本期目录
综述
数学与物理学
环境科学与地理学
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黄河三角洲典型城市经济-资源-环境系统协调发展评估和路径模拟：以滨州市为例
- 宋佳雯, 张晓平, 吴爱萍, 练文华
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2025, 42 (5):
606-618.
DOI: 10.7523/j.ucas.2023.092
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摘要 (
323 )
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以黄河三角洲典型城市山东省滨州市为例，构建耦合协调度模型，评估2000—2020年间其经济-资源-环境系统的耦合协调发展状态及演变特征；利用系统动力学原理，通过子系统间因果反馈关系和流图分析，基于71个指标构建滨州市经济-资源-环境的系统动力学模型，设定现状趋势延续模式、第二产业主导模式、资源环境优先模式和协调稳定发展模式4种情景，对其可持续发展实现路径进行仿真模拟。结果表明：1)过去20年，滨州市耦合协调发展水平逐年提升，耦合协调类型由失调逐步过渡到良好协调状态，但系统存在不稳定性；2)通过对相互耦合复杂巨系统进行参数运算和多情景模拟分析，指出延续当前发展模式不能实现滨州市的高质量可持续发展，兼顾经济、资源、环境效益的协调稳定发展模式是滨州市实现可持续发展的相对最优方案。
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山东省传统村落空间分布特征及旅游发展潜力评价
- 张生瑞, 宋勇勇, 张桐艳
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2025, 42 (5):
619-631.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.001
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摘要 (
487 )
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以山东省567个省级及以上的传统村落为研究对象，首先运用空间计量模型分析山东省传统村落空间分布特征，然后综合运用德尔菲法、因子分析、AHP-熵值法等方法构建山东省传统村落旅游发展潜力评价指标体系，定量评价各传统村落的旅游发展潜力并提出相关发展策略。结果如下：1)山东省传统村落空间分布总体不均衡，主要集中于发展相对不均衡、基础设施相对落后的山区或城市内的不发达区域；2)山东省传统村落旅游发展潜力评价指标体系包含村落文化资源、村落生态自然资源、管理制度、旅游基础设施和村落经济活力5个层面的28项指标。在各项指标中，村落的文化资源(权重0.331 2)、管理制度(0.144 0)具有重要地位，其次是旅游基础设施(0.143 7)、村落生态自然资源(0.143 4)和村落经济活力(0.097 7)；3)评价结果显示，山东省重点开发型传统村落(S≥7.9)有135个，仅占山东省传统村落总数的23.81%；一般开发型传统村落(6.2<S<7.9)有295个，占山东省传统村落总数的52.03%；以保护为主型的传统村落(S≤6.2)共137个，占山东省传统村落总数的24.16%；4)基于各类传统村落的特点，提出有针对性的开发策略。
地质与地球科学
电子信息与计算机科学
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基于MPC的无人机辅助通信在线控制策略
- 王逸飞, 黄伟, 向俊彦, 贺晓赫, 梁旭文
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2025, 42 (5):
655-665.
DOI: 10.7523/j.ucas.2023.082
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摘要 (
233 )
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针对无人机通信网络中多用户间干扰大、动力学模型复杂度高，以及实时最优控制策略设计难等问题展开研究。在四旋翼无人机通信网络中引入多天线技术，提出3D MU-MISO场景下的复杂通信网络模型。该模型考虑了无人机姿态角的小尺度变化对信道质量的影响，并采用空分多址接入技术有效避免用户间干扰。同时，基于模型预测控制(MPC)算法设计一种在线的无人机姿态控制与资源分配策略。通过滚动式在线求解有限时间窗长的开环控制问题，实现无人机通信系统的平均频谱效率最大化。仿真结果表明，提出的耦合通信模型能够带来显著系统增益，同时控制策略可以有效实现动态环境下无人机飞行轨迹的在线优化和通信资源的在线分配。
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基于生成对抗网络的SAR解压缩图像重建算法
- 张冰玉, 潘志刚, 姚锴, 董旭彬
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2025, 42 (5):
666-676.
DOI: 10.7523/j.ucas.2023.033
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摘要 (
219 )
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合成孔径雷达(SAR)图像的高倍数压缩处理会导致图像中目标和纹理信息受损，解压缩后的SAR图像会出现细节模糊、目标不易分辨等问题，难以有效反映真实的地物特征。为解决上述问题，基于生成对抗网络(GAN)架构，提出一种新的SAR图像重建算法，该算法基于编解码结构，将卷积神经网络与自注意力机制并行融合作为生成器，设计了简洁高效的ConTransformer，从而得到更丰富的全局特征，有效提升小目标重建效果。针对判别网络，在U-Net特征提取器中引入谱归一化，降低模型对输入扰动的敏感程度，从而达到抑制伪影的效果；同时引入预训练掩码机制，加强高层次语义特征提取，提升重建图像的真实性。实验证明该方法所得到的重建图像比Real-ESRGAN等基于GAN的经典方法所得重建结果具有更为清晰的视觉效果，且关键性能指标值更为出色，其中峰值信噪比提升0.57~1.54 dB。
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一种改进的高效低误差基片集成波导宽带延迟线
- 张洪熙, 王沛
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2025, 42 (5):
677-685.
DOI: 10.7523/j.ucas.2023.034
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摘要 (
155 )
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为克服高分辨率星载合成孔径雷达相控阵天线系统中的波束色散问题，设计了一种X波段宽带真时间延迟线。该延迟线通过在基片集成波导的上表面加载电磁带隙结构形成。这相当于增加了单位长度上的电感电容，实现了慢波效应。还引入了一种微带线-SIW锥形过渡结构，在大带宽情况下实现了低损耗。实测结果表明，在8~12 GHz频段，延迟倍数达到4倍，即延迟线的延迟时间是相同长度50 Ω微带线的4倍。此外，延迟波动，即最大和最小延迟量之差仅占设计延迟量的2.5%，插入损耗优于-2.5 dB，回波损耗优于-15 dB。与现有延迟线相比，所提出的延迟线具有延迟效率高、延迟误差小、带宽大、损耗低的优点，具有良好的实用价值和应用前景。
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基于张量表示的多时相极化SAR农作物分类方法
- 许璐, 张红, 王超, 吴樊, 张波, 汤益先
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2025, 42 (5):
686-699.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.003
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摘要 (
324 )
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为充分利用多时相极化合成孔径雷达(SAR)数据的时间相干性和散射特征，提出一个多时相极化SAR分类方法，该方法基于完整的极化协方差矩阵，能够在张量空间保持协方差矩阵的复数矩阵结构，实现时间维度的独立表示，可同时适用于全极化和简缩极化SAR。该方法采用目标级的分类策略，首先，通过简单线性迭代聚类方法实现多时相极化SAR的超像素联合分割；随后，将目标的极化协方差矩阵表示为张量的形式，利用张量域的多线性主成分分析方法，实现多时相极化协方差矩阵的特征降维；最后，用决策树方法实现农作物分类。获取4景RADARSAT-2 Fine Quad模式全极化SAR图像，对天津市武清区农作物种植区开展作物分类实验，相较于其他文献提出的方法，本文方法取得了最高的总体分类精度。进一步，将该方法推广至π/4模式和CTLR模式的简缩极化SAR，并将其农作物分类精度与全极化SAR进行对比，以研究不同极化SAR数据对作物的识别能力。实验结果表明，简缩极化SAR可以取得与全极化SAR相当的总体分类精度，但全极化SAR在水稻、荷花等小样本地物上表现更优。
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基于无人机LiDAR数据的荒漠梭梭林单木分割
- 熊世梅, 许文强, 包安明, 王正宇, 陶泽涪
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2025, 42 (5):
700-710.
DOI: 10.7523/j.ucas.2024.006
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摘要 (
295 )
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709
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利用无人机激光雷达(LiDAR)数据，采用不同插值方法构建0.1、0.25、0.5和1 m空间分辨率的冠层高度模型(CHM)，利用CHM种子点分割算法对3类不同生长情况的梭梭林样地进行单木分割，评估空间分辨率和生长情况对分割精度(SA)的影响，并结合实测数据验证树高和冠幅的提取精度。结果表明：1)基于反距离权重插值生成CHM的单木SA更高。2)空间分辨率是影响单木分割结果的关键因素，0.25 m分辨率下分割效果最优。3)Ⅲ级样地SA最高，比Ⅱ级样地高27%、比Ⅰ级样地高44%；Ⅰ级样地梭梭树冠的交错重叠使得树冠边界难以区分，而Ⅲ级样地树冠独立更容易得到准确的分割。4)3类样地的树高拟合模型R2均在0.80左右，均方根误差(RMSE)小于0.31 m。5)Ⅰ、Ⅱ级样地冠幅提取拟合R2在0.70左右，RMSE略高，Ⅲ级样地半枯状态的梭梭枝条影响了冠幅的提取精度。本研究表明，应用无人机LiDAR数据对荒漠梭梭林进行单木分割具有巨大潜力，可为新疆荒漠植被碳汇估算提供数据支撑。
简报
