，随着Z轴方向的电场强度从0 a.u.增加到0.028 5 a.u.，分子体系总能量逐渐减小。同时在这一过程中，能隙单调变小，偶极矩逐渐增大。计算的溴乙烷解离势能曲线显示，强度为0.030 a.u.的外电场将使C-Br键断裂。以上这些结果为溴乙烷进行电场降解提供了重要信息。

一种机载重轨InSAR高精度三维定位方法

董小桐, 韩春明, 岳昔娟, 赵迎辉

2019, 36 (6): 844-850. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2019.06.017

摘要 ( 303 ) HTML ( ) PDF (6180KB) ( 486 )

在重轨干涉实际测量中，两次飞行航迹难以保持高度重合，飞行高度和姿态不稳定，干涉图像对存在明显不规则的相对形变，难以进行三维定位。通过分析重轨机载InSAR图像对的几何形变和形成原因，提出一种从精准的InSAR成像几何关系出发，通过修正成像参数，实现机载重轨InSAR高精度三维定位的方法。该方法通过引入地面控制点，实现干涉图像对精准的相对定位，生成高精度DEM；并利用高精度DEM，实现机载重轨InSAR高精度三维定位。对比检查点实测结果和定位结果，表明该方法可有效地解决机载重轨InSAR的三维定位困难的问题。

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