DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 类胡萝卜素是一类8个类异戊二烯基本单位构成的碳氢化合物及其氧化衍生的脂溶性萜烯类化合物，呈现黄色、橙红色或红色，已被广泛应用于食品、保健品和医药等领域 [ 1 ] [ 2 ]。类胡萝卜素的多烯链赋予其抗氧化的特性，能够氧化单线态氧从而保护机体免受氧化损伤，具有抗氧化和防癌等生物学功效。大部分动物和人类不能自行合成类胡萝卜素，因此需要从食物中摄取类胡萝卜素，类胡萝卜素的来源多为植物和微生物 [ 3 ]。微生物生产类胡萝卜素与从富含类胡萝卜素的植物中提取相比，不受季节和生物量限制，且植物水含量较高导致类胡萝卜素提取效率较低 [ 4 ] [ 5 ]，因此微生物已成为类胡萝卜素的主要资源来源。过去的几十年中，人们开发了物理或化学方法进行类胡萝卜素提取工艺，以期提高类胡萝卜素的提取效率，但是类胡萝卜素的抗氧化特性限制了其长时间暴露于热、光、酸等条件，类胡萝卜素的提取效率依旧较低，例如从红酵母中提取类胡萝卜素的提取率为50~350 μg/g CDW。从微生物中提取类胡萝卜素的限制因素主要为类胡萝卜素从细胞/细胞壁中释放及有机溶剂的萃取，酶解细胞为一种新型的细胞破壁可提高类胡萝卜素释放的方法，且酶的作用条件相对温和，对类胡萝卜素破坏作用较小。甘露聚糖是一种无色无味的以α-1，6糖苷键为主链α-1，2或α-1，3糖苷键为支链的高度分支的功能性多糖 [ 6 ]，可免受肠道消化酶的水解 [ 7 ]；甘露聚糖主要存在于酵母细胞壁外层，与膜蛋白共价结合，约占细胞壁干重的40%，具有抗肿瘤、抗辐射和抗氧化等功能，能够显著增强机体免疫力，刺激肠道益生菌生长及功效发挥；此外，甘露聚糖可作为天然的防腐剂，可在果蔬表面形成薄膜有效隔绝氧气和减少水分蒸发，并抑制果蔬表面微生物的生长繁殖从而保障果蔬保鲜。甘露聚糖主要来源于植物和酵母细胞壁，开发酵母源甘露聚糖可综合性利用酵母资源提高其附加值同时可解决工业废酵母的无害化处理问题。植物源甘露聚糖的提取多采取酸碱法，对环境有一定的污染，酵母源甘露聚糖的提取目前尚处于实验室阶段，并未形成成型的工艺，张澎湃等采用自溶法破碎啤酒废酵母细胞并通过热水浸提酵母甘露聚糖 [ 8 ]。红酵母是一类广泛分布于水域、细胞呈现红色或黄色的微生物，细胞富含类胡萝卜素和甘露聚糖，培养过程营养要求简单，因此红酵母成为了联合提取类胡萝卜素和甘露聚糖的重要微生物资源。甘露聚糖位于细胞外壁，类胡萝卜素为红酵母的胞内色素，因此，破碎细胞成为从红酵母中提取类胡萝卜素和甘露聚糖的障碍，本文以从渤海湾水域分离得到的一株海洋红酵母为研究材料，对其进行菌株的鉴定，并开展酶法破壁提取类胡萝卜素和甘露聚糖的研究。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 菌株及主要试剂 海洋红酵母ZOR1：从渤海湾水域分离，光学显微镜下直径为4~5 μm酵母，菌落为橘红色，保存于本实验室。蜗牛酶(Ruibio)与胰蛋白酶(Phygene)为生物纯级；酵母菌基因组提取试剂盒(DP6201)购自BioTeke，酵母菌IST序列扩增引物和IST序列测序由北京三博远志生物技术有限责任公司完成。 2.2. 试验方法 2.2.1. 海洋红酵母鉴定 挑取斜面培养的海洋红酵母接入到改良LB培养基中(g/L：酵母浸膏粉 5，蛋白胨 10，NaCl 30， pH自然，121℃灭菌20 min)，30℃、180 rpm摇床振荡培养24 h。取1 ml培养液于10，000 g室温下离心1 min，弃上清收集海洋红酵母菌体；采用酵母DNA提取试剂盒提取海洋红酵母总DNA，利用酵母IST引物(primer: 1 5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’；primer: 2 5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)和提取的ZOR1总DNA扩增酵母IST序列，PCR产物测序后，将测序拼接的序列进行BLAST比对并利用GEGA6.0软件建立菌株系统发育进化树。 2.2.2. 生物酶破壁并提取甘露聚糖和类胡萝卜素及测定 1) 甘露聚糖的提取 挑取活化好的海洋红酵母单菌落于改良的LB液体培养基中，180 rpm 30℃培养48 h，10，000 g离心3 min收集海洋红酵母菌体ZOR1，向海洋红酵母ZOR1菌体中加入山梨醇缓冲液配置的3%蜗牛酶溶液(1:2，m/v)，37℃水浴处理1 h；酶作用结束后，10，000 g离心3 min，弃去上清并收集细胞碎片；向细胞碎片中加入等质量的蒸馏水，30℃水浴处理30 min，10，000 g离心3 min取上清，获得富集于水相的甘露聚糖溶液，在收集的水相中加入无水乙醇(1:5， v/v)4℃醇沉25 h，10，000 g离心3 min获得甘露聚糖沉淀粗品；向甘露聚糖沉淀中加入5倍质量的蒸馏水溶解，加入三氯乙酸至终浓度10% (m/v)，置于冰上30 min，然后于4℃ 10，000 g 离心3 min，上清为含有甘露聚糖的溶液。 2) 甘露聚糖的测定 取提取的甘露聚糖溶液1 ml，加入57 μl硫酸并于100℃水浴水解7 h然后定容至100 ml；取两支试管A和B，在A试管中加入0.2 ml样品，0.2 ml NaCl-H 3 BO 3 溶液(12 g NaCl + 2 g H 3 BO 3 定容至100 ml)和0.1 ml蒸馏水；在B试管中加0.2 ml甘露糖溶液(样品)和0.3 ml蒸馏水。然后各加入浓H 2 SO 4 4.5 ml轻轻摇匀，立刻置入70℃水浴中，准确计时25 min，取出用自来水冷却至室温。以蒸馏水为空白，在280 nm处测得吸光值OD A 、OD B ，二者之差为△OD [ 9 ] (计算公式中的x)，甘露聚糖提取量可通过公式(1)计算得到： 甘露聚糖含量 (1) 3) 类胡萝卜素的提取及测定 向提取甘露聚糖离心得到的细胞碎片中加入丙酮1:20 (m/v)，35℃下浸提30 min，重复三次，10，000 g离心10 min获得提取液并将三次提取液合并得到类胡萝卜素提取液，测定合并液在470 nm的吸光值并通过(2)计算类胡萝卜提取量。 类胡萝卜素含量 (2) 两阶段酶解破壁时，向提取甘露聚糖后的细胞碎片中加入0.6%的蛋白酶，37℃水浴30 min后再加入丙酮1:20 (v/v)，35℃下浸提30 min，重复三次，10，000 g离心10 min获得提取液并将三次提取液合并得到类胡萝卜素提取液进行测定和计算。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 海洋红酵母ZOR1的鉴定 提取的海洋红酵母ZOR1总DNA作模板PCR扩增其IST序列，电泳结果表明扩增的IST序列约为700 bp (图1)。 图1. ZOR1菌株IST序列PCR扩增图 将PCR产物进行测序并将测序得到的序列拼接，对拼接后序列进行BLAST比对，并采用邻接法建立其系统发育进化树(图2)，该海洋红酵母菌株鉴定为海洋胶红酵母，并将其命名为Rhodotorula mucilaginosa ZOR1，该菌株保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC18364。 图2. R. mucilaginosa ZOR1系统发育进化树 3.2. 生物酶破壁提取甘露聚糖和类胡萝卜素 甘露聚糖位于酵母细胞外壁，与蛋白结合在一起，因此细胞壁破碎有助于甘露聚糖的释放；同时细胞壁阻碍有机溶剂进入细胞溶解类胡萝卜素，因此从微生物细胞中提取甘露聚糖类胡萝卜素通常会对细胞进行物理或化学的预处理以消除细胞壁的物理障碍 [ 10 ]。甘露聚糖水溶性较高尤其是热水中，孔凌云等采用热水浸提法进行甘露聚糖的提取 [ 11 ]。Michelon等人的研究结果表明细胞壁的有效破坏将使类胡萝卜素的提取率提高8~10倍 [ 12 ] [ 13 ]。酶法破壁反应条件温和，操作简单易行且不易破坏提取的目标产物，是目前从微生物细胞内提取目标产物常用的破壁方法 [ 14 ]。蜗牛酶是来自于蜗牛消化道的混合酶，富含纤维素酶、果胶酶和蛋白酶等二十多种酶，可用于酵母细胞壁的破碎；酵母细胞壁中的多糖多数都是与蛋白结合形成糖蛋白结构，因此本研究采用蜗牛酶对R. mucilaginosa ZOR1细胞壁进行酶解处理，同时辅以蛋白酶共同作用。类胡萝卜素提取的溶剂选择多种多样，通常丙酮、二氯甲烷、乙醇和正己烷等分别用于提取极性和非极性类胡萝卜素，但是工业过程中考虑有机溶剂对人和环境的影响，则大多选择丙酮和乙醇作为类胡萝卜素提取溶剂而非选择正己烷和二氯甲烷等有机溶剂 [ 15 ] [ 16 ]。本研究选择使用蜗牛酶和蛋白酶进行细胞破壁后，先水提甘露聚糖然后丙酮提取类胡萝卜素，结果表明当蜗牛酶浓度为3%、蛋白酶浓度为0.2%作用R. mucilaginosa ZOR1细胞破壁时，甘露聚糖提取量可达到183 μg/g CDW，是无酶作用的对照甘露聚糖的提取量的10.36倍，是3%蜗牛酶作用甘露聚糖提取率的1.84倍(图3)；随着蛋白酶浓度的继续增加则甘露聚糖的提取率呈现下降的趋势，分析原因可能为蛋白酶浓度增加对蜗牛酶有水解作用导致酵母菌细胞破壁效率下降从而导致甘露聚糖提取率下降。 图3. 酶浓度对R. mucilaginosa ZOR1甘露聚糖提取的影响。A：甘露聚糖标准曲线，B：酶作用对R. mucilaginosa ZOR1甘露聚糖提取的影响(S和P分别表示蜗牛酶和蛋白酶)，3%S + 0.2%P + (2) 0.6% P表示3%蜗牛酶 + 0.2%蛋白酶先作用海洋胶红酵母R. mucilaginosa ZOR1细胞破壁，提取甘露聚糖后的细胞碎片在此用0.6%的蛋白酶作用30 min 结果表明加入生物酶破壁后类胡萝卜素提取率都有不同程度的提高，3%蜗牛酶作用破壁后的类胡萝卜素提取率是对照的5.07倍，双酶作用随着蛋白酶浓度的增加类胡萝卜素的提取率增加，当3%蜗牛酶和0.6%蛋白酶作用R. mucilaginosa ZOR1时，类胡萝卜素提取率最高，为对照的7.53倍。此外，3%蜗牛酶 + 0.2%蛋白酶作用提取甘露聚糖后的细胞继续使用0.6%蛋白酶作用30 min，类胡萝卜素的提取率继续增加，为对照类胡萝卜素提取率的10.76倍，表明两阶段酶处理R. mucilaginosa ZOR1细胞有助于类胡萝卜素的提取(图4)。 图4. 酶作用对R. mucilaginosa ZOR1类胡萝卜素提取的影响。A：类胡萝卜素标准曲线，B：酶浓度对R. mucilaginosa ZOR1类胡萝卜素提取的影响(S和P分别表示蜗牛酶和蛋白酶)，3% S + 0.2% P + (2) 0.6% P表示3%蜗牛酶 + 0.2%蛋白酶先作用海洋胶红酵母R. mucilaginosa ZOR1细胞破壁，提取甘露聚糖后的细胞碎片在此用0.6%的蛋白酶作用30 min
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user: 4. 结论 本文对从渤海海域筛选得到的一株海洋红酵母ZOR1的IST序列扩增测序和进化树建立，鉴定ZOR1为海洋胶红酵母，命名为Rhodotorula mucilaginosa ZOR1；3%蜗牛酶和0.2%~0.6%不同浓度蛋白酶作用R. mucilaginosa ZOR1后水提甘露聚糖和丙酮提取类胡萝卜素结果表明：3%蜗牛酶 + 0.2%蛋白酶作用R. mucilaginosa ZOR1后甘露聚糖提取率最高为对照的10.36倍，此条件下类胡萝卜素的提取率为对照的2.79倍；提取甘露糖后的细胞进一步使用0.6%蛋白酶作用，类胡萝卜素提取率达到最高，为对照的10.76倍。
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user: 摘 要 在全球化的时代背景下，科技产品的国际性及技术互通性日渐显现，高质量的产品简介详细地介绍产品的性能、容量、安装、操作、维护等重要信息，对产品的流通、使用必不可少。本文以例证阐释的方法，分析了英文科技产品简介的词汇特征，包括大量使用名词、多用褒义色彩的形容词、多用专业术语和缩略语，并结合以上典型词汇特征提出相应翻译策略，以期更好地满足产品简介传递信息、促进消费的功能需求。 关键词 :英文科技产品简介，词汇特征，翻译策略 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 科学技术的发展加速了科技产品的更新，进而更好地服务于人类的工作与生活。在高科技产品进行跨国销售和应用的过程中，产品简介起着传播知识、交流技术、指导消费、宣传企业等重要作用。研究科技产品简介的文体特征以及翻译策略，有助于在正确理解原文本的基础上提升译文质量，从而有效实现其文本功能。
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user: 2. 科技产品简介的定义及作用 科技产品简介是指附着在科技产品外包装、网页、广告或其他宣传媒介上的，用于介绍科技产品特征、构成、性能、工作原理等的文字或图形以及二者的结合体。常见的科技产品简介多由三部分构成：第一部分包括科技产品的名称、型号和其他基本信息，以使消费者尽快了解该产品；第二部分是对科技产品“卖点”的详细介绍，重点突出产品的优越性或卓越之处。该部分在科技产品简介中占据绝大部分的篇幅，并起着至关重要的作用；第三部分通常会是一个号召性的结尾，引导消费者采取行动，购买产品。科技产品简介在陈述基本信息的同时，强调产品特色，使消费者能够区分该产品与其他同类产品或同系列的其他产品，从而吸引消费者，挖掘潜在的市场份额，增加产品销量和知名度，树立良好的企业形象。“一份优秀的科技产品简介不仅可以激起人们的购买欲望，而且可以起到良好的宣传科技知识的广告作用” [ 1 ]。此外，一份设计合理的产品简介也有利于企业的长足发展。
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user: 3. 英文科技产品简介的词汇特点 纽马克按体裁将文本划分为表达型(expressive)、信息型(informative)和呼唤型(vocative)，其中呼唤型文本包括通告、说明书、宣传品、广告及通俗作品等 [ 2 ]。科技产品简介的功能在于号召读者“去行动、去思考、去感受”，文本核心在读者层面而作者匿名，属于典型的呼唤型文本 [ 3 ]，其词汇选用具有鲜明特点。在详实介绍基本信息的同时，为潜在客户呈现出强烈的画面感，引发读者想象，选词方面既体现专业性、准确性，同时也突显生动，表达饱满的情绪。英文科技产品简介具有以下突出的词汇特征：包含大量名词和褒义色彩的形容词，同时专业术语和缩略语的使用也比较普遍。以下将以iPhone XS双镜头系统的英文简介为例具体说明。 3.1. 大量使用名词 科技产品简介的基础构成部分是对科技产品的名称、规格、型号等基本信息的陈述，在说明过程中大量使用名词，清楚地呈现产品的主要规格功能等信息。例如portrait、picture、face detection等等。表1对该部分普通名词以及专业术语类名词的使用频率进行了统计。 Table 1 Word frequency of nouns and technical terms in English introduction of technology produc 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 平均 总词数(个) 25 37 20 31 22 22 30 79 20 16 20 22 16 20 27.1 名词(个)/词频(%) 8/32 8/21.6 6/30 13/41.9 12/54.5 11/50 15/50 20/25.3 12/60 8/50 10/50 11/50 7/43.8 9/45 10.7/39.5 业内术语(个)/词频(%) 5/62.5 6/75 6/100 10/76.9 8/66.7 8/72.7 8/53.3 10/50 8/66.7 5/62.5 5/50 7/63.6 4/57.1 7/77.8 6.9/64.5 表1. 产品简介中名词及业内术语词频统计 双镜头系统14个功能描述段落中名词的词频统计显示：名词占总词数的比例达50%以上，平均词频为39.5%。由此可见，名词在科技产品简介这一文体中出现的频率非常高。大量使用名词，能够更加准确、客观介绍科技产品的相应规格、功能，提供详实具体的信息，从而使产品简介更具说服力。 3.2. 多用专业术语 由于科技产品往往是新发现、新技术的载体，因此产品简介中多见专业性较高的词汇。在表1中可以看到，专业术语在名词中的占比高达60%以上，平均词频为64.5%。这些专业术语提高了语言的准确性和精确度，增强了简介的贴切度和专业性。 在具体详述iPhone XS双镜头系统的强大功能时，构成iPhone XS双镜头系统的基本配件采用专业术语一一呈现，包括各个部件的准确类别、型号和具体参数，例如“depth of field”、“Neural Engine”、“TrueDepth”等等。精确的专业术语列出这些功能所依托的实际载体，更加体现了产品的先进性、科技感和高端性，证明了功能的可实现性。专业术语的高频使用不仅增加了消费者所获取信息的丰富度，更能对行业内专业人士产生说服力。此外，也从侧面反映出生产商的专业性和可靠性。 3.3. 多用带有褒义色彩的形容词 科技产品简介属于呼唤型文本。呼唤型文本以读者为中心、以引导和感染受众最终促其行动为目的 [ 4 ]，使用带有褒义色彩的形容词，能够给消费者带来强烈的情感刺激，唤起购买欲望，例如smart HDR，adjustable depth of field，enhanced bokeh effect等等。 选文对iPhone XS双镜头系统14个功能用14个段落逐一描述，其中的14个小标题有9个用了褒义形容词；14个小标题共50个单词，共使用10个褒义形容词，其中6词采用了比较级的形式。这些形容词及其比较级的恰当使用，不仅更好地为消费者呈现出iPhone XS双镜头系统强大的功能，而且突出了它相对于其他手机的优势，从而让iPhone XS的优越性和卓越之处显而易见，刺激了消费者的购买欲，从而让产品简介更好发挥提升销量的作用。 3.4. 多用缩略语 法国功能学派的代表人物语言学家马丁内(A. Martinet)提出“语言经济”原则，即以保证完成语言交际功能为前提，同时对言语活动中力量的消耗作出合乎经济要求的安排 [ 5 ]。在英文科技产品简介中，一些特定的名词、术语或者新概念在上下文中不断出现，这些词往往是由专业词汇组成的短语，如果重复出现，会增加读者的阅读难度。另外表示单位的词，如使用全称，既不符合科技文体行文范例，也同样会增加阅读负荷，降低产品简介的可读性。这都是违反“语言经济”原则的体现，因此科技产品简介大量使用缩略语。缩略语能够在完整传达信息的基础上，提高信息传递效率；加强句子紧凑度的同时，提高文本可读性，也有利于产品简介语篇功能的实现。 在对iPhone XS双镜头系统的正文介绍中，除去小标题和并列短语，共有24个完整句，其中6句中出现了HDR或者ISP等缩略语。缩略语的高频使用可以完整简洁地把产品特点和优势介绍给消费者，同时也让原本较长的句子具有较强的可读性，减轻了消费者的阅读负荷，吸引更多的潜在顾客。
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user: 5. 总结 综上所述，科技产品简介的主要功能是向消费者或者读者介绍某种产品，在选词方面有区别于其他文体的突出特点。名词和专业术语的大量使用可以精准描述产品特点，增强产品简介的说服力；褒义色彩的形容词可以为消费者呈现出强烈的画面感，引发共鸣，刺激消费；缩略语在保证信息完整度的同时，读来朗朗上口，增强了产品简介的可读性，吸引更多潜在顾客。采用恰当的翻译策略，对英文科技产品简介进行精准翻译，有利于先进技术和设备的流通和推广，提升生活质量，促进生产力发展，推动国民经济的飞速增长。
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user: 摘 要 为了探究硕士研究生学业压力、学业自我效能感与学业倦怠三者之间的关系以及学业自我效能感在其中的中介作用机制，选用硕士研究生学业压力应对调查问卷，学业自我效能感调查问卷和硕士研究生学业倦怠量表，考察了303名在校硕士研究生。研究发现：1) 学业压力能够显著正向预测学业倦怠，能够显著负向预测学业自我效能感，学业自我效能感能够显著负向预测学业倦怠；2) 学业自我效能感在学业压力对学业倦怠的影响中起部分中介作用。结论表明，硕士研究生的学业压力与学业自我效能感均为学业倦怠的预测变量，而且学业压力既可能直接导致学业倦怠，也可能通过学业自我效能感的中介作用间接造成学业倦怠。 关键词 :硕士研究生，学业压力，学业自我效能感，学业倦怠 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 学业倦怠是指学生由于课业压力、课程负荷或其他心理因素，在学习过程中表现出情绪枯竭状态、人格解体倾向以及低个人成就感 [ 1 ]，是映射学生消极学习心理的主要指标 [ 2 ] [ 3 ]。学业倦怠会使学生产生一系列不适当的行为反应和心理综合病症 [ 4 ]，甚至还可能会影响硕士研究生的正常学业生活。 学生在学习过程中会面临来自多个方面的压力，如常见的学业负担、保持良好成绩的情绪压力等 [ 5 ]。学业压力是由学习引发的紧张反应和心理负担 [ 6 ]，既会损害学生的心理健康 [ 7 ]，也会造成学业倦怠 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。适中的学业压力有利于学生的学习，但是当学业压力过于繁重时，学生会出现多种负性的身心症状，而当个体不能有效应对这些症状时便容易产生厌倦的心理和行为 [ 11 ]，尤其是出现明显的情绪枯竭和行为不当 [ 12 ]。 学业倦怠既会受到学业压力的影响，也会受个体因素的制约 [ 12 ]。学业自我效能感是指学生对自身所具备的学习能力以及能否顺利完成学业任务的信念 [ 13 ]，能够推测学生的学习状态 [ 14 ]。学业自我效能感与学业倦怠的关系为显著性负相关，还可以负向推测学生的学业倦怠 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。此外，学生的学业压力与学业自我效能感之间有着明显的负相关关系 [ 7 ] [ 14 ] [ 18 ]，能够很好地预测个体的学业自我效能感 [ 19 ]。 有研究表明，我国有54.19%的硕士研究生承受着学业带来的压力 [ 20 ]，而且在硕士研究生群体中还存在着普遍的学业倦怠现象 [ 21 ] [ 22 ]。因此，本研究将对硕士研究生学业压力、学业自我效能感和学业倦怠之间的相关关系以及学业自我效能感是否在学业压力与学业倦怠的关系中起中介作用进行探讨。
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user: 2. 研究方法 2.1. 研究对象 采用方便取样的方法，对成都、重庆两地三所高校的硕士研究生进行了问卷调查。发放电子版问卷共计318份，最终得到有效问卷303份，有效回收率为95.28%。 2.2. 研究工具 2.2.1. 学业压力的测量 选用韩红敏 [ 23 ] 编制的《硕士研究生学业压力应对调查问卷》的学业压力状况分量表，分为专业学习压力，研究压力，外界期望压力和竞争压力四个方面，共有20道题项。采用5点评分法，最终得分越高，说明学生的学业压力越大。在本研究中，问卷的内部一致性信度为0.916。 2.2.2. 学业自我效能感的测量 选用梁宇颂 [ 24 ] 编制的《学业自我效能感调查问卷》，包含学习能力自我效能感和学习行为自我效能感两个维度，共有22道题项。采用5点评分法，其中有4道题目需要反向计分，最终得分越高，说明学生的学业自我效能感水平越高。在本研究中，问卷的内部一致性信度为0.902。 2.2.3. 学业倦怠的测量 选用程陶等人 [ 3 ] 编制的《硕士研究生学业倦怠量表》，包括情绪低落，行为不当和成就感低三个分量表，共有20道题项。采用5点评分法，其中有8道题目需要反向计分，最终得分越高，说明学生的学业倦怠程度越严重。在本研究中，量表的内部一致性信度为0.773。
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user: 3. 结果 3.1. 学业压力、学业自我效能感及学业倦怠的描述统计与相关分析 分析数据如表1所示，硕士研究生的学业压力(均值3.49)和学业自我效能感(均值3.36)均处于中等偏上水平，学业倦怠(均值3.09)处于中等水平。学业压力得分对学业倦怠得分具有明显的正向作用(p < 0.01)；学业压力得分对学业自我效能感得分具有明显的负向作用(p < 0.01)；学业自我效能感得分对学业倦怠得分具有明显的负向作用(p < 0.01)。 Table 1 Correlation matrix of academic stress， academic self-efficacy and academic burnout (N = 303 M ± SD 1 2 3 1 学业压力 3.49 ± 0.59 1 2 学业自我效能感 3.36 ± 0.47 −0.22 ** 1 3 学业倦怠 3.09 ± 0.39 0.44 ** −0.61 ** 1 表1. 学业压力、学业自我效能感与学业倦怠的相关矩阵(N = 303) 注： * p < 0.05， ** p < 0.01， *** p < 0.001，下同。 3.2. 学业压力、学业自我效能感对学业倦怠影响的回归分析 在相关分析结果的基础之上进行回归分析，结果表明(见表2)，硕士研究生的学业压力和学业自我效能感分别对其学业倦怠具有非常明显的预测作用。 Table 2 Regression analysis of academic stress and academic self-efficacy to academic burnou 自变量 β t R 2 △R 2 F 学业压力 0.44 8.56 *** 0.20 0.19 73.28 *** 学业自我效能感 −0.61 −13.36 *** 0.37 0.37 178.38 *** 表2. 学业压力、学业自我效能感对学业倦怠的回归分析 3.3. 学业自我效能感在学业压力与学业倦怠间的中介效应检验 由相关分析的结果可知，学业压力、学业自我效能感和学业倦怠两两之间的相关均达到了显著性水平。因此，本研究可以进一步检验学业自我效能感的中介效应。根据温忠麟和叶宝娟 [ 25 ] 的检验程序，以学业压力为预测变量，学业倦怠为因变量，学业自我效能感为潜在的中介变量进行中介效应检验。具体结果如表3所示，学业自我效能感在学业压力对学业倦怠的影响中起着部分中介作用，即学业压力既可以直接造成硕士研究生的学业倦怠，也可以通过学生的学业自我效能感间接导致学业倦怠。从解释率的变化来看，硕士研究生的学业压力对学业倦怠的直接解释率为19%，而学业压力和学业自我效能感对学业倦怠的共同解释率为47%，这说明中介作用比直接作用更好地解释了学业压力与学业倦怠的关系。 Table 3 The mediating effect test of academic self-efficacy between academic stress and academic burnou 因变量 自变量 β t R 2 △R 2 F 学业倦怠 学业压力 0.44 8.56 *** 0.20 0.19 73.28 *** 学业自我效能感 学业压力 −0.22 −3.87 *** 0.05 0.04 14.95 *** 学业倦怠 学业压力 0.33 7.57 *** 0.47 0.47 134.55 *** 学业自我效能感 −0.54 −12.56 *** 表3. 学业自我效能感在学业压力与学业倦怠间的中介效应检验
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user: 4. 讨论 4.1. 学业压力、学业自我效能感与学业倦怠的相关分析 相关分析结果表明，硕士研究生的学业压力和学业自我效能感之间的关系为显著性负相关，即过度的学业压力会降低学生的学业自我效能感，这与已有的研究结果保持一致 [ 7 ] [ 14 ] [ 18 ]。当学生的心理负担和紧张反应较强时，高学业自我效能感的人会努力去应对学业压力造成的一系列身心症状，积极处理环境引起的不良心理反应，降低学业压力的影响力。而低学业自我效能感的人通常会选择逃避压力带来的问题，因此学业压力不仅没有得到缓解，反而其负性影响力在不断增大。 此外，本研究发现，硕士研究生的学业自我效能感与学业倦怠两者之间呈显著性负相关，即学生的学业倦怠会随着学业自我效能感水平的降低而愈发严重，这与以往的研究结果相一致 [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]。结合班杜拉的理论，高学业自我效能感的学生非常清楚自身的学习能力，坚信自己能够圆满完成任何学业任务，所以当学业倦怠现象出现时，他们会积极主动地采取措施来应对自己的消极状态，进而降低学业倦怠水平。反之，低学业自我效能感的学生认为自己拥有的学习能力不足以顺利实现学习目标，因此他们害怕失败，从而疏远学习，甚至厌倦学习，反而使得其学业倦怠程度不断加重。这个结论验证了“学业自我效能感具有一定的保护性”的观点 [ 14 ]。 4.2. 学业自我效能感的中介效应 中介效应检验结果表明，硕士研究生的学业自我效能感在其学业压力与学业倦怠的关系中起着部分中介作用，这说明学业压力对学业倦怠的作用机制会受到学业自我效能感的影响。一方面，硕士研究生的学业压力可以直接造成学业倦怠，由学习引起的心理负担和紧张反应会直接加强学生的学业倦怠程度。另一方面，学业压力还可以通过硕士研究生的学业自我效能感对学业倦怠产生间接的影响，具体来说，高水平的学业自我效能感抑制了学业压力的影响力发挥作用，同时也减弱了学业压力对学业倦怠的促进作用。高学业自我效能感的硕士研究生相信自己可以有效地应对学业压力，进而缓解了由此造成的学业倦怠。朱晓斌等人 [ 7 ] 的研究结果显示学业自我效能感在中学生的学业压力和学业倦怠之间存在中介作用，虽然研究对象不同，但这一结论与本研究基本一致，说明了学生的学业压力能够通过学业自我效能感间接地影响其学业倦怠水平。 总而言之，学业压力是造成硕士研究生学业倦怠的危险因子，而学业自我效能感是学生应对学业压力的有效适应机制，有助于在一定程度上缓解其学业倦怠。因此，当学业压力带来的不良影响无法避免时，硕士研究生应该努力提高自身的学业自我效能感水平，从而减少学业倦怠及其潜在的消极影响。
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user: 5. 讨论 第一，硕士研究生的学业压力正向预测其学业倦怠，负向预测其学业自我效能感，学业自我效能感负向预测其学业倦怠。 第二，硕士研究生的学业自我效能感在其学业压力和学业倦怠之间起部分中介作用。
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user: 摘 要 胶西北地区是中国最大的金矿集区，焦家断裂带是矿集区内主要控矿断裂带之一，具有巨大的找矿潜力。随着预测深度的增加，深部矿产资源勘探工作很大程度上依赖于对成矿构造形态和结构的认识。本文基于以往研究积累和勘查资料，利用成矿构造三维结构建模的方法建立胶西北金矿集区焦家断裂成矿构造完整的三维结构模型，涵盖地表至地下3000米范围，为深部成矿预测提供可靠的模型支撑，对深部找矿具有重要意义。 关键词 :胶西北金矿集区，焦家断裂，成矿构造，三维结构建模 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着露头矿、地表矿、浅部矿和易识别矿的日益减少，矿产资源勘探工作逐步向第二深度空间发展 [ 1 ] [ 2 ]。随着预测深度的增加，矿产资源勘探与预测更加依赖于对研究区成矿构造的推断和认知。研究表明，矿床的形成明显地受到地质构造的控制，在空间上既表现为构造对矿床产状的控制，又表现为对矿床形成的约束 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。因此，正确认识和把握成矿构造的深部三维结构对于深部矿产资源预测与勘探工作十分重要 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。三维结构建模方法是基于各类勘探资料，借助计算机软件再现地质对象的几何结构形态，在更好地帮助理解地质构造的同时又能应用于矿产勘查工作。虽然当前对于矿床尺度的三维建模方法趋于成熟，但对于区域级别的三维建模仍存在巨大的挑战 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。 胶西北地区是世界第三、中国第一大金矿集区，其中焦家断裂带是矿集区内主要控矿断裂带之一，已探明资源储量1260 t [ 13 ]。2005年以来，在胶西北金矿集区焦家断裂带相继发现和探明了寺庄深部、马塘深部、焦家深部等大型–超大型金矿床 [ 14 ]，表明焦家断裂带区域尤其是深部空间仍具备巨大的找矿潜力。因此，本文以焦家断裂带为研究区，在前人已有研究成果的基础上，系统收集和整理了相关的各类地质资料，将地质体三维建模理论与方法应用于胶西北金矿集区焦家断裂成矿构造建模中，建立完整且准确的焦家断裂成矿构造三维结构模型，为深部成矿预测与深部找矿提供实用可靠的模型支撑。
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user: 2. 研究区地质概况 胶东半岛位于华北克拉通东部，金矿储量超过4500 t [ 15 ]，其中超过90%的金矿资源产于胶西北的伸展构造内，焦家断裂带是其主要的控矿断裂带之一。焦家断裂北起黄山馆，向南经新城、焦家至平里店，总长27 km，宽80~500 m。断裂的主要走向为NNE~NE，10˚~40˚。焦家断裂平面上呈S型，形态不规则，膨缩现象明显，其下盘发育较多与走向平行或呈入字型相交的分枝构造。断裂沿走向呈舒缓波状，发育于早前寒武纪变质岩系与玲珑花岗岩、早白垩世郭家岭花岗岩的接触部位或内接触带，断裂发育部位往往形成较厚的灰黑色断层泥和规模不等的破碎蚀变岩带 [ 16 ] - [ 20 ]。 焦家断裂带内已发现评价的金矿床(点)共计十余处，其中包括新城、焦家、河西、河东、望儿山、东季、马塘、上庄等特大–大型金矿床。这些金矿床均受控于北东向的焦家主干断裂及下盘伴生、派生的次级断裂及裂隙群。矿床类型主要为岩浆热液成因的破碎带蚀变岩型和少量含金石英脉型。区域地质图如图1所示。 图1. 胶东半岛地质简图(改自Song et al.， 2015; Yang et al.， 2016) [ 16 ] [ 17 ]
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user: 3. 三维结构模型的建立 三维结构建模是以野外地质调查和地质勘探资料为数据基础，利用计算机对研究对象的地质结构形态进行定量描述，采取三维建模方法得到真实可靠的三维结构模型 [ 11 ] [ 21 ] [ 22 ]。 3.1. 地质资料收集与数字化 3.1.1. 地质资料收集 本文所涉及的地质资料收集是指对焦家断裂带地区的地质工作历史与相应地质资料成果进行搜集、整理、存档的过程，是开展焦家断裂带成矿构造三维结构建模的工作基础，在三维结构建模工作中起着重要的数据支撑作用。 本文收集的地质资料成果主要分为地质勘查资料、矿山生产资料和物化探资料。其中地质勘查资料从内容形式上主要分为普查报告、详查报告、储量核实报告以及其他重要的地质资料。矿山生产资料一般是指矿山在实际生产实践中各类地质图件、地质数据等，直接为矿山生产服务(如表1所示)。物化探资料一般指针对钻探数据稀少的区域开展地球物理和地球化学勘探，获得各种的原始勘探数据、图件和研究报告等资料。 Table 1 Summary of mine production dat 矿区 地形地质图 勘探线剖面图 中段平面图 钻孔柱状图 其他资料 焦家金矿 1 10 0 395 12 新城矿区 1 9 2 36 7 上庄矿区 0 2 0 0 0 河西矿区 1 10 0 15 2 下庄矿区 2 5 0 10 10 台上矿区 0 11 0 22 30 焦家金矿 1 10 0 395 12 表1. 矿山生产资料汇总 3.1.2. 地质资料数字化 本文的地质资料数字化主要是利用计算机软件将地质资料中的成矿构造进行描绘得到其三维矢量结构以便直接应用于三维建模过程中。主要包括两部分工作：成矿构造二维结构的圈定、成矿构造二维结构到三维结构的转换。 成矿构造二维结构圈定是将收集的地质资料图件中的成矿构造准确地描绘出来得到其二维矢量结构，一般流程是首先对地质图件进行矢量化，然后对成矿构造进行圈定，圈定过程主要以所在地质剖面为基础，参考所在剖面和中断面的勘探工程数据，确保圈定过程的准确性。如图2所示。 图2. 成矿构造圈定示意图 成矿构造二维结构到三维结构的转换是借助勘探工程信息将圈定的二维矢量结构通过空间坐标变换方法将其转换为三维矢量结构。原理如图3所示。AB为该剖面图的勘探线，其起止点坐标已知为 ( x A ， y A ， z A ) 、 ( x B ， y B ， z B ) ，P为剖面图上的一点，假设其坐标为 ( x P ， y P ， z P ) ，并从图上可读出其南北方向的坐标值 y P 和高程值 z P ，故只需求出东西方向的未知坐标值 x P ，就可以实现对剖面图进行配准了。显然，P点在水平面上的投影点C位于AB线上，也就是说P点与其在水平面的投影点C具有相同的水平坐标，即 x P = x C ， y P = y C ，问题即转变为求AB线上C点东西方向上的坐标 x C ，根据直线方程公式，可得： x C = x B − x A y B − y A ( y C − y A ) + x A 图3. 剖面图控制点坐标计算 获得了控制点的三维坐标关系后，便可以将二维矢量结构转换为三维矢量结构，即可以直接用于三维建模工作。 3.2. 三维结构建模方法 一般来讲，现有的三维建模多是依据详尽的地质资料实施的，而对于地质资料稀缺的深部，则缺少相对有效的建模方案。本文在已有三维地质建模方法的基础上，综合多类地球物理勘探资料，对深部结构进行了推断建模，弥补了深部成矿构造因数据稀疏而难以建模的缺点。本文采取的三维结构建模方法主要是利用三维建模软件GOCAD采用人机交互方式对成矿构造进行三维定量表达。针对成矿构造的深浅部分以及地质资料的详尽程度，三维结构建模可以分为两部分工作进行，即针对地质资料相对详尽的浅部三维结构的显式建模部分和针对地质资料相对稀缺的深部三维结构的推断建模部分。 3.2.1. 浅部三维结构显式建模 对于成矿构造的浅部，地质资料数字化得到的三维结构数据较为齐全，将其按照成矿构造的形态正确组合得到浅部成矿构造的三维线串模型，在此基础上，充分依据已有的实测剖面、图切剖面、勘探剖面，按照线串对应连接原则与方法，构建成矿构造的浅部三维线框模型。一般流程如图4所示。 图4. 浅部成矿构造三维建模流程 3.2.2. 深部三维结构推断建模 本文深部三维结构推断建模可以将浅部三维结构模型延伸至−3000米，对于成矿构造的深部，地质勘探资料相对稀缺，只依靠地质资料中勘探剖面数据得到的成矿构造三维结构不能建立深部完整的三维模型，为此，需要借助深部物化探解译剖面等资料，在相关地质调查、已有研究成果及地质知识的指导下进行推断建模 [ 23 ]。根据数据来源的不同，深部成矿构造推断线串可分为3类：勘探工程剖面推断线串、物化探解译剖面推断线串、虚拟勘探剖面推断线串。勘探工程剖面推断线串的构建的主要方法有：① 依据临近工程勘探线剖面进行推断；② 根据重力等值线图进行推断；③ 依据该剖面上的趋势进行推断；④ 根据临近物化探解释剖面进行推断。物探解译剖面推断线串的构建的主要方法有：① 依据该剖面上的趋势进行延伸；② 根据临近物化探解释剖面进行延伸；③ 根据重力勘探等值线图进行延伸；④ 依据临近勘探工程剖面进行延伸。虚拟勘探线剖面线串的构建的主要原则有：① 尽量选取推断部分少、且准确的已知勘探线作为控制线；② 虚拟勘探线应尽量覆盖控制线间已有的物探、勘探工程勘探线，将中间涉及到的剖面依据计算结果进行延伸，以便最大限度的利用已知数据。这样，在最大程度上确保模型准确性的前提下建立起完备的成矿构造的深部三维结构模型。一般流程如图5所示。 虽然物化探数据为深部成矿构造三维结构建模提供了参考信息，但是，因不同勘探工程的具体情况(如勘探深度、勘探范围、勘探精度等)存在差异，由此得到的各类推断线串也存在些许差异，为此，需要对推断的深部成矿构造的二维结构进行综合比较分析，以判断其是否符合地质规律。综合比较分析的方法主要是：① 结合勘探数据对各类推断线串进行定性分析，看是否相互矛盾；② 以研究区已有的成矿构造的产状信息和形态结构信息为参考，判断各类线串是否违背已有信息。对于不符合地质规律的线串，重新进行推断。这样做的目的，是在充分利用数据的情况下保证模型的精度和可靠性，以便建立的深部成矿构造模型更好地为深部找矿服务。 图5. 深部成矿构造三维建模流程 3.3. 三维结构建模成果 在焦家断裂带已有的地质资料的基础上，利用成矿构造三维结构建模方法分别建立起了焦家主断裂成矿构造浅部和深部的三维结构线串及线框模型，同时建立了焦家次级断裂成矿构造三维结构线串及线框模型。最终三维结构建模成果如图6~10所示。 图6. 焦家主断裂浅部成矿构造线框模型 图7. 焦家主断裂深部成矿构造线串模型 图8. 焦家主断裂深部成矿构造线框模型 图9. 焦家次级断裂成矿构造线串模型 图10. 焦家次级断裂成矿构造线框模型
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user: 4. 结论 1) 本文建立了包含次级断裂在内的胶西北金矿集区焦家断裂带的完整的三维结构模型，为该地区的相关地质研究提供了模型支撑。 2) 在确保模型准确性的前提下，所建立的成矿构造的三维结构模型涵盖地表至地下3000米，对深部成矿预测与找矿具有重要意义。 3) 本文采用的三维结构建模方法是实际建模工作与项目中总结和完善的，具有较强的实用性和适用性，能够推广应用于其他研究区和不同地质构造的三维结构建模工作。
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user: 摘 要 采用遥感与地理信息技术，对黑龙江省松嫩平原黑土耕地分布进行了调查研究，全面阐释了黑土耕地在行政单元、高程分带、坡度分级、土壤类型等层面的空间分布特征，说明了耕地在上述指标不同阈值水平上的分布变化，取得了黑土耕地分布的现势性信息，为指导耕地保护与水土流失防治提供技术支撑。 关键词 :黑土耕地，遥感，DEM，土壤 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 研究区域概况 松嫩平原位于大、小兴安岭与长白山脉及松辽分水岭之间的松辽盆地的中部区域，主要由松花江和嫩江冲积而成。研究区地处松嫩平原黑龙江省黑土带，总面积15.8万km 2 ，其中耕地8.81万km 2 。包括哈尔滨、大庆、绥化、黑河(局部) 4个地级行政区、33个市县。本区地带性土壤以黑土、黑钙土、草甸土为主，宜耕性强，自然禀赋优越，素有“北大仓”的美誉。然而，一段时期以来，由于过度垦殖、粗放耕作、养育失调以及国土开发和经济建设的影响，松嫩平原黑土耕地水土流失逐年加剧，黑土层变薄，土质劣化，耕地质量逐年下降，正在动摇该区作为粮食生产基地的农业基础。
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user: 2. 研究基础及项目背景 围绕松嫩平原黑土耕地保育，众多学者耕耘不辍，开展了大量相关研究。近年来，遥感与地理信息技术的引入更极大提升了黑土耕地调查、评价领域的创新性成果 [ 1 ] ；比较突出的有：采用GIS手段综合分析松嫩平原耕地质量等别的空间分异特征 [ 2 ] ；结合土地整理专项，对黑龙江省2000~2013年耕地整治率及新增耕地时空格局开展调查研究 [ 3 ] ；通过各期土地利用GIS动态数据分析，对1985~2000年间松嫩平原土地利用格局开展研究 [ 4 ] ；基于典型区域剖析，阐释耕地变化、景观分布特征及其与人类活动的关系 [ 5 ]。本文在借鉴前人的基础上，从耕地水土流失防治角度切入，以全国水土流失动态监测项目为支撑，采取遥感与信息化手段，借助大地域、多尺度、高时空分辨率遥感数据及其判别技术，提取耕地信息并与坡度分级、高程分带、土壤分布等水土保持相关指标叠加融合，阐明黑土耕地现状和空间分异格局，查清黑龙江省松嫩平原黑土耕地分布本底，为黑土地保护及水土流失防治提供技术支撑。
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user: 3. 基础遥感数据源 3.1. 高分卫星遥感影像 采用中科院遥感所发布的高分卫星数据，空间分辨率为2.5 m，影像地理坐标系为CGCS2000，投影为ALBERS。影像产品时相为2017年5月下旬~6月中旬或8月下旬~9月中旬。 3.2. 土地利用空间数据 采用国土资源部第二次、第三次土地利用调查数据和年度变更矢量数据，经人机交互解译修正后，与国家测绘局组织开展的地理国情普查数据对照 [ 6 ]，生成松嫩平原土地利用矢量图层，坐标投影系统参数与卫星遥感数据的一致。 3.3. 地面数字高程(DEM) 采用1:5万比例尺、30 m分辨率DEM。应用ARCGIS栅格处理，生成研究区域坡度分级矢量图 [ 7 ]。 3.4. 土壤分布数据 采用中科院东北黑土地理数据平台发布的1:50万土壤类型数字图。
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user: 4. 技术实现过程 将DEM衍生的坡度分级图与松嫩平原土地利用、行政区划、土壤类型数字图层均以CGCS2000坐标系统和Albers投影方式调入ArcGIS平台，采用空间分析模块对多源数据融合叠加处理后，生成要素矢量图层 [ 7 ]。该图层包涵土地利用(坡耕地单元)、坡度、高程分带、行政区划、土壤类型等多专题要素，通过GeoDateBase数据库实现属性空间信息一体化检索、定位与统计分析。
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user: 6. 结语 耕地分布格局是耕地保护与治理的基础信息，对于指导耕地水土流失综合防治宏观布局、措施配置具有重要意义。本文采用GIS空间分析技术，创建生成了集多要素为一体的松嫩平原黑土耕地地理信息数据库，与该领域以往侧重典型剖析和注重质量评价相比，本项研究在水土保持层面延伸和拓展了耕地调查的空间维度，突出了行政单元、坡度分级、高程分带、土壤类型等指标分异特征，体现了耕地在上述指标不同阈值水平上的分布变化，更新了黑土耕地分布的现势性信息，为黑土耕地水土流失防治的宏观决策、信息获取、监测预报、规划设计提供了有效支撑。
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user: 摘 要 针对现在输电通道巡视问题，本文搭建了可以垂直起飞降落的固定翼无人机平台，用于解决普通四旋翼续航短，普通固定翼起降场地要求严格的问题。并针对输电通道巡视照片的分类问题提出了一种改进型的卷积神经网络，通过对数据的预处理以及网络模型的优化，使图像分类性能得到了明显提升。 关键词 :复合式无人机，图像分类，输电通道监测 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着我国经济迅速发展，国家各行各业对电网的供电可靠性要求越来越高，而针对电力线路的巡检是提高供电可靠性的重要手段。输电线路巡检方式主要有三类：人工巡检、直升机巡检和无人机巡检。传统的人工巡检方式，由于输电线路走廊地形环境复杂，人员劳动强度大，工作条件艰苦，安全得不到保障，线路运行情况也无法及时反馈 [ 1 ]。直升机巡检作业效率较高，但直升机数量有限，巡检成本和技术门槛高，无法对所有线路展开巡检。而无人机巡检方式由于飞机机体小、成本低、载重轻和操作简便等显著优点而逐渐受到电力企业的高度重视，在输电线路巡检领域中扮演着日益重要的角色 [ 2 ]。 目前电网企业在输电线路巡视中主要使用三类无人机：固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机 [ 3 ]，这些机型虽然可以适用于不同的工作环境，但也有各自的缺点。固定翼无人机的起降有较严格的场地需求，在应对突发事件时无法快速响应。无人直升机与多旋翼机可以垂直起飞和降落，对起降场地没有严格的要求，但是由于自身结构问题，飞行速度较低，续航能力较弱。 本文所研究的复合式无人机是一种新型可垂直起降的固定翼无人机，能够以四旋翼模式进行垂直起飞或降落，同时又能以固定翼模式进行高速巡航飞行 [ 4 ]。在输电线路巡视中针对复杂恶劣的地形环境可以顺利起飞，而且能保证高速和长续航。所以对于这种复合式无人机的研究具有非常重要的意义。
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user: 2. 复合式无人机平台 2.1. 平台搭建 经过对比目前市场飞行性能较为优秀的固定翼无人机，最终选定了TALON mini这款机身轻便，机舱容量大，飞行性能优异，且便于改装的机型。基于该固定翼无人机平台进行改装，对机翼进行轻量化加固，截取合适尺寸的碳纤维骨架并加装四旋翼系统，使其位置合理分布在飞机重心上，再对整个系统的线路、各部件重量分布进行优化，最终完成复合式无人机平台的搭建，如图1。 2.2. 复合式无人机飞行阶段划分 针对复合式无人机，将飞行过程设计为5个阶段： 1) 四旋翼垂直起飞阶段：四旋翼电机启动，依靠四旋翼的推力进行垂直起飞，此时尾推电机不工作； 2) 垂直起飞–平飞转换阶段：无人机依靠四旋翼系统稳定在特定高度点，尾推电机启动并进入最大功率状态，螺旋桨向无人机施加最大推力，使飞机在最短时间达到预定转换速度，接着四旋翼电机停止工作； 3) 固定翼平飞阶段：无人机仅依靠尾推电机进行飞行，实现起飞点–作业区转移飞行，任务巡航，任务区作业，任务区–着陆点返回飞行。到达着陆起始区域后减速到预定转换速度； 4) 平飞–垂直着陆转换阶段：与2)过程基本相反； 图1. 复合式无人机平台 5) 四旋翼垂直着陆阶段：与1)过程基本相反。 2.3. 飞行实验 本文搭建的复合式无人机采用烧录了PX4自驾仪平台的Pixhawk飞控板。PX4平台采用了双闭环的PID控制策略，其中，外环采用了角度控制，飞行姿态的倾斜角度值是经过滤波器和姿态解算后得到的欧拉角，有一定延迟且误差较大，因此单闭环无法实现姿态控制过程。所以PX4还引入了内环控制，即角速度控制，角速度由飞控内置的陀螺仪直接测量得到，响应快，误差小。如图2。 图2. PX4双闭环PID控制策略 经过多次试飞，并根据飞行日志对参数不断整定，最终获得达到预期飞行效果的参数，以下是部分参数： 整个飞行实验包括起飞，巡航和降落三个飞行过程。其中巡航过程又包括了多旋翼飞行，飞行模式转换阶段和固定翼飞行三个飞行阶段。图3和图4展示了复合式无人机的部分飞行过程。 图3. 四旋翼垂直起飞 图4. 四旋翼–固定翼转换阶段 图5. 飞行基本信息 图6. 俯仰角速度曲线图 图7. 滚转角速度曲线图 图8. 偏航角速度曲线图 图5为此次飞行实验的基本信息。图6、图7和图8分别是飞行实验中无人机的俯仰，滚转和偏航角速度曲线图。整个飞行过程包括：飞机在手动模式下垂直起飞，25秒到达预定高度，启动自稳模式并转为固定翼模式进行飞行，期间完成了较大幅度的俯仰、滚转以及偏航动作来测试飞行性能，1分20秒切换回四旋翼模式进行降落，整个飞行实验结束。根据实际飞行的目视效果以及对飞行日志的分析，无人机始终可以保持良好的飞行稳定性，在执行大幅度实验动作也可以保证飞行的稳定。由此可见，在经过参数整定后，复合式无人机的飞行性能达到了预期。
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user: 3. 基于神经网络的图像分类 3.1. 深度学习与卷积神经网络 输电线路由于终年暴露在外，除了要遭受恶劣天气的侵袭外，各种施工、违法、违章行为引发的输电线路跳闸、倒杆等外力破坏事故也呈逐年上升的趋势，严重威胁输电线路的安全稳定运行 [ 5 ]。随着国家电网对输电线路的供电可靠性要求越来越高，防外破工作已纳入各大电力公司的常态管理。将复合式无人机应用于输电线路监测，弥补了多旋翼无人机续航短，普通固定翼需要大型起降场地的不足，为防外破工作找到了一条新的技防措施。 通常情况下，无人机在对输电线路执行巡视任务时，会拍摄大量的照片，如果仅靠人工进行识别分类，工作量很大。因此需要一种快速有效的图像分类方法对巡视照片进行识别和分类。 近年来，深度学习在计算机视觉领域中得到了很大的发展，基于深度学习的图像分类方法相比于传统的图像分类方法，能够通过深层架构自动学习图像特征，显著提升了图像分类效果 [ 6 ]。而卷积神经网络是深度学习的研究热点之一。 卷积神经网络是以人工神经网络为基础，卷积层中输出特征图的各个基础单元可以与对应的输入局部相连，接着进行加权求和并加上偏置值，从而获得其输入值，这个过程同卷积过程相似度极大，故而被称为卷积神经网络。随着相关理论知识的丰富以及计算机硬件设施的不断发展，卷积神经网络也顺势获得了快速突破，取得了一定的成果，并在计算机的相关领域被大量应用，成为了深度学习中最具有代表性的算法之一 [ 7 ]。其主要组成部分有：卷积层、激活函数、池化层和全连接层 [ 8 ]，网络结构如图9。 图9. 卷积神经网络示意图 [ 9 ] 3.2. 搭建网络模型 在输电线路外力破坏类别中，因泵车、起重机等大型机械在线下施工引起线路安全距离不足产生放电导致线路跳闸的事故，以及大型鸟类在铁塔上筑巢排便导致相间短路而威胁线路安全运行的案例占很大比重，因此本课题将选取大型施工机械和大型鸟类的照片作为数据集，其中训练集大型机械和鸟类各1000张图像，另外选取各500张图片作为测试集，其中部分照片如图10。 图10. 数据集 过拟合问题是深度学习在神经网络训练过程中经常遇到的问题。所谓过拟合，是指模型对训练集数据拟合很好，识别正确率高，而对未学习过的数据集拟合并不好，泛化能力较弱，与训练集的识别正确率差距较大。因此，采用测试集来验证神经网络是很有必要的。 本文采用了基于VGG16的卷积神经网络的网络结构，使用自建的数据集训练该网络，采用tensorflow下的Dataset方法处理数据，利用shuffle方法对图片作乱序处理，batch大小设置为32。VGG16网络中与卷积层相连接的为Flatter层，本文采用GlobalAveragePooling2D层与之相连接。 将全部训练数据训练一次为一个周期(epoch)，经过40个周期后，训练过程的准确率和损失值变化情况如图11。 图11. 原始网络训练效果 可以看到，在20个训练周期前，测试集的准确率会随训练集的准确率一同上升，损失值一同下降，此时准确率为91.43%，损失值为0.2252。之后训练集准确率继续上升，损失值也继续下降，但是测试集准确率上升幅度很小，损失值下降幅度无明显变化，且出现大幅波动，甚至有上升趋势。说明网络已经过拟合，泛化能力偏弱。 3.3. 网络优化 为了获得更好的图片分类性能，本文采用了图像增强策略来对数据进行预处理，并添加Dropout层和Batch Normalization层来优化网络结构。优化后的网络结构如图12。 图12. 网络结构 在训练前采用图像增强策略，并使用优化好的网络对自建的数据集进行训练，经过60个周期后，训练过程的准确率和损失值变化情况如图13。 图13. 新网络训练效果 可以看到，在整个训练过程中，测试集的准确率会随训练集的准确率一同上升，损失值一同下降，训练过程中测试集最大准确率达到了94.56%，优于此前的91.43%，损失值为0.1960，优于此前的0.2252。说明新的网络模型性能大大优于原有的模型。
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user: 4. 总结 本文搭建了一套可用于输电线路巡视的复合式无人机平台，通过调整飞行参数，获得了良好的飞行性能。此外针对输电线路巡视照片分类困难的问题，提出了一种基于复合式无人机航拍图像分类的卷积神经网络模型，通过优化网络结构，提高了网络的图像分类性能，在自建的数据集上取得了良好的分类效果。能够成为输电线路通道防外破工作的重要辅助手段， 但是由于时间有限，复合式无人机在搭建时没有合理利用机舱空间，导致后期无法加装拍摄系统，因此在后续的研究中，需要合理规划好设备位置，增加拍摄系统。另外本文只完成了一个卷积核数目较少的网络模型，且自建数据集训练样本偏少，只有2000张，想要应用于实际工作还是不够的。在深度学习中，针对图像分类问题的网络模型非常之多，它们有各自的优点，对不同分类问题有不同的适用性，因此对深度学习中图像分类相关的算法、网络结构仍然需要继续深入研究。