本期目录
数学
化学与生物学
环境科学与地理学
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亚热带红壤区土壤氮添加对杂交构树 光合作用的影响
- 刘铭, 王景升
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2022, 39 (6):
732-741.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0018
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摘要 (
559 )
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367
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土壤含氮量和光照条件是影响植物光合作用的重要因子。为了定量化亚热带红壤区杂交构树光合作用和光响应与土壤氮添加量的关系，采用Li-6400光合测定仪等设备，测定中国科学院江西省千烟洲试验站土壤氮添加量梯度条件下的杂交构树光合过程，并利用修正直角双曲线模型对净光合速率的光响应曲线进行拟合。结果表明：杂交构树光补偿点和光饱和点分别为24.2和1 147.6 μmol·m-2·s-1，有较强的光环境适应能力，在800~1 200 μmol·m-2·s-1的光照强度下，杂交构树均能保持较高的光合效率；添加含氮46%的尿素22.5 kg/ha，可促使杂交构树叶片中叶绿素相对含量增加12.8%，净光合速率提升66.8%；土壤氮素添加能明显改变最大光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递速率等叶绿素荧光参数，但对光化学猝灭参数和非光化学猝灭参数无显著影响。
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基于CA-Markov模型的海口市城市热岛模拟预测
- 王子安, 孟庆岩, 张琳琳, 胡蝶, 杨天梁
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2022, 39 (6):
742-753.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0006
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摘要 (
744 )
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随着城市化进程的快速发展，地表覆被类型发生着前所未有的变化，也加剧了热岛效应的发展。基于Landsat数据分析海口市城市热岛的空间变化，运用CA-Markov 模型模拟预测城市热岛的发展趋势及空间分布特征，并建立城市热岛与归一化差值植被指数(NDVI)、归一化差值建成指数(NDBI)的回归模型。结果表明：1)利用CA-Markov模型模拟预测2016年海口市热环境分布情况，各热岛强度等级平均误差较小，Kappa系数为80.49%，模拟精度较高，并得到2024年海口市热环境分布情况；2)2000—2016年间，海口市热岛效应愈发明显，主要向琼州海峡沿岸、南渡河西岸以及高铁周围延伸。强热岛范围增加11.60 km2，热岛范围减少2.26 km2，大致保持不变，绿岛范围增加38.64 km2，是16年中热岛强度转变最大的。预测2024年的热岛强度分布将有向东南方向移动的趋势；3)在多元线性回归分析中，NDVI指数每升高0.1，城乡地区地表温度差降0.22~0.45 ℃；而NDBI指数每升高0.1，将对城乡地区地表温度造成0.20~1.42 ℃的温度差。此研究成果可为缓解城市热岛及规划城市未来发展方向提供科学依据和参考。
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基于多源数据的中国UNESCO名录遗产地 可持续发展目标监测
- 王普, 杨瑞霞, 梁勇奇, 陈国龙, 王心源
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2022, 39 (6):
754-763.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0021
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摘要 (
340 )
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272
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SDG11.4.1将保护世界遗产的“保护支出”作为评价遗产可持续发展目标的指标，其处于有方法无数据的状态，亟需具体数据和测算案例支持。利用48处中国UNESCO名录遗产的统计数据对SDG11.4.1指标进行测度和分析，基于Landsat遥感数据对4处自然遗产人为干预度进行变化监测分析。结果表明：1)单位面积支出可作为测度自然保护地(世界自然遗产、混合遗产、地质公园和生物圈保护区)可持续发展状态的指标，但不适用于文化遗产的测度。2)从资金投入角度看：自然保护地年均投入400万元/km2可作为优质发展目标阈值，年均投入80万~400万元/km2可作为发展状态良好的阈值。3)人为干预度作为扩展指标可以反映自然遗产地的可持续保护状态和趋势,可进一步在中国及其他国家类似保护地进行推广应用。
电子信息与计算机科学
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容器化的遥感信息服务平台技术研究与实验
- 闫磊, 刘巍, 刘士彬, 段建波, 夏玮
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2022, 39 (6):
793-800.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0013
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摘要 (
439 )
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403
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在遥感大数据的时代背景下，将遥感信息与实际生产结合，已经在各行各业得到广泛的应用。随着遥感信息处理与共享被应用到越来越多的领域，单一的遥感数据服务架构已不能满足实际生产条件中对于高可用、易扩展的要求。中国遥感卫星地面站存有海量的遥感影像数据，如何利用现有的数据来提供更好的信息服务一直是地面站探索的方向。在私有云环境下，通过kubernetes容器编排管理构建容器化的遥感信息技术处理平台，提供遥感信息服务。进而在容器化的基础环境、遥感影像计算处理、遥感数据接入以及用户服务模式4个方面展开技术研究，构建了集“数据查询获取—影像计算处理—遥感信息服务”于一体的遥感信息服务平台。
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一种基于双控节点的Ceph写性能优化方法
- 黄遵祥, 朱磊基, 熊勇
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2022, 39 (6):
817-826.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0051
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摘要 (
300 )
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384
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分布式存储系统Ceph由于采用多副本强一致性写入机制，造成集群写性能不理想。针对该问题，提出一种基于双控节点的Ceph写性能优化方法，首先利用双控双存储阵列节点，当一个控制器出现故障时，该节点中的另一个伙伴控制器创建新的OSD进程并快速接管故障控制器的存储阵列，从而保证数据存储的安全性和高可靠性，同时将写入机制优化为主副本OSD在本地写入日志盘后，就向客户端返回写完成，之后写入数据盘和其余从副本的完成情况则由主副本OSD继续收集并完成后续各类回调操作，从而降低非必要写操作对集群写性能的影响。最后对数据可用性和集群写性能进行实验测试，其中写性能测试分别从写延迟、吞吐量和IOPS等3个角度，对优化后的方法和Ceph原生写入机制在顺序写和随机写两方面进行比较，进一步验证优化方法在维护数据高可用的同时，对写性能提升的效果。
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基于双流LSTM与自监督学习的 在线动作检测算法
- 朱嘉桐, 卿来云, 黄庆明
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2022, 39 (6):
827-835.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0049
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摘要 (
681 )
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431
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在线动作检测对安防和人机交互等应用非常重要，该问题要求模型在动作刚开始时就能检测到，而不是等待整个事件完整结束。由于在线动作检测只能基于观测到的部分视频进行判断，因此相比动作识别和动作检测等任务，模型需要挖掘更多信息辅助决策。基于在线动作检测问题中常用的长短时记忆网络(LSTM)模型，构建双流LSTM模型(2S-LSTM)，并将在图像领域中被广泛使用的自监督学习思想引入到在线动作检测问题中。首先，双流网络2S-LSTM模型分别对RGB流与光流的时序信息采用LSTM建模。同时基于自监督学习的思想构建出2个新型的损失函数——时序相似度损失与光流稳定损失用于模型的训练。实验表明，与过去的在线动作检测方法RED、TRN、IDN相比，本文的模型在TVSeries与THUMOS’14这2个数据集上都取得了较好的结果。
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基于多专家和MDNet的视觉目标跟踪方法
- 张知明, 李国荣, 黄庆明
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2022, 39 (6):
836-844.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0002
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摘要 (
374 )
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265
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近年来，随着深度学习技术的不断发展，基于深度学习的目标跟踪算法取得了较大成功。但由于视频中，背景、光照及目标的表观不断变化，且伴有遮挡的发生，给视频中的目标跟踪带来很大困难。传统方法主要通过在线更新跟踪器的方式解决这个问题。但是视频信息内容复杂多变，在线更新和维持一个跟踪器很难应对后续视频中复杂的数据，容易导致误差积累。为解决这个问题，基于已有跟踪器MDNet，提出一种基于多专家跟踪器的目标跟踪方法。首先通过MDNet学习所有视频中目标的共有特征，使其能够较好地描述目标。然后在跟踪过程中，根据跟踪结果动态地构建多个专家跟踪器，以增加跟踪器的鲁棒性。最后根据每个专家的评价函数选择最佳的专家跟踪器，用于跟踪当前帧中的目标。实验表明，与MDNet相比, 所提方法显著地提升了跟踪性能。
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蜂窝网络下的SWIPT-D2D通信资源分配
- 杨特, 洪佩琳, 李润洲
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2022, 39 (6):
845-852.
DOI: 10.7523/j.ucas.2021.0003
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摘要 (
440 )
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无线信息与能量同步传输(SWIPT)作为一种重要的射频能量采集技术，可使能量受限设备在通信的同时采集射频能量补充电能。针对蜂窝网络下的设备到设备(D2D)通信系统，研究D2D接收端利用功率切片技术同时进行信息解码与射频能量采集时的资源分配问题。为保证D2D接收端在高射频能量采集需求下的高信息解码速率，提出D2D通信一对多的频谱复用方案，允许D2D设备复用多个蜂窝上行链路频谱进行通信，网络中的所有用户设备作为分布式的射频能量来源对D2D接收端充电。在此场景下，对包括频谱匹配，功率控制和功率切片控制在内的系统资源分配进行联合优化，在保证D2D接收端射频能量采集需求和各通信链路速率需求条件下最大化D2D通信总速率。以上优化问题为非凸形式的混合整数非线性规划(MINLP)问题，难以求得最优解。因此基于贪心思想和凸逼近理论提出两层资源分配算法。仿真结果显示，该算法对比其他资源分配策略，在满足用户设备能量和速率需求前提下显著提升了D2D通信总速率。
