DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 电子不确定性问题讨论 海森堡不确定性原理是量子力学的基础结论之一。该原理陈述了精确确定一个粒子比如氢原子内电子的位置和动量是有限制的。并且认为其不确定性来自两个因素，首先，测量的行为将会不可避免地扰乱被测粒子而改变它的状态；其次，因为量子世界具有波动性，基于概率精确确定一个粒子的状态存在更深刻更根本的限制[ 4 ] 。本文认为：不确定性原理是微观粒子的固有特性，单个电子波函数 是由许多速度相同的本征值波函数叠加而成的群波，一般单个电子在三维 空间没有确切位置，它表现出的经典宏观看起来的位置点其实是对几率函数 的期望点，也可说是电子被测量出现几率最大的点。例如在不测量时单个电子能量子出现在 中哪一点有很多可能，一旦测量(相互作用)单个电子的一本征值必须出现在它的一可能位置。在测量动作前单个电子的整个波函数 的运动群速度确定，但它在时间、空间里是散漫的，一般状态电子波函数 不是一个点，所以电子具有不确定性。而被测量就是电子一个本征值在某一点出现与测量者相互作用，参与相互作用的结果是电子从一种运动状态变为另一种运动状态，运动速度发生变化进而电子能量 和动量 也相应变化。 如果承认经典电子 和 两个参数是电子分别在两个空间里出现在期望点的本征值才能有的参数，也即电子出现在概率最大点的本征值才能具有的参数。那么，当电子处在速度 状态一个本征值在某一点出现时，他的四个本征值参数 、 、 和 就都有了确定值，若该次出现不在期望点，那么，相对于假如出现在期望点情况该次出现的“测不准误差”如下： 考虑到 的绝对值恒等于 ； 的数值恒等于 。上面四式可写成 进一步有 将上式代入海森堡不确定性关系 推导后可发现 和 所得结果完全一样，进而得到电子变形的不确定性关系式 (16) 分析16式可以看出，单个电子运动速度 状态时，电子的不确定性范围 有最小值，随着电子速度 的增大电子的不确定性范围越大，电子速度 逐渐接近光速常数 时其不确定性范围趋向无穷大。
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user: 5. 电子静质量不是常数的推断 假如，一电子在三维 空间出现，其能量 和动量 表现有固定值，则德布罗意波函数可表示为： 本文认为：若上式所代表的是某一自由电子的一特殊状态，电子静止质量为经典电子 且其运动速度有确定值 ，那么，上式波函数中能量 和动量 必须为 如若上面德布罗意波函数表达式它仅仅代表该电子的一本征值波函数，则波函数中能量和动量就为 上式中 不一定与经典电子静止质量 相等，因为有不同几率的出现点上出现的电子本征值参数能量 、动量 、位置 和时间 都可能有不同的数值，也就是说单个电子不同本征值波函数各参数值一般有差异，而具体一个本征值点的能量 和动量 与出现几率最大期望点的本征值能量 和动量 之间的差值可表示为 可以看出在电子运动速度 保持不变情况下，上式表示的差值 和 都来自于 。想象一下假设能够条件不变无限次测量一个单电子，实验已经告诉我们每一次测量都可能得到该电子一个不同的本征值能量 、动量 ，显然，非相互作用状态运动速度 固定对于变化了的电子能量和动量其静止质量是唯一的可变量。因此，可以推断非相互作用状态自由电子静止质量 具有不确定性。经典电子静止质量 是电子波函数 中本征值出现几率最大点也即期望点所具有的电子静止质量值。 显然，经典物理和狭义相对论都是在假定粒子静止质量 不确定量 为零基础上进行讨论的理论，可以想像当速度 固定若量 为零则能量 、动量 有固定值， 峰值期望点 就不能存在。因此，物质粒子在 空间的运动出现范围就可以是平滑的整个空间而没有 点的限制，因此，可以认为狭义相对论理论已假定自由粒子平面波表达式 是成立的。也只有满足上式的自由粒子在不同惯性系中才有可能满足关系式 然而，若不确定性原理是微观粒子更真实的客观存在，那么狭义相对论理论在该意义上也是一近似理论。实际上，正是微观粒子静止质量 的不确定性产生了三维 空间期望点 ；而参数 的不确定性又反过来产生三维 空间期望点 互为因果。所以双波包 和 微观粒子模型才更全面地反映了真实的物质世界。
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user: 6. 为什么电子会带电 我们知道经典电子是带负电荷 的物质粒子，我们所接受的电荷的所有基本概念和基本理论，全来自于库仑的物理实验和库仑定律，而什么是电荷及电荷的本质是什么，为什么电子会带电，电与什么物理量有关，是至今我们也没有弄明白的一个基本概念。本文认为：电子电荷本质来自电子的不确定性质，通过上面的讨论我们能够想象一自由电子在三维 空间的形象。假如，空间某一点 出现电子能量子 的几率最大，以点 为圆心圆球对称地每一射线上距离园心点 越远电子能量子 出现的几率越小，而每一个能量子 可能的出现点都是该电子出现与其它带电粒子相互作用交换光子的点。我们说：经典物理学将出现电子能量子 几率最大的点 约化看做成了电子质点，而将以质点 为圆心球射线上距离越远电子出现几率越小的整个空间看做与电子质量点 共存的电场。
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user: 7. 结语 在承认海森堡不确定性原理的前提下，本文讨论的关键是对微观粒子波–粒二象性及不确定性原理的理解给出了新的解释。我们知道动量 位置 ，但现有理论没有回答动量不确定量 是来自质量还是来自速度；位置不确定量 来自 的不确定量 ，而 是来自 还是来自速度 。本文认定电子波–粒二象性及不确定性原理的根本是其质量 有不确定量和参数 有不确定量的缘故，不确定性与被测量电子测量前后运动速度 变化改变其运动状态是两回事，测不测量自由电子的不确定性都客观存在。当然这些假定和推断的正确与否还须实验的验证，但沿着这一思路深入思考展现出的电子的一些新侧面，或许对量子物理科学的发展有推动或借鉴意义。
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user: 摘 要 目的：观察心理健康教育对精神病人的康复疗效。方法：采用随机对照法将100例精神病人分为研究组和对照组各50例，按规定的程序对患者进行心理健康教育，疗效评估应用临床疗效总评量表(CGI)、护士观察量表(NOSIE)、社会功能缺陷筛查量表(SDSS)和自制的健康教育评价量表(JKJY)进行入院和出院时评定，随访两年观察复发率，统计采用t检验和卡方检验。结果：研究组和对照组入院时量表评定结果差异无显著性；而出院时量表评定结果存在非常显著性差异p < 0.01；研究组病人的社会功能保持良好，两年复发率也明显低于对照组p < 0.01。结论：对精神病人实施心理健康教育具有一定的康复效果，应积极大力推广。 关键词 :精神病人，心理健康教育，康复
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user: 1. 引言 心理健康教育是以全体人民为对象，运用心理学原理和技术，通过心理学知识传播，改变个体或群体不合理心理认知，修通或再造合理正确的心理认知，全面传播生理的、心理的、社会的以及与健康密切相关的知识，改变不利于健康的各种心理和行为生活习惯，建立科学的生活方式，掌握个体心理调适方法，化解和减少生活、学习、工作、社会交往等压力、纠结和矛盾，使人人具有自我心理保健能力，进而达到在精神心理上、身体生理上和人际社会交往等方面保持健全的状态。对精神病病人进行心理健康教育是“以病人为中心”的重要组成部分 [ 1 ] ，是促进病人康复的重要措施之一 [ 2 ] 。现将我们对精神病人实施心理健康教育的康复疗效观察结果报道如下。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 资料 选取西安市和宝鸡市两所医院精神心理科2012年6月~2013年6月住院的精神病人100例，诊断符合国际疾病分类第10版(International Classification of Diseases， tenth edition， ICD-10精神和行为障碍使用手册) [ 3 ] 以及中国精神障碍分类与诊断标准第3版(Chinese Classification and Diagnostic Criteria of Mental Disease， third edition， CCMD—3) [ 4 ] 诊断标准，其中精神分裂症60例，药物使用剂量情况，抗精神病药氯氮平：335 ± 58.05 (mg)，抗精神病药舒比利：500 ± 200 (mg)；情感性精神障碍30例，药物使用剂量情况，抗躁狂药碳酸锂：1000 ± 250 (mg)，抗抑郁药氯丙咪嗪：100 ± 25 (mg)；其他10例。男50例，女50例；病程3~9.5年，平均病程6.5 ± 3.5年；年龄17~60岁，平均年龄41.25 ± 12.26岁；住院3~12月，平均住院3.5 ± 2.5月；文化程度：初中及以下文化20例，高中文化40例，大专及以上文化40例。 2.2. 方法 1) 随机将100例精神病人分为西安研究组(心理健康教育组)和宝鸡对照观察组。西安研究组男25例，女25例；精神分裂症30例，情感性精神障碍15例，其他5例；平均年龄42.25 ± 11.35岁；平均住院3.6 ± 2.4月；平均病程5.6 ± 3.6月；文化程度：初中及以下文化10例，高中文化20例，大专及以上文化20例；宝鸡对照组：男25例，女25例；精神分裂症30例，情感性精神障碍15例，其他5例；平均年龄43.83 ± 11.65岁；平均住院3.8 ± 2.9月；平均病程5.5 ± 3.5年；文化程度：初中及以下文化11例，高中文化19例，大专及以上文化20例；两组资料在病例数、性别、疾病分布、年龄、受教育程度、病程、住院治疗时间等方面齐同可比，经均衡性卡方检验p > 0.05。 2) 西安研究组采用规定的心理健康教育程序方法，首先收集病人的一般资料，包括受教育程度、年龄、性别、病程长短、诊断、生活事件等情况，并对病员的学习态度、以往的生活、工作、学习经历、社会文化背景进行评估，然后制定符合个体心理特征的健康教育学习目标和学习计划并按计划进行针对性的因人施教，最后考核评价学习效果。宝鸡对照组则不实施心理健康教育，按一般的情况对待。 3) 心理健康教育的内容包括四个部分的不同阶段，第一阶段首先是建立良好的医患关系，拉近医患之间的心理距离，入院时热情主动介绍病区住院环境，缓解和消除紧张焦虑情绪，耐心细致讲解住院须知各项内容，特别是告知患者作息时间，开饭时间，查房时间和探视时间，把主管医生和责任护士介绍给家属和患者，由心理师把新病人介绍给房间其他病友和组长，使其有一个温暖的感觉，体现人文关怀；第二阶段是住院治疗期主要讲解精神疾病的一般基本知识和心理学相关知识，包括心理学基本知识，涉及普通心理学、变态心理学、社会心理学、认知心理学等内容；与患者共同讨论交流精神疾病一般的基本知识，包括精神药物治疗的作用、副作用及其相关不良反应的症状表现和检测防治的方法、坚持治疗的重要性和意义，康复治疗和心理健康教育的目的意义；第三阶段是恢复期通过班会病友论坛等方式主要讲解和灌输健康的四大新标准和心理健康的十条新标准、进行心理治疗、参加工娱和体育治疗的意义作用及体会感受交流讨论，提高积极参与和主动参与的热情和情趣，熟悉如何对待精神症状以及认识甄别症状的意义，如何应对不良的刺激，如何调节和保持良好的心态和情绪，灵活使用空椅疗法和角色扮演及代币疗法等心理手段改变患者不合理认知，并加强技能训练，巩固效果；第四阶段是出院前的心理指导，包括如何正确对待自己的病情，如何以良好的心态去面对家庭和社会，如何避免不良刺激，如何应对紧急应急事件，考核评价患者对维持用药的意义，病情复发的早期症状表现，家庭护理的注意事项及定期复诊的重要性、必要性和意义的掌握情况。 4) 评估应用工具 包括自制的健康教育评价量表(JKJY)、临床疗效总评量表(CGI)、护士观察量表(NOSIE)、社会功能缺陷筛查量表(SDSS) [ 5 ] 进行评定，多方位体现和评价效果。 5) 质量控制 为了体现公正公平公开的三公原则，确保质量，评定者由经过培训的主管护师、主治医师担任，心理师采取回避制度，一致性检验Kappa值0.80~0.90，结果评价和质量得到保障。 6) 随访采用面访、电话随访、书信随访、微信随访及入户调查随访的方式进行。 7) 统计学方法 所有数据采用SPSS13.0软件包进行统计学分析。计量资料用( ± s)表示，两样本应用t检验，计数资料、两率比较应用χ 2 检验。检验水准α = 0.05 (双侧)。
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user: 3. 结果 1) 西安(研究组)和宝鸡(对照组)在入院时和出院时JKJY、NOSIE评定结果见表1。 表1显示西安组和宝鸡组在入院时JKJY、NOSIE评定结果差异无统计学意义；而出院时JKJY、NOSIE评定结果存在统计学差异性。 2) 出院时CGI评定结果： 西安组：明显进步26例，中度改善和稍有进步21例，无变化3例；宝鸡组：明显进步23例，中度改善和稍有进步23例，无变化4例；总有效率分别为研究组：94%，对照组：92%，经卡方检验无统计学意义(χ 2 = 0.04，p > 0.05)。 3) 两年随访观察结果： 西安组：一年内复发5例，复发率10%，两年复发15例，复发率30%；宝鸡组：一年复发14例，复发率28%，两年复发35例，复发率70%。西安组与宝鸡组复发率经卡方检验存在统计学差异性(χ 2 = 19.05，p < 0.01)。 4) 西安组与宝鸡组入院时和出院三个月SDSS评定结果见表2和表3。 表2显示西安组与宝鸡组入院时SDSS评定结果不存在统计学差异。 表3显示西安组与宝鸡组SDSS出院三个月时社会功能除2、3、9项外，余均存在统计学差异。 Table 1 The comparison of the NOSIE JKJY evaluation results about patient admission and patient discharge between Xi’an group and Baoji grou 组别 例数 JKJY ( ± s) NOSIE ( ± s) 入院时西安组 宝鸡组 t值 出院时西安组 宝鸡组 t值 50 50 50 50 32 ± 10 33 ± 11 0.37 * 75 ± 15 45 ± 16 7.49 ** 135.5 ± 25.8 140.6 ± 26.3 0.76 * 186.5 ± 35.5 160.4 ± 36.2 2.86 ** 表1. 西安组和宝鸡组入、出院时量表评定比较(分) 注： * p > 0.05； ** p < 0.01。 Table 2 The SDSS evaluation results of patient admission about Xi’an group and Baoji grou 西安组(n = 50) ( ± s) 宝鸡组(n = 50) ( ± s) t值 p值 1) 职业和工作 2) * 婚姻职能 3) * 父母职能 4) 社会性退缩 5) 家庭外社会活动 6) 家庭内活动过少 7) 家庭职能 8) 个人生活自理 9) 对外界的兴趣和关心 10) 责任心和计划 11) 总均分 1.50 ± 0.50 0.85 ± 0.25 1.25 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.25 ± 0.25 1.25 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.70 ± 0.70 0.85 ± 0.35 1.50 ± 0.70 1.75 ± 0.25 1.50 ± 0.50 1.25 ± 0.50 1.25 ± 0.75 1.50 ± 0.75 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 1.50 ± 0.50 0.20 0.00 0.20 0.21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 表2. 西安组与宝鸡组入院时SDSS评定结果 * 评定，90例，10例不符合(未婚离异等)。 Table 3 The SDSS evaluation results of patient discharge after three months about Xi’an group and Baoji grou 西安组(n = 50) ( ± s) 宝鸡组(n = 50) ( ± s) t值 p值 1) 职业和工作 2) * 婚姻职能 3) * 父母职能 4) 社会性退缩 5) 家庭外社会活动 6) 家庭内活动过少 7) 家庭职能 8) 个人生活自理 9) 对外界的兴趣和关心 10) 责任心和计划 11) 总均分 0.33 ± 0.66 0.56 ± 0.63 0.45 ± 0.54 0.40 ± 0.70 0.40 ± 0.64 0.25 ± 0.60 0.25 ± 0.60 0.15 ± 0.37 0.63 ± 0.79 0.35 ± 0.70 0.37 ± 0.64 0.70 ± 0.75 0.69 ± 0.67 0.54 ± 0.70 0.79 ± 0.75 0.88 ± 0.72 0.78 ± 0.83 0.82 ± 0.78 0.65 ± 0.75 0.97 ± 0.82 0.78 ± 0.69 0.75 ± 0.74 2.06 0.69 0.49 2.09 2.76 2.83 3.17 3.27 1.64 2.40 2.13 <0.05 >0.05 >0.05 <0.05 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 >0.05 <0.05 <0.05 表3. 西安组与宝鸡组SDSS出院三个月评定结果 * 评定，90例，10例不符合(未婚离异等)。
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user: 4. 讨论 精神病人的心理健康教育是全面康复的重要内容之一，对促进疗效，缩短治疗周期，降低疾病复发率有重要作用 [ 6 ] 。精神病的发病和治疗康复效果不仅与生物因素有关，而且与心理、社会、家庭、教育、环境、自我意识等因素密切相关。精神病人的心理健康教育是一个综合性很强的系统工程和整体工程，必须贯穿于整个治疗和康复的全过程， 应包括入院时、治疗期、康复期、出院时这四个不同的时间节点和阶段并具有针对性、目的性、计划性、可操作性。由于病人对病因、发病机制和病理状态、治疗的效果、药物的作用、疾病的预后及心理因素、社会环境、自我意识等方面的知识缺乏，患病后其内心常常感到十分焦虑、紧张、痛苦、纠结，有的甚至产生轻生念头，有的对治疗没有信心，有的对疾病的遗传因素一知半解而一味的迁怒于家庭亲属，亲属也同样感到痛苦无耐和无助，非常希望得到帮助和支持、理解和关爱，因此，系统的实施心理健康教育就显得尤为重要。 我们通过对100例精神病人进行心理健康教育的对照研究，显示心理健康教育的系统实施，有利于精神病人的心理康复和全面康复，有利于精神病人的社会功能地恢复和保持，有利于生活质量的提高，有利于治疗效果的巩固并且降低了精神疾病的复发率。分析其原因，第一是心理健康教育的实施使病人掌握了一些必备的心理卫生知识，病期不合理的认知得到有效矫正，正确合理的认知心态使病人的治疗参与性和服药依存性明显提高，已有许多研究发现，认为精神疾病的反复复发最根本的原因是病人不能坚持服药，不能正确应对不良刺激。第二是心理健康教育的实施使病人能够坚持长期服药，按要求定期复诊，及时解决了一些现实存在的问题，使病人的紧张、焦虑、痛苦、纠结、轻生等不合理不健康的认知和意识得到缓解、消除和纠正，使病人巩固强化了战胜疾病的信心，正确合理的认知改变了患者的思维模式。第三是心理健康教育的实施对病人自我保健和心理调节起了很大作用，通过心理健康教育患者学会了自我控制和心理平衡的调适方法，合理的认知和正确的应对技巧对可能造成复发的诱因尽可能地避免，从而降低了复发率，提高了康复质量和生活质量。该研究结果与国内戴氏[ 7 ] 李氏 [ 8 ] 张氏 [ 9 ] 等报道结果一致。故对精神病人进行心理健康教育能促进病人的康复是很有必要的，应积极大力推广。
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user: 摘 要 从炼油厂附近土壤中筛选得到一株产耐高温酸性脂肪酶菌株A-16，通过紫外线(UV)和甲基磺酸乙酯(EMS)的复合诱变选育，获得1株产脂肪酶活力较高的突变株UE-03，产脂肪酶活力为17695.6 U/mL，比原始菌株提高了73.6%，将UE-03连续传代培养5次，产酶能力稳定。对突变株UE-03产酶条件进行了探讨，通过单因素试验筛选出最适初始pH4.0，温度为45℃，吐温-80添加量为0.15% w/v；在此基础上采用响应面分析法优化产酶条件，得到适宜产酶条件为：pH 4.28，温度46.8℃，吐温-80添加量0.15% w/v，经优化后菌株产酶活力达到19339.5 U/mL，为该菌株进一步开发利用提供优良菌种和技术参考。 关键词 :酸性脂肪酶，诱变选育，遗传稳定性，发酵条件，响应面分析
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user: 1. 引言 脂肪酶又称三酰基甘油水解酶(EC 3.1.1.3)，是一类能在油水界面或非水相系统中催化酯类物质发生水解、酯化、酯交换以及合成等化学反应的生物催化剂，广泛存在于动植物和微生物中，其中微生物脂肪酶是工业用脂肪酶的主要来源。脂肪酶被广泛应用于食品、医药、化妆品、饲料、生物柴油制备等领域，但很多工业用脂肪酶在实际生产中由于耐热或耐酸性能差而失活，或酶作用的最适温度和pH值不在生产要求范围内而受限制。目前，酸性脂肪酶在国内还没有工业化，对酸性脂肪酶的需求依然依赖于进口[ 1 ] -[ 4 ] 。因此，获得一株性状优良、适合工业生产需求的高产脂肪酶菌株已成为脂肪酶应用研究开发的关键，在加紧寻找野生型高产脂肪酶菌株之外，诱变育种也是获得高产脂肪酶菌株的一种有效手段[ 5 ] [ 6 ] 。 诱变育种是利用物理或化学诱变剂诱发微生物基因突变，改变遗传结构与功能，然后采用简单、快速和高效的筛选方法，从中筛选出产量高、性状优良的突变株[ 7 ] [ 8 ] 。本研究以产脂肪酶菌株A-16为出发菌株，通过紫外线(UV)和甲基磺酸乙酯(EMS)的复合诱变选育，获得产脂肪酶活力显著提高且传代稳定性良好的突变株，并对其进行产酶条件优化，为该菌株的工业化生产提供实验指导。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料 2.1.1. 菌种 以橄榄油为单一碳源，通过溴甲酚紫平板初筛和三丁酸甘油酯琼脂平板鉴定法从含油土壤中分离并保存的野生型产耐高温酸性脂肪酶菌株A-16，作为出发菌株。 2.1.2. 试剂 橄榄油，西班牙原装进口；吐温-80，英国进口；甲基磺酸乙酯(EMS)，SIGMA公司；聚乙烯醇(PVA-1750)，国药集团化学试剂有限公司；溴甲酚紫，硫代硫酸钠均为国产分析纯。 2.1.3. 主要仪器 Eppendorf 5417R台式高速冷冻离心机，德国产品；SW-CJ-2F型双人双面净化工作台，苏州净化设备有限公司；DK-8D型电热恒温水槽，上海精宏实验设备有限公司；HZQ-F160全温振荡器，哈尔滨东联电子有限公司；99-1型大功率磁力搅拌器，常州国华电器有限公司。 2.1.4. 培养基 斜面培养基(g/L)：牛肉膏3.0，蛋白胨10.0，K 2 HPO 4 1.0，NaCl 1.0，(NH 4 ) 2 SO 4 2.0，MgSO 4 ∙7H 2 O 1.0，琼脂15.0，橄榄油10.0 mL/L，pH 5.0。 溴甲酚紫平板筛选培养基[ 9 ] 。 种子培养基(g/L)：蛋白胨10.0，K 2 HPO 4 1.0，NaCl 1.0，(NH 4 ) 2 SO 4 1.0，MgSO 4 ∙7H 2 O 1.0，葡萄糖15.0，橄榄油10.0 mL/L，pH 5.0。 发酵培养基(g/L)：蛋白胨10.0，酵母膏10.0，蔗糖10.0，(NH 4 ) 2 SO 4 2.0，K 2 HPO 4 1.0，NaCl 1.0，MgSO 4 ∙7H 2 O 1.0，橄榄油10.0 mL/L，pH 5.0。 2.2. 实验方法 2.2.1. 菌株活化 按照无菌操作的要求，将低温冰箱(−80℃)保存的产耐高温酸性脂肪酶菌株A-16进行划线传代培养，然后选取Hc值[ 10 ] (菌落水解圈直径与菌落直径之比)较大的菌落接种到种子培养基中，于45℃、180 r/min摇床培养24 h。 2.2.2. 菌悬液的制备 移取1 mL新鲜培养物于盛有9 mL无菌生理盐水(0.6%)的培养皿中，加入无菌玻璃珠振荡20 min。然后配制菌悬液，并用血球计数板计数，调整菌体浓度为10 6 ~10 7 CFU/mL。 2.2.3. 紫外诱变 超净工作台内，照射前开启紫外灯预热20 min。取10 mL菌悬液于直径为9 cm的无菌培养皿中，放入2 cm长无菌转子，将培养皿置于磁力搅拌器上，紫外灯功率为30 W，照射垂直距离为20 cm，分别照射60、90、120、150、180、210、240s。照射结束后在红光照射下操作，将紫外照射过的菌悬液和未经紫外照射的菌悬液分别进行梯度稀释(10 −4 ~10 −6 )，移取各梯度稀释液0.1 mL涂布于平板筛选培养基，每种稀释液涂3个平板，用黑布包裹，置于45℃暗箱中培养48 h，观察菌落生长情况并计算不同UV照射条件下的致死率和正变率。 致死率(%) = (诱变前菌落数 − 诱变后菌落数)/诱变前菌落数 × 100% 正变率(%) = Hc值增大的菌落数/诱变后菌落总数 [ 11 ] -[ 14 ] 。 2.2.4. 甲基磺酸乙酯(EMS)诱变 选取经紫外线照射后酶活最高的突变株为出发菌株，按2.2.2节方法制备菌悬液。取5 mL菌悬液，加入15 mL磷酸缓冲液和不同体积的EMS溶液，使EMS终浓度分别为：1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%。在45℃、180 r/min下分别振荡处理10、15、20、25、30 min后，立即取5 mL处理液于无菌试管中，加入1 mL 25%硫代硫酸钠溶液终止反应。对菌体进行稀释后，涂布于平板筛选培养基上，45℃培养48 h，并以没有经过EMS处理的菌液作对照。根据对照平板上的菌落数，计算致死率和正变率 [ 15 ] [ 16 ] ，计算方法同上。 2.2.5. 突变菌株的筛选 初筛：将诱变后长出的菌落以点种方式转接到平板初筛培养基上，以出发菌株为对照，计算各突变株Hc值，挑选高于同批对照菌株Hc值的突变株供复筛备用。 复筛：挑取初筛得到的突变株接种于种子培养基中，45℃、180 r/min培养24 h后，按2% (V/V)接种量接种到发酵培养基中，45℃、180 r/min条件下培养48 h，测酶活，筛选出高产脂肪酶突变株。 2.2.6. 酶活力测定 按GB/T 23535-2009 [ 17 ] 测定。酶活力单位定义为：1 mL液体酶，在40℃和pH 7.5条件下，每分钟水解橄榄油产生1 μmol可滴定的脂肪酸，即为1个酶活力单位(U)，以U/mL表示。 2.2.7. 突变株的遗传稳定性测定 将产脂肪酶最高的突变株连续5代传代培养，将各子代突变株转接到发酵培养基中，测其产脂肪酶能力的稳定性。 2.3. 产酶条件优化 以相对酶活为指标，研究发酵条件初始pH值、温度以及吐温-80添加量对菌株产酶的影响，每个试验点做3个平行，试验结果用平均值±标准偏差表示。在单因素试验的基础上，以pH值(A)、温度(B)以及吐温-80 添加量(C)为变量，相对酶活为响应值，设计了3因素3水平共17个试验点的响应面分析试验 [ 9 ] 。实验因素与水平见表1。
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user: 4. 结论 随着现代蛋白质工程技术的快速发展，基因改造已经用于菌种选育，但传统的理化因素诱变育种方法具有简便、快速、高效等优点，因而在实际生产中仍被广泛使用。本研究以实验室保藏的产耐高温酸性脂肪酶菌株A-16作为出发菌株，通过紫外线和EMS的复合诱变选育，得到1株产脂肪酶活力较高的突变株UE-03，其产脂肪酶活力为17695.6 U/mL，比原始菌株提高了73.6%。对于生产菌株来说，只有具备良好的遗传稳定性才能在工业生产上广泛应用，本文所筛选到的突变株UE-03连续5代传代培养后发现产酶较稳定。试验结果表明紫外线和EMS的复合诱变可以显著提高菌株产脂肪酶能力，同时也表明了传统的理化因素诱变在微生物诱变育种中效果较显著。 Table 5 Analysis of varianc 变量 平方和 自由度 均方 F值 Pr>F A-温度 41.72 1 41.72 36.29 0.0005 B- pH 60.56 1 60.56 52.67 0.0002 C-吐温-80 37.93 1 37.93 32.99 0.0007 AB 22.00 1 22.00 19.13 0.0033 AC 9.025E-003 1 9.025E-003 7.850E-003 0.9319 BC 0.065 1 0.065 0.057 0.8188 A 2 269.14 1 269.14 234.10 <0.0001 B 2 226.84 1 226.84 197.31 <0.0001 C 2 2.08 1 2.08 1.81 0.2208 回归 685.82 9 76.20 66.28 <0.0001 剩余 8.05 7 1.15 失拟 6.26 3 2.09 4.65 0.0858 误差 1.79 4 0.45 总和 693.86 16 表5. 方差分析表 注：Prob > F值小于0.05表明模型或考察因素影响显著；Prob > F值小于0.01说明影响极显著。 Table 6 Optimum conditions of response surface optimizatio 试验 pH 温度℃ 吐温-80(w/v) 相对酶活(%) 1 4.28 46.8 0.15% 109.29 表6. 响应面优化最佳条件 通过单因素试验和Box-Benhnken响应面分析法对UE-03菌株发酵条件进行了优化，得到优化发酵条件为：pH 4.28，温度46.8℃，吐温-80添加量0.15% w/v，相对酶活为109.29%，在最优发酵条件下，产酶活力达到19339.5 U/mL，为该菌株工业化生产提供优良菌种和技术参考。
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user: 摘 要 光照不均匀现象是遥感影像获取中常见的一个问题，光照不均匀影像往往存在反差不均匀现象，而Wallis滤波器对反差不均匀影像有特殊作用，故可以采用Wallis原理对光照和反差不均匀影像进行处理。经典的Wallis匀光结果影像也存在“块效应”和整体色调偏移等问题，本文提出一种基于Wallis原理改进的匀光算法，在消除光照不均的情况下也能改善反差不均匀现象。实验表明，改进后的匀光算法处理的结果影像能有效的实现光照和反差一致。 关键词 :光照不均匀，匀光，Wallis原理，反差不均匀，块效应
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user: 1. 引言 遥感影像在获取过程中由于多种因素的影响，如光学透镜成像不均匀、外部云层、大气衰减以及向阳背阳等条件，会造成同一幅影像内部不同区域的色调、亮度、反差等存在不同程度的差异，出现这种差异的现象称之为不均匀光照现象。这种现象会给遥感图像后期处理如图像后期的判读、解译和镶嵌等工作带来很大的困难[ 1 ] 。因此，需要对不均匀光照影像进行研究和处理，以便于后续利用。 在实际处理过程中匀光方法有以下两类：第一类是基于模型的匀光方法，其中大体有基于加性噪声模型法和基于照度与反射模型法，常用的有Mask匀光算法[ 2 ] 和Retinex匀光算法[ 3 ] ，MASK匀光方法相减得到的结果影像中较暗的区域反差低，较亮的区域反差高[ 4 ] ，Retinex匀光算法对边缘等影响高频信息有增强效果，但对影像对比度有一定的抑制作用，会造成反差下降[ 5 ] 。第二类是基于标准影像的匀光处理方法，具有代表的有Wallis匀光法。Wallis变换能在增强原始影像局部反差的同时又压制噪声，具有局部自适应功能。李德仁提出基于Wallis变换的色彩均衡处理方法，并应用于匀光处理软件GeoDodging中[ 2 ] 。经典的用于单幅的Wallisy匀光算法对光照不均匀影像进行了分块处理，不可避免的出现了程度不同的“块效应”，在选择标准影像上也未针对影像的具体情况进行选择，容易导致匀光后影像总体色调偏离。本文针对上述问题对Wallis匀光算法进行了改进，对影像进行重叠分块并合理选取标准均值和方差对影像块进行Wallis匀光处理得到初步匀光结果，再对分块重叠区域的过渡处理消除影像的“块效应”，实验表明，该算法有较好的匀光效果。
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user: 2. Wallis匀光算法 2.1. Wallis滤波匀光算法原理 一幅影像的灰度均值反映了它的色调与亮度，方差则反映了它的灰度动态变化范围，并在一定程度上反映了它的反差，要想影像之间达到色彩平衡，应该使不同影像具有近似一致的灰度均值与方差。依据这个原理，Wallis滤波器将影像的灰度均值及方差映射到某一定值，并且使不同影像的灰度方差和灰度均值都近似相等[ 6 ] 。变换不同的影像之间或影像内部的不同位置上的灰度均值和标准偏差使之具有近似相等的数值，增强光照不均匀影像中灰暗区域的亮度及对比度。 Wallis匀光算法使用的滤波器可用下式表示： (1) 式中： 为原始影像在 处的灰度值， 为经过Wallis变换后结果影像在 处的灰度值， 为原始影像的局部灰度均值， 为原始影像的局部灰度标准偏差， 为变换后影像局部灰度均值的目标值， 为变换后影像的局部灰度标准偏差的目标值， 为影像方差的扩展常数， 为影像的亮度系数，分析(1)式，当b趋向于1时，影像均值被强制到 ，当b趋向于0时，影像的均值被强制到 。当调节系数c和b都取1时，此时(1)式也可表示为如下线性变换式(2)： (2) 分析(2)式，当 等于 ， 等于 时，即待校正影像与标准影像的均值和方差一致，采用(2)式进行变换不会引起影像灰度的改变，并且能使待校正影像与标准影像的亮度和方差基本一致。 2.2. 改进的Wallis匀光算法 经典的用于单幅的Wallis匀光算法处理的结果影像容易出现块与块明显的分界线，这是因为Wallis匀光将图像的左分块的均值和右分块的均值调成一致，但是相交的地方匀光后亮度不一致，所以出现明显的分界线。单幅影像的Mask匀光算法在处理不均匀光照影像过程中，并没有考虑原始影像的反差分布不均匀，得到的结果影像仍然存在反差不均匀现象。为了解决上述问题，将Wallis匀光算法进行了改进，下面将改进算法分成3个部分详细介绍：分块方案、标准影像的选取、重叠区域的过渡处理。 1) 分块方案 由式(2)可知，对影像进行Wallis匀光处理需要确定局部均值方差，即 和 ，经典的用于单幅的Wallis匀光算法对影像进行互不重叠的分块，取 和 为待处理点所在分块的均值和方差，标准均值方差为最亮区域的均值方差，由此容易产生“块效应”。为了克服这种“块效应”，在分块时将影像分成相互有重叠区域的矩形分块，再对矩形分块的重叠区域进行过渡处理。分块大小可依据影像大小来确定，一般将影像进行6 × 6分块，重叠区域设为块影像的四分之一，若重叠区域过大，在对重叠区域进行过渡处理是会增大计算量，若重叠区域过小，则不能对充分消除“块效应”。 2) 标准影像的选取 Wallis匀光算法另一关键在于确定标准均值方差。对于内部没有光照剧烈反差且光照不均区域不超过影像面积的一半的影像，将最大均值所在块的均值反差设为标准均值方差，因为对于这种影像，光照最亮的部分在成像时具有最好的光照条件，所受到的辐射衰减最小，最能代表地物真实的辐射状况[ 6 ] 。但是然而由于河流湖泊等地物的反射特性也会有其他情况导致遥感影像产生较大的光照反差，此时不能选取均值最大块作为标准块，可以选用整幅影像的统计参数作为标准参数[ 7 ] ，或者将目标均值设为经验值100~150之间，方差设30~70之间的数值。 3) 重叠区域的过渡处理 对相邻分块在重叠区域内出现的色调差异影像较大的是块的色调整体漂移，只需要通对块与块之间的重叠区域进行线性变换，使每个分块的色调接近相邻分块的色调，降低分块内部重叠区域内的色调差异，提高影像整体质量。重叠有以下两种情况，左右重叠和上下重叠，如图1和图2所示。 左右重叠区域的过渡处理： 对左影像在重叠区域内的每一个像素，按下式进行处理： (3) 对右影像在重叠区域内的每一个像素，按下式进行处理： (4) 其中， 原始影像在 处的灰度值， 是经过线性变换之后的灰度值， 和 分别表示左影像在重叠区域中的最左边和最右边边界上的像素的灰度值。 和 分别表示右影像在重叠区域中的最左边和最右边边界上的像素的灰度值。 上下重叠区域的过渡处理同左右影像在重叠区域内的处理方式一致。 改进的Wallis匀光算法流程图如图3所示，具体过程如下： 图1. 左右重叠示意图 图2. 上下重叠示意图 图3. 改进算法流程图 1) 读取待处理影像，并对影像进行重叠分块，计算分块后影像的均值方差。 2) 分析影像的具体情况，确定标准影像的均值方差。 3) 利用 、 、 、 进行Wallis匀光。 4) 对影像分块的重叠部分进行线性过渡处理，并得到最终结果影像。
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user: 3. 实验与分析 为了验证改进后的Wallis匀光算法的有效性，选取了光照不均匀且反差强烈黑白影像，大小为512像素 × 512像素，如图4所示，用改进算法进行处理，如图5所示，同时将原始影像用经典Wallis匀光算法和和MASK匀光算法处理，结果分别如图6和图7所示。 对匀光处理结果的评价主要从定性和定量两个方面来进行分析，处理结果要反差适中、图像清晰、信息丰富，保持原影像的平均亮度，不过分增大影像反差，并且保持原影像信息不丢失。 1) 定性方面：从目视上看，原始图像左下区域偏亮，同种地物与其他部分相比呈现了不同的色调， 图4. 原始影像 图5. 改进的Wallis匀光算法结果图 与其他区域部分反差较大，图8为其灰度直方图，灰度范围主要集中在偏暗区域，反差较小。图7是将原始影像进行3 × 3正方形分块，计算每个分块的均值方差，取标准均值方差为整幅图像的均值方差，采用(2)式进行Wallis匀光所得结果图，可以看出，影像存在明显的块与块的分界线，且块与块之间明暗程度不一，目视效果不佳。但从图9看出，Wallis匀光增大了影像的反差。MASK匀光结果影像消除了原始影像部分偏亮的现象，但是也存在整体偏暗的问题，从图10中的灰度直方图中可以看出，影像灰度范围教小，降低了原始影像的反差。改进的Wallis匀光算法结果影像避免了出现“块效应”现象，整体平滑、清晰，目视效果好，从图11也可以看出影像增大了原始影像的反差，达到了匀光效果。 2) 定量方面：由于均值可以反映亮度变化，而平均梯度可以反映影像中微小细节反差与纹理变化特征，同时也表达影像的清晰度，故可以采用影像均值、标准差、平均梯度[ 8 ] 。均值的定义为整幅影像灰度的平均值，平均梯度是影像内灰度的差异，可以反映影像细部反差，平均灰度越大，细部反差就越大，平均梯度可以采用下式计算： 图6. 经典Wallis匀光算法结果图 图7. MASK匀光算法结果图 (7) 式中，M、N为影像的长宽， ， 分别为像素 在x，y方向上的一阶差分值。本文将原始影像与结果影像分为左上，右上，左下，右下四个不重叠部分，表1和表2分别是为原始影像和结果影像的均值、标准差和平均梯度。 从表1的数据可以看出，原始影像的均值、标准差和平均梯度都在左下部分大于其他各个区域，原始影像的亮度和反差较高，而右上部分的亮度和反差较小，整幅影像亮度和反差不均匀。比较表2结果影像的各个参数，传统分块处理结果图的参数中均值方差在各个部分分布均匀，影像各个局部和整体的的亮度和反差都比原影像有所提高，经过MASK匀光法处理的图像，均值在各个区域基本保持一致，但整幅影像偏暗，灰度均值在各个部分相差较小，且细部反差也变小，未提高影像清晰度。而经过Wallis匀光方法处 图8. 原始影像直方图 图9. 图6的直方图 图10. 图7的直方图 图11. 图5的直方图 Table 1 Mean， standard deviation and average gradient of original imag 局部 原始影像 均值 标准差 平均梯度 左上 88.26 37.16 20.57 右上 70.15 31.17 18.75 左下 127.34 44.97 29.93 右下 82.62 38.57 21.37 表1. 原始影像均值、标准差和平均梯度 Table 2 Mean， standard deviation and average gradient of result imag 局部 传统分块处理结果图 MASK匀光影像 改进算法匀光影像 均值 标准差 平均梯度 均值 标准差 平均梯度 均值 标准差 平均梯度 左上 89.56 30.06 21.55 85.84 27.00 23.78 90.50 31.53 30.52 右上 75.13 29.15 26.07 84.09 23.29 21.40 85.14 30.18 29.10 左下 99.41 36.05 28.95 89.23 30.53 22.97 101.97 33.11 26.48 右下 80.02 30.74 25.56 87.21 29.30 23.50 89.42 31.74 29.51 表2. 结果影像的均值、标准差和平均梯度 理的图像，均值在各个区域趋于一致，接近光照均匀影像。各部分反差与平均梯度较MASK匀光方法得到的结果有明显提高且各个部分保持一致，影像整体反差均匀，增强了影像细节信息，影像细节清晰。从定量方面分析，改进算法也具有优势。
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user: 4. 结论 MASK匀光方法和Wallis匀光算法都能使影像均值在各个区域保持一致，即改善图像的光照不均现象，但MASK匀光方法降低了影像的反差，使得匀光后影像出现反差不一致现象，Wallis算法在改善影像亮度不均现象的同时校正了影像反差，使整体影像反差趋于一致。改进的Wallis算法将影像进行了有重叠区域的分块并对重叠区域进行了过渡处理，避免了结果影像出现“块效应”。
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user: 摘 要 水体是万物生长之源，是社会经济可持续发展之根本。湖北省素有“千湖之省”的美誉，但随着社会经济的发展，近几十年来，水体资源的储量和开发利用环境发生了很大变化。TM影像具有一定的空间分辨率和定位精度、且有较高的波谱分辨率和极为丰富的信息量。本文通过多年的TM影像，主要运用多波段组合法提取各年的水体，从而检测湖北省水体面积的变化，完成湖北省不同年份水体面积统计分析，结果表明所述方法对于研究一定时期的水体变化是可行的。 关键词 :LANDSAT TM影像，水体面积，水体提取，变化检测
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user: 1. 引言 TM影像是指美国陆地卫星4~5号专题制图仪(Thematic Mapper)所获取的多波段扫描影像。TM影像有7个波段，覆盖了可见光、近红外到热红外的光谱区间。利用水体在7个波段上光谱的不同特征以及其他地物与水体的区别，通过分析水体及背景地物的光谱值，利用单个波段或多个波段组合来提取TM 影像中的水体信息。 水资源是一种重要的自然资源，关系到社会经济可持续发展和生态环境建设。对水域面积的统计分析和动态监测有助于湖北省对省域范围内的水体统一管理、保护和合理利用。
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user: 2. 水体信息的提取 2.1. 图像预处理 本研究中，图像均来源于地理空间数据云。在实验前需要对图像进行预处理，包括去条带、去云、图像拼接和图像裁剪。 由于Landsat-7 ETM + 机载扫描行校正器(SLC)故障导致2003年5月31日之后获取的图像出现了数据条带丢失，严重影响了Landsat ETM遥感影像的使用。本研究中，使用去条带插件进行去条带处理。该影像条带的去除可采取多影像局部自适应回归分析模型或多影像固定窗口回归分析模型。该条带修复补丁是针对单影像的功能补丁，由于仅竖向的插值操作使得结果有一定的误差，但跟之前的影像相比已经改善了许多。 图像去云使用的是基于ENVI二次开发的一个去云模块。使用时只需将文件置于***\ITT\IDL64 \products\envi44\save_add文件夹内，然后运行ENVI，Basic Tool菜单中选择Haze tool。Haze tool主要由三部分组成：云层厚度检测(haze detection)，云层厚度完善(haze perfection)，云层去除(haze removal)。这三部分前后连贯，每一步的结果都会影响到最终的除云效果，而且在参数的选择上主观性较大。 因研究范围的要求，需要在几何上将全省范围的11幅TM图像连接在一起，并且保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显的接缝。本研究中，运用ERDAS对图像进行拼接，选择直方图均衡化的方法对拼接后的图像进行匀色处理，拼接处像素采取平均值的算法得到。 由于图像拼接后影像并不是一个规则的图形，所以要对拼接后的TM影像进行裁剪，得到感兴趣的规则的矩形区域。 2.2. 水体提取的原理 水域提取主要是对水域信息的识别和提取，即通过一定的规则和方法将水域信息与非水域信息相互区别开来。而两类信息的区别的分离程度及准确性即是评价水域信息提取的主要判别标准。 由于水体和陆地在接受了太阳辐射的相互作用之后，对于太阳辐射的反射、吸收、散射、透射的特征差异非常大，而使其在遥感图像上的反映截然不同，对于不同波段的不同反映形成了对于水域信息唯一的波谱响应特征，成为区分水域信息和其他非水域信息的重要基本原理[ 1 ] 。 2.3. 水体提取的方法 2.3.1. 单波段阈值法 单波段阈值法主要利用对水陆界线反映较好的TM影像的第5波段(中红外波段) [ 2 ] ，根据影像的灰度特征经过数据采样确定其阈值，进行水体的提取。提取模型如下式所示，其中TM5表示第五波段的灰度值，T为水体提取的灰度阈值。 (1) 2.3.2. 水体指数法 水体指数法的基本原理是通过波段之间的比值运算增强某些地物之间的反差。 考虑水体的波谱特征是在TM2具有较强的透射性，TM5处于水的吸收带内，反映含水量敏感，因此采用TM2波段与TM5波段数值之差和这两个波段数值之和的比值作为归一化水体指数(NDWI)，当满足NDWI > C时所提取的地物为水体。归一化水体指数计算式为 (2) 式中：TM2为近红外波段，TM5为绿光波段。 水体在此两波段光谱特征有着明显的差异，而且由于水体的反射从可见光到红外波段逐渐减弱，在近红外和中红外波长范围内的吸收性最强，而植被在近红外波段的反射率最强。因此，用绿光波段和近红外波段的反差构成NDWI指数，可以最大程度上地抑制植被的信息[ 3 ] ，从而突出水体特征，进而提取水体信息。 2.3.3. 改进的归一化水体指数MNDWI [ 4 ] (3) 其中，MIR为中红外波段，如TM/ETM + 的第5波段。 利用中红外波段替换近红外波段构成的MNDWI可快速、简便和准确地提取水体信息，比NDWI指数有着更广泛的应用范围。MNDWI除了可用于植被区的水体提取以外，还可以用于准确地提取城镇范围内的水体信息[ 5 ] 。然而此方法的缺点是不易区别阴影，只是适用于平原区。 2.3.4. 增强水体指数EWI (4) 增强型水体指数EWI (Enhanced Water Index)，有效区分了半干旱地区的半干涸河道与背景噪音。在利用形状指数去噪音方法的基础上，使用GIS技术去除背景噪音，弥补了形状指数去噪音方法的缺陷，更好地去除水系提取过程中混入的背景噪音[ 6 ] 。然而此方法的缺点是受限于特殊的应用环境，在非干旱地区进行实验效果并不理想。 2.3.5. 混合水体指数CIWI CIWI主要由MODIS的第七波段和NDVI的组合模型，有效解决了水体、植被和城镇等信息的分离。 (5) 其中，C为常数 由于NDVI对植被表现最为敏感，易于分离水体与植被信息，近红外通道CH7的城镇光谱值最高，水体的光谱值最低，城镇和水体光谱值差异最大，易于区分水体与城镇[ 7 ] 。先求出N与NDVI之和，并利用C平移结果，这样使水体仍保持在低值区，城镇处于高值区，植被介于两者之间，从而增强三者之间的差异。 2.3.6. 彩色空间转换 由于遥感影像分辨率的限制，地物在影像上常以混合像元存在。对于一些细小水体或分类精度要求较高时，其它提取方法都有一定的局限性。对此，可通过彩色空间转化，转换到HIS空间(HIS变换)，实现3个分量的重新分配，再返回到RGB空间(RGB变换)达到理想的彩色合成效果，从而减少山体阴影影响，突出了水体差别，有利于提高监督分类的精度[ 5 ] 。 2.4. 实验结果 本阶段水域提取所得到的湖北省水域分布二值化图像如图1和图2所示。 在本研究水体提取过程中，主要运用的是多波段组合法，最终提取得到的湖北省水域分布二值化图像效果较好。尽管初步提取后得到的水体二值化图像中存在大量小图斑，但是经过进一步处理，剔除掉了绝大部分小图斑，最终得到的水域分布图整体视觉效果良好，最后通过将得到的水体二值化图像与搜集的数据作对比发现，湖北省各水域基本上都比较好的被提取了出来。总而言之，本阶段水域提取所得到的结果完全可以满足下一阶段进行湖北省水域面积变化提取的精度要求。
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user: 3. 湖北省水体面积变化信息提取与分析 3.1. 变化信息的提取 在获取各年份水体范围图像后，可采用目视比较法、影像相减法、假彩色合成法等方法对各年份的图像进行比较，进而提取变化信息。 目视比较法精度不高，但能发现大面积的变化，且较为简单，在ENVI软件中有比较方便的工具(Tools)，例如View Bend、View Flicker和View Swipe等显示辅助工具。 影像相减的前提是相减的两幅影像必须包含相同的投影信息以及地理坐标信息，即两幅影像必须已经经过配准。影像相减法在ENVI中可以使用Band Math工具实现。利用两幅影像相减所获得的新的影像，在没有变化发生的区域内的像素灰度值为0，而在发生了变化的区域内像素值不为0。为了进一步区分变化的类型，如果像素灰度值为负数，那么代表的就是减少(即为水体变为陆地)的变化；如果像素灰度值为正数，那么代表的就是增加(即为陆地变为水体)的变化。 3.2. 局部变化信息的提取结果 长江以及部分湖泊的变化情况如图3和图4，其中蓝色部分为水体减少的部分。 3.3. 湖北省水体面积变化情况 图5是基于时间序列的一系列影像，顺时针依次为2013年、2011年、2000年、2005年。 图1. 2000年湖北省水域范围提取结果图 图2. 2005年湖北省水域范围提取结果图 图3. 2000与2011年湖泊变化情况 图4. 2000与2011年河道宽度变化情况 图5. 时间序列水体提取结果二值影像 基于二值影像获取水体面积，湖北省水体面积变化如表1所示。 3.4. 原因分析 湖北省水体总面积在2000年至2005年间出现急剧减少现象，2005年后呈现增长态势。除去影像水体提取时的误差，2000年至2005年间，湖北省水体面积急剧减少的原因包括自然原因和人为原因。2011 Table 1 The water area in different years in Hubei provinc 年份(年) 2000 2005 2011 2013 水体区域像素总数(个) 10，354，889 5，207，575 7，757，543 13，546，163 换算水体面积(平方米) 6，212，933，400 3，124，545，000 4，654，525，800 8，127，697，800 表1. 湖北省不同年份的水体面积 年，湖北省大面积出现干旱，长江、汉江水流减少，部分中小河流断流，同时，由于降雨量小，湖泊水体萎缩，洪湖、斧头湖、长湖等主要湖泊水体面积急剧减少。另一方面，湖北省实施围湖造田、人为垦殖、开发房地产等，侵占和蚕食湖泊，使湖泊水体大面积减少。2005年后，湖北省水体面积呈上升趋势，这主要得益于湖北省实施的“三大转变”，重视水体和湿地的保护，严格保护、合理利用水体和湿地。随着观念的转变，从大江大湖到沼泽水库，越来越多的水体和湿地成为了重点保护对象，因此，在2005年后，水体面积开始回升，到2013年，水体总面积已超过2000年。
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user: 4. 结论 本文采用多波段组合法对TM影像进行水体提取，得到2000年、2005年、2011年、2013年湖北省水体面积的范围，从而计算出各年份水体的总面积，结合影像和其它资料，分析了湖北省水体面积自2000年到2013年间的变化趋势以及变化原因。总体而言，湖北省水体面积从2005年开始逐渐回升，面积增加的趋势明显，这得益于湖北省政府和人民对水体和湿地的重视，同时也说明了湖北省对于水资源保护的政策已初步取得成效。
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user: 摘 要 应用CFD技术和Euler三相流模型对内循环三相流化床反应器内部流场进行数值模拟，分析讨论了反应器中气含率、固含率及液速的分布及其成因。结果表明反应器中气含率、固含率及液速具有显著不同的特征。相对于降流区，反应器升流区气含率径向分布显著不均匀，但随轴向高度的增加分布不均匀性有所改善，其最大值对称于中心轴线附近，降流区气含率径向分布虽然比较均匀，但气含率远远小于升流区。降流区和升流区固含率径向分布均呈现环核结构特点，即固含率径向分布峰值位于边壁附近，而中心区固含率径向分布相对均匀，且不同轴向高度的径向分布形式接近。升流区液速呈中心大边壁小的特点，但随轴向高度增加径向分布趋于均匀，降流区液速分布呈明显的套管环隙流动特征。 关键词 :三相流化床反应器，CFD，气含率，数值模拟
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user: 1. 引言 内循环三相流化床具有结构简单、混合良好、能耗较低等优点，已被广泛应用在石油化工、印染工业、食品加工等领域的废水处理过程中[ 1 ] [ 2 ] 。但由于多相流过程的复杂性及多相流测量方法和成本的限制，现阶段的研究多集中于反应器中全床平均流体力学规律[ 3 ] [ 4 ] ，对各局部流体力学参数和相含率的轴径向分布的研究非常有限。近年来，随着计算机技术、数理方法和流体力学理论的发展，基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamic， CFD)的数值模拟在反应器流场的研究中运用越来越多[ 5 ] -[ 7 ] 。相比于实验研究，数值模拟方法成本低、速度快。同时，模拟结果既可以得到反应器中的总体流动参数，又可以分析反应器中的局部流动特征。在掌握反应器内流动特性，优化反应器结构的分析设计中，利用计算机进行数值模拟是一种重要的研究手段。 本文基于CFD技术，利用Fluent商用软件对内循环三相流化床进行数值模拟。对反应器内局部的气、固相含率以及液相速度的轴径向分布规律进行分析。加深了对内循环三相流化床内部流场的认识，为内循环三相流化床的开发和设计提供参考。