DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 结论 随着科技的不断创新，电化学传感器将在我们生活的方方面面发挥着越来越大的作用。从最早的20世纪50年代一直到现在，电化学传感器的发展从未停歇，在探索与创新之中不断前进。近年来，关于电化学传感器的文献有很多，本文主要介绍了一些创新点比较大的电化学传感器。这些文章仅仅只是单一地介绍了某一个电化学传感器，所以本文在这些文章的基础之上又对这些电化学传感器的特点加以总结和概括。本文是在近几年来的文献基础上完成的，希望能为以后电化学传感器的研究提供新的思路。
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user: 6. 展望 如今，电化学传感器在食品检测，医药分析等方面已经得到了应用，随着微电子技术和其他技术的发展，未来电化学传感器将在更多领域得到更好的发展，有着更加美好的发展前景和应用前景。
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user: 摘 要 本文阐述了沼液用于水培植物营养液的研究现状，目前经采用沼液进行水培实验研究的植物主要有生菜、水芹、油菜，蕹菜、甜瓜、西洋菜和小球藻等，它们均可以在稀释沼液中生长，且稀释倍数对这些植物的生长情况有较大的影响；在稀释沼液中添加化肥、常规营养液、铁、磷、钾，可以大大提高植物的生长量和品质；沼液经过前处理脱氨后，再用于水培植物，可以大大减少沼液稀释倍数，且减少了植物中 NO 3 -N的含量。在综述文献的基础上还提出了沼液水培研究的热点方向。本文可为沼液资源化利用研究提供参考。 关键词 :沼液，水培，营养液，进展 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 沼液速效营养能力强，养分可利用率高，是一种传统的优质有机肥料。然而随着中国规模化猪场和沼气工程的发展，沼液的数量巨大，大型养猪场周围的土地使用空间有限。剩余沼气在中国各地区造成了较大的环境负荷，威胁着食品安全和人类健康。传统的土地消纳和现代的污水治理工艺都不能全面解决这一问题。将沼液作为营养液用于无土栽培中，不仅可以解决沼液污染问题，资源化利用沼液，还可以将无机耗能型无土栽培技术转变为有机生态型无土栽培技术。将沼液用作无土栽培基液进行绿色无土栽培，产出好，技术简单，便于推广，可降低生产成本，减少污染物排放，从而实现畜禽养殖的可持续发展。 沼液是畜禽粪便厌氧发酵后的残留液，其中包含的矿物质丰富 [ 1 ]。沼液本身是一种植物营养的优质来源，能够提高土壤质量 [ 2 ] [ 3 ]。沼液是腐熟的速效水肥，含有丰富的有机质、腐植酸、N、P、K等营养成份及氨基酸、维生素、酶、微量元素等生命活性物质，而且这些营养物质可利用率高，能迅速被作物吸收利用。沼液虽然在产生甲烷和二氧化碳的同时损失了大量的碳，但是沼液中仍保留了90%的氮元素。统计测定结果显示，沼液中含全氮(TN)的质量分数为0.026%~0.081%，其中氨氮(NH 3 -N)占全氮量的60%~75%，其次为有机氮；全磷(TP)含量为0.02%~0.07%，全钾含量在0.047%~1.40%范围内。另外，沼液中还含有丰富的微量元素(如铜、铁、锌、硼等)、多种植物生长素(如赤霉素、吲哚乙酸等)、B族维生素和某些抗菌素等 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。
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user: 2. 沼液用于无土栽培营养液的机理研究进展 把沼液作为肥料应用蔬菜生产，前人已作过一些试验探讨 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]，具有增产提高质量的作用。沼液用于水培蔬菜与作物，近几年来有相关报道。 周彦峰等人 [ 11 ] 分析了沼液用于无土栽培的营养机理。一是沼液含有丰富的植物生长所需的营养物质，氮、磷、钾被保存于发酵残留物中，而且它们在发酵的过程中被转化为简单的化合物，更易于被动物、植物吸收利用。如有机废弃物中的有机氮素，一部分被转化为氨氮的形式，氨氮相当于速效氮，沼液中的粗纤维含量比有机废弃物中的低，而其粗蛋白含量则高于有机废弃物。用于沼气发酵的有机废弃物通常为人畜粪便和植物废弃茎叶等，这些原料的成分大都为纤维素、蛋白质和脂肪等。通过沼气发酵后，其发酵残留物保留了丰富的粗蛋白、粗纤维和粗脂肪等营养成分 [ 12 ]。另一部分，则参与代谢或者分解为氨基氮——游离氨基酸的形式。氨氮是理想的氮肥，而氨基酸则是饲料的最佳氮素来源。二是沼液中含有大量的生物活性物质，包括各种水解酶类，B族维生素。腐殖酸，沼气发酵残留物中的B族维生素能促进植物和动物的生长发育，提高动植物抵御病虫害的抗逆性 [ 13 ]。三是还含有丰富矿物质元素。
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user: 3. 沼液作为水培植物营养液的前处理方法研究进展 2017年王文超 [ 14 ] 通过脱氨工艺处理，沼液氨氮有较明显的脱除效果，可达到92.2%，氨氮大幅脱除降低沼液对植物的生理毒性。原沼液水培生菜至少需要稀释50倍才能保证生菜正常生长，而经过脱氨后的沼液只需要稀释5倍即可实现生菜水培的良好长势，将脱氨沼液稀释5~30倍用于生菜水培，生菜的相对生长量均高于在营养液中水培，其中5倍稀释水培的生菜相对生长量最高，可达到150%。在生态指标方面，不同倍数稀释的脱氨沼液水培生菜的叶、植株的长势优于营养液水培生菜，而营养液水培生菜的根系活力比脱氨沼液强，但差异不明显。在品质指标方面，脱氨沼液水培生菜的VC、还原糖、叶绿素和类胡萝卜素的含量与营养液水培生菜相当，甚至有些稀释倍数的脱氨沼液水培生菜含量更高。而在生菜的NO 3 -N含量上，脱氨沼液水培生菜体现出明显的优势，5倍稀释脱氨沼液的水培生菜中NO 3 -N含量仅为13 mg/Kg，约为营养液水培生菜的4.6%，极大的提高了水培生菜的品质。 梁飞虹等人 [ 15 ] 对沼液进行脱氨预处理后再稀释5~30倍水培生菜，在培养高品质生菜的同时净化沼液，净化后的沼液应用于农田灌溉。实验证明，稀释5~10倍水培生菜，其生长量和类胡萝卜素明显优于营养液水培；综合沼液净化效果和节约用水方面，稀释5~15倍最优。 周彦峰等人 [ 11 ] 认为EC值控制在2.0~4.0 ms/cm之间，并用硝酸或磷酸来调节沼液的pH值到5.8~6.5之间，可以促进多数作物的生长发育。沼液应事先在贮液池进行30天的沤肥，才有利于养分转化，消除沼液中的还原物质，并在栽培槽进口处设置增氧机增氧，是补充沼液因厌氧发酵而产生缺氧的有效方法。加入鳌合态铁以保持沼液中一定的铁浓度是解决沼液缺铁行之有效的方法。
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user: 5. 结论 以上实验结果及分析表明： 1) 生菜、水芹、油菜，蕹菜、甜瓜、西洋菜和小球藻可以在稀释沼液中生长；稀释倍数对这些植物的生长情况有较大的影响； 2) 在稀释沼液中添加化肥、常规营养液、铁、磷、钾，可以大大提高植物的生长量和品质； 3) 沼液经过前处理脱氨后，再用于水培植物，可以大大减少沼液稀释倍数，且减少了植物中NO 3 -N的含量； 今后沼液水培研究的热点方向是：沼液脱氨、脱毒以及稳定化预处理方法及工艺；沼液水培的营养机理；植物在沼液水培过程受到的环境胁迫与生理反应机理；沼液水培配方研究。
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user: 摘 要 利用2015年6月至2016年5月长江中游四个中心城市(武汉、长沙、合肥、南昌)大气环境质量监测站发布的PM 10 、PM 2.5 的质量浓度数据，分析了长江中游地区PM 10 浓度、PM 2.5 浓度的逐月变化和空间分布规律；同时利用HYSPLIT模型的72 h前向轨迹聚类方法，分析了PM 10 、PM 2.5 等可吸入颗粒物的水平方向输送路径。结果表明，长江中游地区可吸入颗粒物浓度的变化趋势一致，均呈现夏季低、冬季高的规律，且冬春季节波动频繁，表明可吸入颗粒物污染与区域性污染物迁移有较大关系，武汉市各季节PM 2.5 浓度在四个城市中均最高，PM 10 浓度冬春季节低于其他城市，夏秋季节高于其他城市；水平方向轨迹聚类分析表明，长江中游地区有两种主要的气流输送类型，即近源(来自周边省区及本区域城市群间的污染)污染气流和来自远源海洋的清洁气流；气流轨迹的季节变化特征明显，春、夏、秋季的颗粒物主要来源于周边河南省、湖南省、安徽省等本地和周边区域。因此冬春季节本区受到来自偏北方向的气流影响显著，这一结论可为本区冬季治霾提供思路，为长江中游地区大气污染联防联控提供参考依据。 关键词 :长江中游地区，轨迹聚类分析，可吸入颗粒物浓度，水平气流轨迹 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 目前我国大气污染问题逐渐呈现区域性复合型污染的特点 [ 1 ] [ 2 ]，城市间大气污染的相互影响和叠加日渐突出，污染物二次转化的贡献也在增加 [ 3 ]。其中以可吸入颗粒物为主的污染持续加重 [ 4 ]，表现为本地源和区域源外源并存的复合型污染特征 [ 5 ]。定量分辨本地源和外源的影响，是城市间联防联控的依据。 国内学者针对部分城市群内部的大气污染问题及潜在源区进行了详细分析。在珠三角地区，低层大气污染物分为远距离输送、局地输送和城市间输送，其中城市间输送是最重要的输送方式 [ 6 ] ；2014~2015年，来自海洋的清洁气流和来自内陆的污染气流是苏锡常地区的主要输送类型，春夏秋季的潜在源区主要分布在苏锡常本地和周边城市 [ 7 ] ；影响冬季长三角地区区域空气质量的污染源区有西北内陆长距离输送源、华北和华东地区，其中区域性污染和长距离输送对长三角地区空气质量有重要影响 [ 8 ] ；在京津冀地区，北京城区2014~2015年PM 2.5 的主要来源于华北及黄淮平原的污染输送，北京大气污染防控应特别注意鲁中、鲁西、冀南的近距离输送；秋冬季来自黄土高原及西部荒漠地区的远距离输送贡献依然很大 [ 9 ]。2012~1013年天津市大气污染物的高值集中在山东省北部、河北省及天津本地 [ 10 ]。2016年石家庄市PM 2.5 污染受源于京津地区气团的影响较大，河北省是影响石家庄市环境空气质量的最主要潜在源区 [ 11 ]。 归纳起来，上述四大城市群的潜在源区包括远距离输送、区域输送和城市群内部间的输送，然而针对长江中游地区大气污染物潜在源区的研究较少，有针对性的进行本区域可吸入颗粒物的时空分布和源区构成的量化研究不足，对特定地点水平方向输送路径在垂直方向的传输高度的对比研究较少，因此本文选择长江中游地区的中心城市作为研究地点进行分析。以长江中游地区的武汉、长沙、南昌、合肥四个城市的可吸入颗粒物作为研究对象，利用HYSPLIT多受点前向轨迹模型、轨迹聚类分析方法，对2015年6月至2016年5月的区域水平向和垂向主要污染传输通道和颗粒物质量浓度分布规律进行模拟研究，确定气团移动轨迹，研究可吸入颗粒物的输送路径，辨别影响本区PM 2.5 污染的关键源区，同时为长江中游地区城市群大气复合污染联防联控提供参考数据。
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user: 2. 研究区概况 长江中游属亚热带季风区，气候温和湿润，雨量充沛。长江中游地区城市群是以武汉、长沙、南昌、合肥四大城市为中心的4省40座地级市所构成的城市群，经济社会联系紧密，占地面积约31.7万平方公里，是长三角城市群的3倍，珠三角城市群的5倍。近年来随着经济的快速增长，大气复合型污染日益突出，长江中游地区许多城市冬季霾污染情况正在加重。根据四个城市环境质量状况公报的结果，细颗粒物PM 2.5 为长江中游地区的首要污染物，本研究即以PM 2.5 和PM 10 作为研究对象进行源区分析。
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user: 3. 研究方法 3.1. 数据来源 环境质量监测站点的PM 10 、PM 2.5 的资料来自于武汉、长沙、南昌、合肥四大城市的环境质量状况公报，用于基础输入数据服务于HYSPLIT-4模型。风速、能见度、温度、气压数据来自于美国国际气象数据中心(http://www.meicmodel.org/)提供的全球资料同化系统，代表常规气象数据服务于HYSPLIT模型。 3.2. 分析方法 本研究选用2015年6月至2016年5月长江中游地区4个中心城市(武汉、长沙、南昌、合肥)国家环境空气质量自动监测站的可吸入颗粒物(PM 10 )、细颗粒物(PM 2.5 )数据，进行统计分析。同步气象要素数据(水平向和垂向风速、温度、气压、相对湿度、降水)从网站(http://www.noaa.gov/archives)下载得到。 本研究使用的分析方法是基于GIS的TrajStat软件，利用HYSPLIT模型进行轨迹聚类分析 [ 12 ]。 HYSPLIT模型是用于分析和计算大气污染物输送、扩散和沉降轨迹的专业模型 [ 13 ]，反映气流输送的特征。本研究中目标经纬度设置为30.55˚E、114.32˚N，模拟范围设置为0~10000 m，大气边界层的平均流场采用500 m高度，既可以代表区域气流流动特征(风)，又能减少近地面摩擦力的影响 [ 6 ]。本研究设置模型时间为2015年6月1日0:00到2016年5月31日23:00，每6 h一条轨迹，推算时间为72小时，通过气流轨迹识别出在接收位点观察到的高浓度污染物的可能来源区域，当经过设定区域的气团到达受点所对应PM 10 、PM 2.5 值超过设定限值(以环境空气质量二级标准值为限)，计算网格内所有轨迹的数值，采用Angle Distance算法 [ 13 ] 计算气流轨迹之间的距离并进行分类，利用HYSPLIT模型将轨迹数据划分为不同的运输组或集群，进行轨迹聚类分析。
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user: 5. 结论 2015年6月至2016年5月，通过横向对比长江中游地区主要城市(武汉、长沙、合肥、南昌)的可吸入颗粒物浓度，发现四个城市PM 2.5 浓度、PM 10 浓度均表现为冬季最高、其次为春季、秋季，夏季最低，且冬春季节的波动较为剧烈。武汉PM 2.5 的年均浓度大于其他各城市，PM 10 年均浓度小于合肥，大于长沙和南昌，武汉市颗粒物污染较为严重。 运用HYSPLIT模型分析可吸入颗粒物的输送、扩散轨迹的水平向气流，结果显示近距离污染源占夏季所有轨迹总数的比例为92.43%，在冬季为79.88%；远距离污染源占夏季所有轨迹总数的比例为7.57%，在冬季为14.63%；说明在春季和秋季，以周边污染源为主，其中河南等省区是潜在的污染源区，而在夏季和冬季，PM 10 、PM 2.5 污染则主要来自本地。总之，本区域PM 10 、PM 2.5 污染的水平气流输送的特征是以近距离污染源为主，潜在的污染源区主要是来自河南等附近省区以及长江中游地区内部的湖南、江西、安徽、湖北等省区的本地区域污染。 就长江中游地区城市群中的分布状况而言，通过计算的数值和轨迹模型分析，武汉和合肥的PM 2.5 和PM 10 的数值明显大于长沙和南昌，表明除城市自身排放的污染外，纬度越高，颗粒物各季节的浓度越高。除夏季外，其他季节的颗粒物潜在来源主要是偏北方的地区，因此，纬度越高，离潜在污染源越近。冬季区域细颗粒的来源和浓度受气流传输影响较大，因此，确定长江中游区域主要气流的传输通道对开展大气联防联控有重要意义。
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user: 摘 要 本文利用长江流域225个地面站点1979年到2017年近40年内的日降水资料，通过定义长周期的旱涝急转指数，来研究秋季长江流域的旱涝急转的变化特征(分别为旱转涝和涝转旱这两种形式)。通过对旱涝急转频次以及环流背景的特征的分析，讨论了长江流域的显著旱涝急转的现象，结果表明：1) 从近40年长江流域秋季降水的空间分布情况上来看，长江流域中金沙江流域上游地区降水量较少，而嘉陵江流域的下游地区、鄱阳湖东部地区和岷江流域降水量较多；2) 近40年长江流域站点秋季旱涝急转的发生频次较多，长周期旱涝急转以涝转旱事件为主；3) 近40年高强度旱转涝事件多发生在川渝地区，高强度涝转旱事件多生在湖南地区，即洞庭湖流域，其次存在于下游地区。 关键词 :长周期，旱涝急转，长江流域，秋季 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，受外界活动以及自然现象的影响，旱涝急转现象在我国有些许的增加，成为了大气研究的一个热门话题。长江流域旱涝急转异常一直都是中国汛期降水预测的重要内容。旱涝急转事件严重会影响着中国的粮食安全以及水安全 [ 1 ]，尤其是会对抗旱排涝标准相对较低的作物种植区的粮食产量造严重影响 [ 2 ]，所以降低旱涝急转现象的发生也是科学家普遍关注的问题之一。 历史上长江流域多次出现严重的洪涝现象，造成了巨大经济损失 [ 3 ]。已有不少学者对长江流域旱涝进行了深入研究。唐明等 [ 4 ] 分析了沿海淮北地区旱涝急转的气候成因，并指出暴雨频数、降水强度和短时干旱缺水概率是其成因。吴志伟等 [ 5 ] 研究了长江流域夏季旱涝急转的现象特征，并分析了大气环流对旱涝急转的影响，认为夏季旱涝急转主要受东亚季风、南海季风强度的影响。李迅等 [ 6 ] 探索了旱涝急转的原因，即海温场特征及各个纬度系统的相互作用导致了旱涝急转的发生。封国林等 [ 7 ] 研究了2011年春末夏初长江中下游地区旱涝成因。王传辉等 [ 8 ] 分析了长江流域旱涝急转前后的水汽输送变化和环流特征，认为长江流域低层在西北气流的控制，受东北冷涡以及西北干冷气流和西南暖湿气流共同影响，为洪涝的发生提供了充分的水汽条件。总体而言，研究显示长江流域秋季降水是由于东亚季风推进所产生 [ 9 ]，即旱涝异常与大尺度环流异常有着密不可分的联系 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。 值得注意的是，尽管对长江流域旱涝急转的研究已有较长历史，但大多研究主要对长江流域夏季旱涝急转机制以及其成因进行探索 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]，而对秋季长江流域旱涝关注相对较少。因此，开展长江流域秋季长周期旱涝急转进行研究有重要意义，可为秋季防汛抗旱工作提供参考。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 资料 降水选取中国气象局提供的长江流域225个站点逐日降水资料数据。对于降水资料的缺测，在使用资料前对站点数据进行简单缺测处理，即对各站点缺测记录使用前后两年同日记录均值进行插补。 2.2. 方法 旱涝急转采用长周期指数LDFAI (Long-cycle Drought-Flood Abrupt Alternation Index)进行表征，其公式如下： LDFAI = ( R 前 + R 后 ) ⋅ ( | R 前 | + | R 后 | ) ⋅ 18 − | R 前 | + | R 后 | (1) 其中第一项为旱涝急转强度项、第二项为旱涝强度项、第三项为权重系数，作用是增加长周期旱涝急转事件所占权重，降低全旱或全涝事件权重。因为长周期旱涝急转指数时间尺度为两个月，将秋季8~11月分为两个时间区域，前秋定义为8、9月，后秋定义为10、11月，R前为前秋标准化降水量，则R后为后秋标准化降水量。长周期旱涝急转事件评判标准为：LDFAI大于1的定义是旱转涝现象，小于−1是涝转旱现象。LDFAI的绝对值越大，旱涝急转现象越严重，LDFAI的绝对值越小，旱涝急转现象越微弱。
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user: 3. 近40年长江流域旱涝急转的变化特征分析 3.1. 长江流域各站点旱涝急转的变化特征 根据前文定义计算了长江流域各个站点逐年秋季旱涝急转指数，以指数大于1为标准筛选了出近40年各站点旱转涝的发生频次(图1(a))，以指数小于−1为标准筛选了出近40年各站点涝转旱的发生频次(图1(b))，以及近40年各站点旱涝急转的总次数(图1(c))。从图1(a)可知，陕西安康地区旱转涝次数最小，近40年仅有2次旱涝急转事件，湖南邵阳市、陕西大部分地区旱转涝次数均较小，平均3~5次旱涝急转事件。湖北秭归、湖北大悟、贵州仁怀、贵州松桃、重庆黔江、湖北钟祥地区旱转涝次数最大，近40年发生超过了10次旱涝急转事件。总体来看，长江流域站点的旱转涝发生频次较多的主要集中在川渝、贵州、湖北等地。 从图1(b)可知，陕西镇坪地区涝转旱次数最小，近40年仅有2次旱涝急转事件，湖南、陕西大部分地区次数均较小，平均为3~5次旱涝急转事件。安徽巢湖、四川会理、四川遂宁、陕西商县、重庆黔江、湖北南漳、江苏昆山涝转旱次数最大，近40年发生超过了10次旱涝急转事件。总体来看，长江流域站点的涝转旱发生频次较多的集中川渝地区、江苏下游地区等地。 从图1(c)可知，发生旱涝急转总次数最小在陕西、湖南部分地区，近40年发生了6~7次旱涝急转事件。发生旱涝急转总次数最大在重庆黔江，近40年发生了20次旱涝急转事件，其次是江苏、湖北、四川近40年发生了17~19次旱涝急转事件，次数也较多。 图2为长江流域旱涝急转强度空间分布。图2(a)给出了长江流域旱转涝强度分布。由图可知，湖北武汉一带、湖南芷江一带、陕西等地旱转涝强度较小，即乌江流域附近，强度在1~2之间，代表旱涝急转程度偏弱，致灾性低。而在四川乐山、贵州都匀等地旱转涝强度较大，最大在四川小金一带，即岷、沱江流域附近，强度均值在5左右，代表旱涝急转程度偏强，致灾性高。图2(b)为长江流域涝转旱强度空间分布。由图可见，云南丽江一带涝转旱的强度较小，即金沙江流域南部附近，强度在2~3之间，代表旱涝急转程度偏弱，致灾性低。湖南、贵州、下游地区浙江附近等地的涝转旱的强度较大，最大在湖南通道一带，即乌江流域附近，强度均值在5左右，代表旱涝急转程度偏强，致灾性高。图2(c)为长江流域旱涝急转总强度空间分布。由图可知，云南一带涝转旱总强度较小，即金沙江流域南部附近强度在1~2之间，代表旱涝急转程度偏弱，致灾性低。四川地区、湖南地区等地的旱涝急转总强度较大，尤其是乌江流域附近强度均值在4左右，旱涝急转事件较为严重，代表旱涝急转程度偏强，致灾性高。总体而言，川渝地区和江苏、湖北等长江流域中下游地区旱涝急转总数较多，强度较高。由此可以将长江流域分为两个区域，即川渝区域和长江中下游区域，川渝区域包括四川、重庆，长江中下游区域主要包括安徽、湖北、江苏、江西和浙江等省。 图1. 旱涝急转次数统计分布图 图2. 旱涝急转强度统计分布图 3.2. 不同地区区域性旱涝急转变化特征 进一步对川渝地区和中下游地区旱涝急转指数年际变化进行分析(图3)。由图3(a)可知，川渝地区在1979~2017年间共发生了6次旱转涝事件，其中2011年最为严重，其强度达到6.99，其次是2006年、1994年、1990年、2016年和1999年，5次旱转涝平均强度值为3.99。另有8年发生涝转旱事件，其中1998年最为严重，最大强度达到4.95，其次是1988年、2015年、1979年、1987年、1981年、1985年和1984年，8次涝转旱事件平均强度值为2.65，即该地区旱转涝事件次数少于涝转旱事件，但在强度上前者却明显大于后者。由中下游地区旱涝急转指数分布(图3(b))可知，长江中下游地区在1979~2017年间共发生了3次旱转涝事件，其中1981年最为严重，最大强度达到5.68，其次是1983年和1982年，3次旱转涝事件平均强度值为2.78。另有5年发生涝转旱事件，其中1988年最为严重，最大强度达到3.85，其次是1999年、1980年、1984年和2017年5次涝转旱事件平均强度值为2.82，即该地区旱转涝事件次数少于涝转旱事件，且在强度上前者略微小于后者。进一步对两个区域近40年来旱涝急转强度进行对比分析(图3(c))可知，川渝地区在1988年、1990年、1994年、1998年、2006年、2011年、2015年和2016年旱涝急转事件异常偏强；与之对应的在中下游地区在1980年、1988年和1999年旱涝急转事件异常偏强。 图3. 旱涝急转指数年际变化曲线
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user: 4. 结论 本文利用长江流域主要气象站观测得到的降水量数据分析了近40年来长江流域秋季长周期旱涝急转发生次数与平均强度，得到如下主要结论： 1) 从近40年长江流域秋季降水的空间分布可知，金沙江流域上游地区降水量最少，而嘉陵江流域的下游地区、鄱阳湖东部地区和岷江流域降水量最多。从整个流域尺度上可以看出，长江流域整体呈负趋势状况，湖南南部、江西南部等下游地区降水逐月增加最为明显。 2) 近40年来长江流域秋季旱涝急转发生频次较多。发生旱涝急转总次数最多在重庆黔江，共计20次旱涝急转事件，其次是江苏、湖北和四川，分别发生17~19次旱涝急转事件。旱涝急转发生总次数最少为陕西和湖南部分地区，共计6~7次旱涝急转事件。空间分布上，近40年秋季长江流域站点旱转涝事件多发生在川渝地区，涝转旱事件多发生在川渝地区和江苏下游地区等地。 3) 长江川渝地区区域性旱涝急转中，发生旱转涝的年份有6年，其中2011年旱转涝程度最严重；发生涝转旱的年份有8年，其中1998年涝转旱最显著。长江中下游地区区域性旱涝急转中，发生旱转涝的年份有3年，其中1981年旱转涝事件最强；涝转旱的年份有5年，其中1988年涝转旱最强。
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user: 摘 要 本文以道路边公园为研究对象，探讨路边公园内颗粒物PM 2.5 和PM 10 在公园绿化带内的时空分布规律，并初步探究其浓度影响因素。研究结果表明，道路边公园内PM 2.5 和PM 10 浓度在低浓度和高浓度水平时，其变化规律有所差异。但在上午时间段内，无论浓度水平，颗粒物浓度均为下降趋势。与道路边的距离超过30 m后绿化带内颗粒物浓度水平趋于稳定，且低于道路边颗粒物水平。公园内颗粒物浓度与温度呈负相关，在低浓度水平时与湿度相关性弱，在高浓度水平时与湿度呈正相关。 关键词 :道路边，公园，颗粒物，变化规律 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，我国的经济快速发展，城市化进程不断加快，导致我国机动车保有量持续攀升。我国部分城市研究结果的统计表明，大气环境中PM 2.5 的主要来源为二次源、机动车、碳燃烧、扬尘、生物质燃烧和工业排放等 [ 1 ]。其中机动车污染由于近年来我国汽车保有量的上升在PM 2.5 来源中占据了重要的地位。统计结果表明，机动车尾气排放的贡献在中国的南方和北方分别达到了22% ± 8%和17% ± 7% [ 1 ]。其中，成海容等对武汉的研究结果表明，机动车源对武汉市城区大气PM 2.5 的贡献率为27.1% [ 2 ]。 世界卫生组织2016年的报告指出，全球每年因空气污染导致300多万人过早死亡，其中84%是由于暴露于高于人们健康保护水平的颗粒物污染中 [ 3 ]。路边公园作为人们休闲、娱乐、休憩的场所，具有人流量大、室外停留时间长、老人和儿童等敏感人群密集等特点，其环境空气质量引起了民众的广泛关注。基于此，本文拟以武汉市路边某公园为研究对象，对其环境空气中的颗粒物浓度进行监测，通过对公园内颗粒物浓度的时空变化特点及其与气象因素的关系分析，为人们的生活实践提供建议，并为城市的园林绿化规划提供初步的数据支持。
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user: 2. 实验方法 2.1. 采样点布设 本文选择武汉市某次干道边半封闭式公园作为研究对象。该公园仅有单边与道路以人行道连接，在与道路垂直方向上，公园有一侧以人行道与居民区相连，另外两侧与公园中心广场相连。以道路为参考，在与道路相垂直方向上，从路边人行道开始，每间隔10 m设置一个监测点，进行环境空气颗粒物瞬时浓度的监测。采样点布置如图1所示。公园内绿化为草灌结构，灌木以漆树、桂花为主。 2.2. 研究方法 本文颗粒物监测指标为PM 2.5 和PM 10 ，瞬时浓度选用PC-3A袖珍型激光可吸入粉尘连续测试仪(青岛聚创环保)进行监测。瞬时浓度监测高度为1.5 m。 图1. 路边公园监测点布置图 通过对武汉市生态环境局公布的大气空气质量结果进行分析，发现武汉市颗粒物污染以冬季最为严重。因此，本文选择2018年11~12月作为研究的时间段，11月选择3个周末，12月选择2个周末进行监测。选取民众路边公园活动频率较高的周末时间，可降低车流量对环境空气中颗粒物的影响。在晴朗、无风或微风(瞬时风速小于2 m∙s −1 )情况下，从早上9:00到下午17:00，每间隔两个小时，对各监测点进行PM 2.5 和PM 10 瞬时浓度检测。每个监测点瞬时浓度共读取3个值，瞬时浓度取平均值计。监测点瞬时浓度检测的同时，对各监测点空气温度和相对湿度进行记录。
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user: 4. 结论 本文以道路边公园内环境空气中颗粒物为研究对象，通过测定距离道路边不同位置处颗粒物浓度，对公园内颗粒物浓度的时间、空间变化规律，及其与温湿度的关系进行分析，并对民众的公园活动实践给予建议。主要结论如下： 1) 道路边公园颗粒物浓度在上午9:00后开始出现下降趋势，本文监测时间段内颗粒物浓度与时间变化关系表明，上午至中午时间段颗粒物浓度较低，从颗粒物污染角度，建议民众的公园活动时间尽量选择在此时间段。 2) 道路边公园颗粒物浓度在距离道路边30 m范围内，浓度波动较大；30 m后颗粒物浓度开始趋于稳定，并且低于道路边浓度。建议民众在公园内活动时，最好距离道路边30 m以上。 3) 相关性分析结果表明，道路边公园内颗粒物浓度与温度呈负相关(PM 2.5 决定系数R 2 = 0.70，PM 10 决定系数R 2 = 0.59)；与空气相对湿度相关性不明显，但在颗粒物浓度较高的情况下，PM 2.5 /PM 10 与空气湿度呈正相关(PM 2.5 决定系数R 2 = 0.75，PM 10 决定系数R 2 = 0.76)。从颗粒物污染角度，建议民众尽量选择高温低湿天气进行公园活动。
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user: 摘 要 针对乳腺癌智能诊断中的分类器欠稳定，样本分布适应性差等问题。本文提出一种基于Adaboost集成BP、RBF及Naïve Bayess三网的分类器构建算法。首先，采用三种不同的分类算法训练出不同的弱分类器；然后，通过权重在分配策略，增加患病样本被错分健康样本的权重，减小健康样本被错分的患病样本的权重；最后，通过调整后的权重重组弱分类器，达到构成一种强分类器。利用UCI (University of California， Irvine)数据库中的威斯康星乳腺癌数据进行算法对比验证，实验结果表明：本文所提出分类模型优于单一算法。 关键词 :欠稳定，适应性差，权值，弱分类器 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近期，根据全球癌症统计数据，乳腺癌仍然是导致女性死亡的主要原因之一，每年新增病例大约有24.2% (210万)，死亡病例有626，697例 [ 1 ]。调查表明准确的早期检查，癌症患者存活率大 [ 2 ]。因此，设计准确可靠的分类器是乳腺肿瘤诊断与治疗中急需解决的关键问题，具有一定的医学价值。传统的乳腺癌诊断检查为细针穿刺细胞学(FNAC)和乳房X光检查 [ 3 ] ：FNAC分析取决于病理学、放射学和肿瘤学专家的联合诊断，诊断结果可能因疲劳、经验不足而存在差异，且诊断过程耗时耗力；基于X光技术的诊断存在对X光图像理解因人而异的缺陷。因此，迫切需要开发能够智能、自动化地检测乳腺癌疾病的辅助诊断系统，提高诊断结果的客观科学性。 数据挖掘和机器学习技术为开发旨在减少诊断错误的辅助诊断系统提供了可能。数据挖掘是发现可能无法直接识别的隐藏信息的过程，该技术已成功应用于预测肝脏疾病 [ 4 ] [ 5 ]，心脏疾病 [ 6 ] 以及肺癌 [ 7 ]、甲状腺癌 [ 8 ] 等疾病。乳腺癌的自动化诊断模型，也已应用了大量的数据挖掘和机器学习技术，例如：概率神经网络、BP神经网络、C4_5算法 [ 9 ]、AdaBoost算法。文献 [ 10 ] 利用贝叶斯网络、属性选择分类器、J48、逻辑回归模型、One-R建立乳腺癌诊断模型，并用三种不同的特征选择算法对属性进行筛选。文献 [ 11 ] 利用Tensorflow深度学习框架搭建了自定义神经网络的乳腺癌模型。文献 [ 12 ] 提出了旋转森林的乳腺癌诊断模型，并用遗传算法对数据进行降维。文献 [ 13 ] 对AdaBoost算法做出了改进，即增加患病样本被错分为健康样本的权重，并研究了BP神经网络，但忽略了BP网络利用梯度下降算法求解权值，可能陷入局部最优的问题。这些模型的局限性在于它们具有固定的循环，这种固定循环不能提高算法诊断的准确性。 我们在文献 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 研究基础上，提出一种混合集成的方法，该混合集成方法用Adaboost [ 14 ] 算法做为集成算法。本文分类算法核心思想是对乳腺癌数据集的多种特征用不同的分类算法训练出不同的分类器(弱分类器)，并在处理数据分布权值时，增加患病样本被错分为健康样本的权值，减小健康样本被错分的患病样本的权重；最后通过权重以线性的组合方式将这些弱分类器集成起来，构成最终的强分类器。该混合算法不仅改变了单一算法的固定循环，更考虑了BP网络的局部最优问题。本文仿真数据选取UCI的威斯康星大学乳腺癌数据集，采用多个性能指标进行评估，验证了混合集成医疗诊断模型的有效性与合理性。
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user: 2. 混合集成模型 2.1. 样本数据的预处理 乳腺癌数据集样常常伴随变量冗余，无论是从减少计算量提高诊断速度，还是寻找影响疾病的主要因素对样本降维处理是必不可少的工作。样本的降维可描述如下： 给定样本 { x i j ( 0 ) ， y i ( i = 1 ， ⋯ ， p ; j = 1 ， ⋯ ， q ) } ，寻找一种映射 F : R q → R d ( d ≤ q ) ，使映射前后，样本与结果的关联关系保持不变。 常用的降维方法有主成份分析法(PCA principal Component Analysis)、非线性回归法等，对于非线性回归，在样本数据标准化处理后，样本中各元素的绝对值均不大于1，因此非线性回归的显著性检索常常只需要在二阶范围内进行，即： y i ⇒ ∑ j = 1 q β i j x i j + ∑ j 1 = 1 q ∑ j 2 = 1 q γ i j 1 j 2 x i j 1 x i j 2 。 (1) PCA方法根据阀值可直接确定出主影响因素，非线性回归则是检测各影响因素的置信度来决定主要影响变量，具体的操作方法见文末实例分析。 2.2. 混合集成原理 设有n种算法，对应第 k ( k ≤ n ) 种算法的弱分类器总数为 T k ，则第k种算法的集成分类器为 H k = ∑ i = 1 T k α k i g k i ， (2) 其中 α k i 为第k种算法第i弱分类器 g k i 的集成权重。 对不同算法得到的结果，选择合适的判决策略，得到最后的诊断结果。 S = f ( H 1 ， H 2 ， ⋯ ， H n ) ， (3) 这里 f ( • ) 表判决策略。图1给出了算法的示意图。 图1. 混合集成分类
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user: 3. 分类器算法 在众多神经网络中BP神经网络应用较为广泛，但由于BP神经网络利用梯度下降算法求解权值，可能陷入局部最优。RBF网络具有全局逼近能力，从根本上解决了BP网络的局部最优问题，因此本文用RBF网络优化BP网络的局部最优问题。本研究数据规模较小，且Naïve Bayes网络对小规模数据分类有良好的性能，在混合模型时加入了Naïve Bayes网络，使得模型分类效果更为良好。因此，本文混合模型的弱分类器算法由BP、RBF、Naïve Bayes三网组成。本研究的混合模型采用AdaBoost算法进行集成，在处理数据权重时选择了误差的指数函数作为权重的修改函数，这是因为指数函数，一使得分类器结果稳定；二是使模型是收敛的；三是使误差率不断减小，以致最后的基分类器误差最小。混合模型算法流程如下： For k = 1 to n， For t = 1 to ， 1) 输入数据 X = { ( x 1 ， y 1 ) ， ( x 2 ， y 2 ) ， ⋯ ， ( x m ， y m ) } ，样本的初始分布权值 D t ( i ) = 1 / m 。 2) 弱分类器预测。 用训练数据调用算法k，训练T轮后得到 T k 组弱分类器函数 h T k ( x ) ，并且得到m组训练样本输出结果 g ( i ) ( i = 1 ， ⋯ ， m ) ，计算加权误差 e t ： e t = ∑ i = 1 m D t ( i ) | g ( i ) − y ( i ) | ， i = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， m ， (4) 式中y i 为样本i的期望分类结果。 3) 根据弱分类器预测误差e t 计算弱分类器权重α t ： α t = 1 2 ln ( 1 − e t e t ) 。 (5) 4) 更新样本的分布权值，调整公式为： IF (模型输出 ≠ 期望输出) and (期望输出为患病类别) D ( t + 1 ) ( i ) = k 1 D t ( i ) exp [ − α t y i g t ( x i ) ] ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， m ， k 1 ≥ 1 。 (6) IF (模型输出 ≠ 期望输出) and (期望输出为健康类别) D ( t + 1 ) ( i ) = k 2 D t ( i ) exp [ − α t y i g t ( x i ) ] ， i = 1 ， 2 ， ⋯ ， m ， 0 < k 2 < 1 。 (7) ELSE D ( i + 1 ) = D i 。 (8) 然后对D值进行归一化处理： D s u m = s u m ( D t + 1 ( i ) ) (9) D t + 1 ( i ) = D t + 1 ( i ) / D s u m 。 (10) Next t； 5) 得到由 T k 组弱分类函数组合得到第k种算法的强分类函数 H k ( x ) ： H k ( x ) = s i g n [ ∑ t = 1 T α t h T k ( x ) ] (11) Next k。
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user: 5. 结论 本文提出了一种新的混合集成方法，且该方法在处理数据权重时，加重了被错分的患病样本的权重，减小被错分的健康样本的权重，以此来改进乳腺癌早期诊断的分类算法。研究结果表明，使用混合集成技术将提高单一算法检测乳腺癌的性能。 本研究提出的算法在准确率上还有待提高，未来我们将以各种集成技术和分类算法扩展提出新的方法，以提高分类的准确率。
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user: 摘 要 针对激光打标前期的图像处理问题，以及当设定参数有所调整时打标效果所发生的变化展开了分析。基于打标对图像的要求，针对图像采取了灰度化处理，利用灰度变换使原始图像的灰度范围有所调整，从而获得了更好的激光标刻视觉效果。 关键词 :激光，激光打标机，图像处理，打标效果 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 激光打标是以激光技术为手段，以高密度激光束对材料表面进行加工处理，从而得到想要的标记，可以是文字、数字、符号或者图案等。与传统打标技术相比，激光打标的优点是显而易见的，例如精确度高、对材料的损害小、环保性好等 [ 1 ] [ 2 ]。同时，它可以应用到更广泛的材料中去，因此得到大力的推广，目前技术发展已经较为成熟。激光束是由电脑控制的，因此精密度较高，并且便于实现自动化和批量化，提高生产效率 [ 3 ]。由于激光对于材料的破坏性很小，因此适用于绝大多数材料，涵盖了从金属、塑料到晶片、电子元件等材料。激光打标具有的主要优势表现为如下几点：一是高效率、速度快，有着较高的自动化水平，二是对于材料的损害小，节约成本，三是精度高，稳定性好。四是维护成本低，可靠性强。五是加工产品更加美观。六是防伪性能好。激光打标机是以激光技术为核心，采用现代计算机设备进行操作控制的智能机器。尤其是近年来激光打标技术在防伪刻印方面取得了极大的进展，表明了激光打标技术在该领域有着广阔的发展前景。 然而数字图像之间的变换和提取，包括图像的采集、存储、合成、修改等，需要有效结合才能获得更好的打标效果。本文针对激光打标前期的图像处理问题，对图像采取了灰度化处理，利用灰度变换调整原始图像的灰度范围来获得更好的激光打标视觉效果。
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user: 2. 数字图像处理 人的视觉看到的图像都属于模拟图像，而图像反映在人脑中的形式主要是每个位置的颜色决定的，可以用函数来表述： f ( x ， y ， z ) = { f r e d ( x ， y ， z ) ， f g r e e n ( x ， y ， z ) ， f b l u e ( x ， y ， z ) } (1) 在这个函数中，因变量 f ( x ， y ， z ) 表示位置点的颜色， f r e d ， f g r e e n ， f b l u e 分别表示该位置点红绿蓝三种原色的颜色分量值。可从两个方面来理解数字图像：一是位置的数字化，二是亮度的数字化。前者被称为采样，而后者被称为量化。我们可以来研究一个平面图像，假设图像分布在M*N个网格上，而每个网格采用一个亮度值，由于平面上任何一个点都能够以相应的两个坐标值表示，故此，可用下述公式表示平面图像： f ( x ， y ， z ) = { f r e d ( x ， y ) ， f g r e e n ( x ， y ) ， f b l u e ( x ， y ) } (2) 在上述公式中， ( x ， y ) 代表的是在二维空间域直角坐标系对应的坐标， f ( x ， y ) 反映的是于位置 ( x ， y ) 上，一幅二维图像所对应的灰度值。灰度值为大于等于零的有界值。通常会以均匀抽样的方式从二维空间域中抽取图像样本。各抽样点位置 ( i ， j ) 得到 f ( x ， y ) 的具体数值 f ( i ， j ) ，因此，可将图像表示为如下所示的由采样点的值所构成的矩阵： [ f ( 0 ， 0 ) f ( 0 ， 1 ) ⋯ f ( 0 ， N − 1 ) f ( 1 ， 0 ) f ( 1 ， 1 ) ⋯ f ( 1 ， N − 1 ) ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ f ( M − 1 ， 0 ) f ( M − 1 ， 1 ) ⋯ f ( M − 1 ， N − 1 ) ] (3) 在数字图像中，对于采样单元的专业术语称为像素，在上面的矩阵中，M，N代表的是行数和列数。在数字图像的存储中。可将数字图像矩阵表示为二维数组，并且以不同的方式实现对像素的存储，进而得到了各种格式的数字图像，例如我们所熟知的JPG，BMP等格式，其中BMP是很常见的位图格式，在后面的文章中会被大量运用。 数字图像处理技术的本质就是以数字信号的方式将模拟图像存储于计算机中，通过计算机来完成图像的处理和修改 [ 4 ] [ 5 ]。采取该处理技术不仅能达到更好的视觉需要，而且能满足更广泛的图像应用需求。数字图像处理的重要内容是图像之间的变换和目标提取，包括图像的采集、存储、合成、修改等。数字图像处理技术可以应用于激光打标中，通过两者的有效结合来促进打标功能的更好实现。与光学图形处理相比，数字图形处理具有自身的优点，例如精度高，对于图像的还原度好，以及使用范围非常广泛，因此在很多专业领域都得到了广泛的应用，并且在领域发展中发挥着更大的作用 [ 6 ] [ 7 ]。
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user: 3. 位图和矢量图转换 在激光打标中要对图像进行灰色阈值变换处理。灰度阈值变换的变换函数表达式如下： f ( i ， j ) = { 0   f ( i ， j ) < T 255 f ( i ， j ) ≥ T (4) 在这个方法中，阈值T的选择至关重要，假如设置了过高的阈值，那么部分目标就会被分割为背景，反之，当设置了太低的阈值时，也会存在问题，会导致部分背景分割为目标。很显然，这都会造成目标与预想不一致，甚至目标丢失。所以说，阈值T的选择是十分重要的。由于人工选择阈值要受经验和主观意识的影响，选出的阈值往往存在较大的误差，因此为了提高准确性和效率，实践中大都采用计算机软件来进行阈值选择，例如PS软件。采用对阈值进行试探并进行预览，能较为快捷的确定合理的阈值。 现阶段，由于矢量图形应用的便捷性，在激光打标中应用越来越广泛。由于很多图形都是点阵图形，因此在实践操作中都是先转化为矢量图形。而在激光打标中很多时候都需要用到矢量图形，而在现实中能很好的画出自己想要的矢量图形的人并不是很多，因此这就需要位图图形转化为矢量图形。例如利用Freehand软件能够很容易就实现格式的转换，而且还可输出多种文件格式，适用于不同的程序，有着非常好的兼容性。在图像转换完成后，还可进一步优化所得到的矢量图。我们可以视实际图形和图案的内容来灵活选择转换工具，获得矢量图形，再利用激光打标机打印出来。
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user: 4. 激光打标效果的影响因素 实验机器为CO 2 激光打标机，标刻材料为薄木板。运用控制变量法，分别改变打标机的标刻速度和功率，观察并记录标刻效果，并对实验结果进行记录和分析。打标速度分别为200 mm/s，800 mm/s，1500 mm/s，同一块木板上标刻两个图案功率分别为10%和80%，如图1所示。当速度达到200 mm/s时，在10%的功率下也能标刻出较清晰的图案。在同一速度下，功率越高，标刻效果越明显，标刻深度也随之增加 [ 8 ]。同一功率下，随着标刻速度的提高，其图案越来越模糊，在10%功率下，速度超过800 mm/s时，图案的轮廓分辨变得不再明显。当功率分别为30%，60%，90%，同一块木板上标刻两个图案速度分别为400 mm/s，1200 mm/s。当功率为60%时，在1200 mm/s速度下标刻的图案轮廓清晰。在同一功率下，速度越高，标刻图案颜色和深度越浅。当功率达到90%时，相同速率的改变对标刻效果的影响已经变得很小，如图1所示。 当使用不同的材料进行标刻时，应选择其对应的激光打标机来进行操作，来达到更好的效果。在激光器参数设定相同的情况下，使用光纤激光打标机对铁片进行标刻，并对结果进行记录和分析。速度分别为200 mm/s，800 mm/s，1500 mm/s，同一块铁片上标刻两个图案功率分别为20%和80%对比分析。由于铁片的表面覆盖着黑色的薄膜，在10%的功率下，速度达到800 mm/s以上时，标刻的深度已经无法穿透薄膜，所以标刻效果看起来暗淡而且深度较浅。在覆膜穿透之前，随着功率的增加和速度的降低，标刻效果越明显。当穿透铁片表面的覆膜后，在相同的功率下，即使降低速度，其标刻结果肉眼看起来已无太大变化(见图2)。 图1. (a) 打标速度为200 mm/s；(b) 打标速度为800 mm/s；(c) 打标速度为1500 mm/s 图2. (a) 激光输出功率为30%；(b) 激光输出功率为60%；(c) 激光输出功率为90%
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user: 5. 总结 数字图像处理技术有着精度高、可编程、兼容性广等优点。将一个图像先用计算机处理得到对应的参数，再通过适配软件传输给打标机进行标刻，具有处理范围广、成型速度快、操作简单、效率高等优点。对彩色图像进行灰度化处理，能够降低后续对矢量图的转换造成的工作量，提高图像处理速度和激光打标效果。材料的选择对实验结果的记录也有很大的影响，比如木质材料很容易进行观察和记录，而亚克力材料由于透明度高，在进行拍照对比时有较大困难，因此应合理选择材料和对应的激光打标机来做实验。
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user: 摘 要 本文利用1957~2018年天津蓟州地面常规气象观测站逐日日平均气温、日最低气温、日最高气温和降水量资料及42个区域站从建站到2018年逐小时气温和降水等资料。采用5日滑动平均、气候倾向率等方法，分析了气象条件对天津蓟州桑梓西瓜生长发育的影响，结果表明：1) 桑梓镇各生育期气温适宜率分别为0.90、0.92、0.59、0.71、0.83、0.57，表明桑梓镇萌芽期、幼苗期及坐果期气温条件适宜西瓜生长发育；2) 桑梓镇各生育期冷或热害率分别为0.10、0.08、0.41、0.29、0.17、0.43，表明西瓜在萌芽期和幼苗期基本不受冷害影响，有利于其生长发育；而在抽蔓期和成熟期受热害影响多；3) 各生育期年均连阴雨日数最少地区分别位于蓟州北部及南部、东部、西北部、东部、南部、西南部，其中，桑梓镇位于蓟州西南部，遭受连阴雨日数较少，有利于西瓜生长和发育；4) 桑梓西瓜萌芽期无暴雨，其余各生育期暴雨灾害最小的地区分别位于蓟州南、东、东、南、北部；5) 综合表明，桑梓镇适宜西瓜种植。 关键词 :天津蓟州，桑梓西瓜，气象条件 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 对天津蓟州桑梓西瓜进行气象条件分析，能够有效地分析气温和降水条件对天津蓟州桑梓西瓜生长发育的影响。为未来研究桑梓西瓜的生长和发育提供了一定的理论参考，并且能够及时地、有效地预防热害、冷害、连阴雨以及暴雨等农业气象灾害。防止由于桑梓西瓜产量的减少而给当地带来的农业方面的巨大损失。并且能够进一步提高桑梓西瓜的知名度及桑梓西瓜产品的附加值，为推动当地经济的发展带来了显著的影响。 天津蓟州桑梓镇位于蓟州西南部，属于暖温带半湿润季风型大陆性气候 [ 1 ]。桑梓西瓜是天津蓟州桑梓镇的主导产业，政府十分重视桑梓西瓜产业的发展 [ 2 ]，积极地采取一系列措施与手段，旨在提升桑梓西瓜产品的知名度及影响力 [ 3 ]。 谭方颖 [ 4 ] 等分析了光热、气温、降水条件对夏收粮油作物生长发育及产量的影响；王兰芸等 [ 5 ] 通过分析气温、降水、光照条件对花生生育期的影响，以期为提高当地花生产量提供参考；田东霞 [ 6 ] 等分析了苹果生育期内气象条件、气象灾害对苹果品质的影响；宋岷釜等 [ 7 ] 调查研究了普兰店地区蓝莓生长所需气象环境条件和普兰店区自身气象条件是否匹配以给出相应的生产建议。
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user: 2. 资料和方法 2.1. 资料概况 所用气象资料均来自中国天津蓟州气象局，其中包括：1957~2018年天津蓟州地面常规气象观测站逐日日平均气温、日最低气温、日最高气温以及降水量资料及42个区域站从建站到2018年逐小时气温和降水资料。天津蓟州区的边界图层和数字高程地图(DEM)，本文使用的数字高程地图(DEM)是由地理数据云网站提供，分辨率为90 × 90 m。 2.2. 研究方法 1) 五日滑动平均 利用五日滑动平均计算各站的桑梓西瓜萌芽期初日，并结合桑梓西瓜各生育期持续时间，计算各生育期具体日期。 2) 气候倾向率 y ( t ) = a + b ∗ t (1) 公式(1)是用一元线性回归来做定量描述的表达式。其中，y(t)为各气象要素时间序列值，t为时间，b × 10即为气候倾向率。 利用天津蓟州桑梓西瓜萌芽期初日、各生育期气温适宜率和常规地面气象观测站从1957~2018年的时间序列做线性回归。若通过0.05显著性检验，则气候倾向率(10年)为b × 10。 3) 克里金插值法 将蓟州各站各生育期内逐日日平均气温、日最高气温、日最低气温求时间平均，对降水量求累积量，并利用克里金插值法进行空间插值分析。
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user: 3. 天津蓟州桑梓西瓜生育期气象指标 3.1. 天津蓟州桑梓西瓜生育期的确定 根据前人研究成果及天津蓟州气象局提供的相关资料，桑梓西瓜生育期为：萌芽期、幼苗期、抽蔓期、开花期、坐果期、成熟期，各生育期持续时间分别为13、30、30、15、10、30日，根据桑梓西瓜萌芽期适宜气温条件为15.0℃~32.0℃，利用五日滑动平均可得萌芽期初日，并分别加上各生育期持续时间可得具体生育期。 3.2. 气温条件 天津蓟州桑梓西瓜属喜温耐热作物，怕低温。表1为桑梓西瓜各生育期适宜气温条件，具体分为最适宜、较适宜、次适宜及不适宜气温条件。 当气温超出适宜气温条件范围时，西瓜就会受害。桑梓西瓜在萌芽期及幼苗期会遭受冷害，抽蔓期、开花期、坐果期及成熟期会遭受热害。冷害指作物在生长季节内，因气温降到生育期所能忍受的低限以下而受害 [ 8 ]。冷害使作物生理活动受到障碍，严重时某些组织遭到破坏 [ 9 ] ；削弱光合作用；减少养分吸收；影响养分的运转 [ 10 ]。热害指因气温超过生育期所能忍受的高限以上而受害。 本文定义了气温适宜率、冷害率及热害率来分析天津蓟州气温和降水对桑梓西瓜生长发育的影响。 气温适宜率指各生育期内适宜气温持续日数与该生育期日数之比。气温适宜率越高表明各生育期内日平均气温适宜西瓜生长和发育的日数越多，则越有利于西瓜生长发育。 冷害率指各生育期内日平均气温低于最低适宜气温的日数与各生育期日数之比；热害率指各生育期内日平均气温高于最高适宜气温的日数与各生育期日数之比。冷害率或热害率越高表明各生育期内西瓜受冷害或热害影响的日数越多，越不利于西瓜的生长和发育。 Table 1 Suitable temperature conditions for different growth stages of watermelon in Jizhou， Tianji 生育期 萌芽期 幼苗期 抽蔓期 开花期 坐果期 成熟期 最适宜气温 28.0~32.0 22.0~25.0 25.0~32.0 28.0~35.0 28.0~35.0 30.0~32.0 较适宜气温 25.0~28.0 20.0~22.0 22.0~25.0 26.0~28.0 26.0~28.0 28.0~30.0 次适宜气温 15.0~25.0 18.0~20.0 20.0~22.0 24.0~26.0 24.0~26.0 24.0~28.0 不适宜气温 <15.0 <18.0 >32.0 >35.0 >35.0 >32.0 表1. 天津蓟州桑梓西瓜各生育期适宜气温条件 3.3. 连阴雨条件 连阴雨指连续3至5天以上的阴雨天气现象，中间可以有短暂的日照时间。不同地区对连阴雨有不同的定义，一般要求雨量达到一定值才称为连阴雨 [ 11 ]。连阴雨主要危害农作物：在农作物生长发育期间，连阴雨天气使空气和土壤长期潮湿，日照严重不足，影响作物正常生长；在农作物成熟收获期，连阴雨可造成果实发芽霉烂，导致农作物减产 [ 12 ]。 3.4. 暴雨条件 暴雨指日降水量达到50毫米及以上。暴雨会造成严重水土流失导致西瓜被淹，使瓜田积水和土壤水分过度饱和 [ 13 ] ；由于其降水强度大，即使未形成洪水 [ 14 ]，也可能导致花药花粉连遭破坏，造成减产；并使土壤板结，影响西瓜生长 [ 15 ] ；甚至由于雨急且大，排水不畅引起积水成涝 [ 16 ]，造成西瓜减产，甚至绝收；并使西瓜难以正常新陈代谢 [ 17 ]。