DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 图像拼接就是将同一场景、相互间存在重叠部分的图像进行空间匹配对准，合成为一张大的宽视角图像 [ 1 ] 。一直是计算机视觉、图像处理和计算机图形学的热点研究方向，广泛应用于虚拟现实领域、医学图像处理领域、遥感技术领域和军事领域。图像拼接主要包括图像获取、图像配准和图像融合等几部分，图像配准为其中最重要的部分。为了配准图像，首先必须确定图像间的运动信息。在很多其他应用中，这些运动参数是事先不可知的，因此运动估计是图像配准算法中非常关键的步骤。而且估计的准确性比其密集性更重要，如果估计精度达不到亚像素级，将会极大地影响图像配准的质量 [ 2 ] 。现有运动补偿和运动估计的算法很多，主要如基于插值的算法、基于抛物面预测算法、基于频率域方法的相位相关法等 [ 3 ] [ 4 ] 。通过插值算法达到亚像素的精度是运用最为广泛的方法，但其随着精度的提高，运算的复杂性大大提高。另一类亚像素运动估计方法是基于抛物面预测的亚像素运动估计算法，这类方法虽然所需时间少，但是由于最佳亚像素点周围的实际函数并不是和预测的函数完全一致，会导致最佳运动矢量与实际选取的运动矢量之间的误差。 光流估计算法是运动估计中的重要算法之一 [ 5 ] ，其概念最早由心理学家Gibson于1950年提出，从灰度图像序列计算光流场需遵循亮度恒定假设，即图像序列中相邻图像间同一运动目标相应的像素亮度不变，以此导出光流基本方程。依据光流基本方程求解光流场是一个病态问题，需进行正则化。Horn和Schunck [ 6 ] 认为图像序列中同一运动物体引起的光流场是连续和平滑的，从而引入了对光流的平滑性约束，将光流求解的病态问题转化为求解凸函数的最小值问题，是光流求解的里程碑。Lucas和Kanade [ 7 ] 通过在小的局部区域内运用加权最小二乘法求解光流。Fleet和Jepson [ 8 ] 采用时空滤波器的方法。Weber和Malik [ 9 ] 提出了在多分辨率框架下的光流计算方法，通过求解不同尺度下的光流方程组来获得光流解。 Bernard [ 10 ] 利用小波来建立光流方程组，也取得了较好的效果。以上基于灰度的光流算法中Horn-Schunck方法与Lucas-Kanade方法仍是目前应用广泛，可靠性较高的方法。 本文改进了传统的光流估计方法，将待估计图像利用提升小波分解，形成分辨率逐步降低的图像集合，对其由低到高逐级进行光流法运动估计。并通过实验证明了小波多分辨率的光流估计方法提高了估计的精确性。
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user: 2. 传统的光流估算方法 光流场的计算最初是由Horn和Schunck提出。如果t时刻图像的点 处灰度值为 ，在时刻 时，这一点运动到 ，对应的灰度值为 ，假定它与 相等，即 (1) 利用泰勒公式对其展开，忽略二阶及其以上的项可得到 (2) 令u，v分别为该点光流矢量沿x和y方向的两个分量，且有 则可得到基本光流约束方程 (3) 写成矢量形式 (4) 在式(3)和式(4)中， 分别为参考像素点的灰度值沿x，y，t三个方向的偏导数； 为图像灰度的空间梯度； 即为光流矢量。基本光流中有两个未知数u和v，但只有一个方程，因此，只使用一个点上的信息是不能确定光流的。人们将这种不确定问题称为孔径问题(aperture problem)。各国的研究者均在探索求解该不适定问题的方法，其间出现了许多克服不适定问题的算法，Horn和Schunck使用光流在整个图像上光滑变化的假设来求解光流，即运动场既满足光流约束方程又满足全局平滑性。Nagel使用二阶导数(second-order derivatives)来估计光流。 光流场计算基本公式的导出过程中，应用了泰勒级数展开，因此这实际隐含着认为灰度变化以及速度场的变化都是连续的。但在实际情况中，图像中的灰度变化以及速度场都可能出现不连续。日本学者Mukawa引入一个修正因子对光流场计算基本等式修正，其中修正因子可以有物体的运动和投影模型求出，解决了光流基本等式的不连续问题。
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user: 3. 提升小波原理 光流估计算法的优点是配准精度比较高，抗噪声能力强，但只适合于对小位移量的配准，当图像间的位移量比较大时，往往不能准确配准。另外算法的计算量也比较大，而且随图像像素数的增加而增加。本文采用提升小波多分辨分析的方法应用于光流，可以弥补这个缺点。小波分析具有多分辨分析的特性，在时域和频域都有表征信号局部信息的能力，时间窗和频率窗都可以根据信号的具体形态动态调整。低频部分(信号平稳部分)小波分析具有较长的时间窗口，以便能看清信号的趋势和整体变化情况；高频部分具有较短的时间域窗口，从而能定位信号突变的瞬间时刻。就是说，小波分析可以达到将大轮廓和小细节分解的功能 [ 11 ] 。 传统的第一代小波变换是在欧式空间内通过基底的平移和伸缩构造小波基的，不适合非欧式空间的应用。因此小波的提升方案应运而生，它是构造第二代小波变换的理想方法。 提升的形式给出了小波完全的空间域的完全解释，它具有许多优良的特性：结构简单，运算量低，原位运算，节省存储空间，逆变化可以直接翻转实现，以及可逆的整数到整数变换，便于实现。在高速处理、移动手持设备、低功耗设备应用中具有很大的吸引力。提升小波在1996年由Sweldens [ 12 ] [ 13 ] 提出后，在信号处理领域得到了广泛的应用。郑世友等 [ 14 ] 将小波提升框架与可变模板法结合，提出一种新的运动目标检测方法。徐韶华等 [ 15 ] 利用小波提升框架检测红外弱目标。Daubechies已经证明，任何离散小波或具有有限长滤波器的两阶滤波变换都可以被分解成一系列简单的提升步骤，因此能够用Mallat算法实现的小波，都可以用提升算法来实现。 提升算法给出了双正交小波简单而有效的构造方法，使用了基本的多项式插补来获取信号的高频分量，之后通过构建尺度函数来获取信号的低频分量，“提升”算法的基本思想是，将现有的小波滤波器分解成基本的构造模块，分步骤完成小波变换。利用提升框架实现小波变换的步骤为：① 分裂，即按照下标的奇偶性将信号划分为２个集合 和 ，每个集合的长度为原始信号的一半；② 预测，即用偶数下标的点来预测奇数下标的点，用 表示奇数为下标的点预测值的偏差；③ 更新，即用偏差 修正偶数下标的点，使其保持原始信号 的一些特性。
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user: 4. 基于提升小波的光流估计 影像进行一级小波分解后，生成4个子带影像，各子带影像的小波系数分别为近似系数(LL)，水平细节系数(LH)，垂直细节系数(HL)，对角细节系数(HH)。如图1所示。 通过对原始图像进行小波分解，得到图像在较低分辨率上的近似，分辨率是原图的1/2，再将采样后的低频图像进行小波分解下采样，如此反复进行上述操作，就得到了图像小波金字塔如图2所示。 金字塔的高层图像分辨率比较低，图像像素数比较少，因此可减小算法的计算量。另外低分辨率图像间的相对位移量也比高分辨率图像间的位移量减小了相应的倍数，因此可使算法实现大位移量的运动估计。 本文算法首先利用提升小波实现图像低频信息和高频信息的分离，构建图像小波金字塔，并对每层分解的低频图像使用Lucas-Kanade算法进行光流估计，由n层计算 层的光流，将上一步得到的值作为 层计算的迭代初始值，更新运动估计参数直到计算到第0层为止。第0层的值即为最终运动参数值。本文算法流程图如图3所示。
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user: 5. 实验及分析 为验证上述结论，本文分别利用db4和db6小波的提升框架，对序列图像进行3层小波分解，本文算法利用matlab编程语言实现，使用图像为利用摄像机拍摄的运动视频。从中抽取相邻两帧，图像大小为512*512像素。原始图像如图4所示。 图5，图6分别显示了利用db4和db6提升小波的光流矢量图，从图中可以看出，光流真实反映了图像像素强度变化情况，矢量长度越长代表目标运动的距离越大，由于噪声的处理不理想，有部分像素矢量估计不准确。 为了进一步说明本文算法的正确性，本文还将本文算法实验结果与直接利用Lucas-Kanade光流估计法实验结果进行了对比，利用Lucas-Kanade算法提取图像光流矢量，实验结果如图7所示，对比图5，图6可以看出，图7中对运动估计不够清晰，本文算法对光流估计更加清晰准确。
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user: 6. 结论 1) 文中结合实际应用要求，引入多分辨率技术，改进了光流估计算法对于大位移的不能准确性估计，扩展了光流估计的应用场合，同时使光流估计的鲁棒性有了一定的提高。 2) 改进的光流算法虽在文中取得了较好的应用效果，但随着应用场合的不同，对该算法的抗噪声和快速的计算能力提出了更高的要求。 3) 在今后的研究中将继续围绕光流算法的实时性和良好的鲁棒性进行深入探索，使其能在特殊的硬件支持下实现实时动态检测，并将其研究成果扩展到其他研究领域。 图1. 影像一级小波变换 图2. 图像小波多分辨率示意图 图3. 本文算法流程图 图4. 实验图像 图5. db4提升小波光流矢量图 图6. db6提升小波光流矢量图 图7. L-K算法光流矢量图
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user: 摘 要 通过对含铅的钼矿石进行矿石性质分析，采用抑铅浮钼与钼铅混选再磨后钼铅分离回收铅工艺流程对比，推荐工艺流程为钼铅混选再进行钼铅分离，获得钼精矿品位50.79%，钼回收率81.57%，铅精矿品位40.14%，铅回收率83.83%的选矿指标，论证了钼矿中铅的综合回收的可能性，为企业进行选矿工艺选择提供了科学依据，也为企业创造了较大的经济效益和社会效益。 关键词 :钼铅混合浮选，综合回收，铅精矿
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user: 1. 引言 钼是一种珍贵的稀有高熔点金属，是重要的战略物资，是生产合金钢、不锈钢、耐热钢和合金铸铁等的重要元素，钼及其合金具有良好的导热性、导电性、低热澎胀系数、耐高温性、低蒸气压、耐磨性、耐腐蚀性和化学稳定等特性。陕西某地的钼矿中铅含量较低，但在选钼过程中富集，使钼精矿中有害杂质铅的含量超标，严重影响了钼精矿的质量和销售价格 [ 1 ] 。
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user: 2. 矿石性质 2.1. 矿石中矿物组成 该矿石中金属矿物主要为辉钼矿，其次为方铅矿、黄铁矿，其它的金属矿物相对含量都较低，脉石矿物主要石英、钾长石、方解石、黑云母为主，有少量的蒙脱石、绿泥石、斜长石等。 2.2. 主要金属矿物特征 辉钼矿以鳞片状为主、板条状、短脉状分布在脉石裂隙中，部分辉钼矿结晶程度差，大部分包裹微晶方铅矿颗粒，全部包裹粒径小于0.03 mm；方铅矿的主要嵌布特征为辉钼矿的鳞片层间，包裹于辉钼矿鳞片中及辉钼矿团块中的方铅矿粒径小于0.005 mm，大量的方铅矿在辉钼矿中成独立矿物存在，且粒度细小，无法与辉钼矿分离，这将是影响最终钼精矿中含铅较高的最主要因素；黄铁矿多以自形晶、半自形晶粒状及集合体产出，在颗粒裂隙有黄铁矿和方铅矿充填侵入，使黄铁矿多呈残余结构。 2.3. 原矿化学多元素分析 原矿化学多元素分析结果见表1。 2.4. 原矿钼物相分析 原矿钼物相分析结果见表2。
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user: 3. 选矿试验 3.1. 试验流程的确定 根据矿石中矿物的性质，试验工艺流程采用混合浮选，辉钼矿、方铅矿和黄铁矿均具有良好的天然可浮性，本次研究主要是采用工艺流程为“钼铅混合浮选–混合粗精矿再磨钼铅分离”的工艺流程。 Table 1 The undressed ore chemistry multi-ultimate analysis resul 元素 Mo Pb Cu Zn Ni Co 含量(%) 0.087 0.27 0.01 0.029 0.0035 0.0032 元素 S As Al 2 O 3 K 2 O Na 2 O MgO 含量(%) 2.50 0.0021 9.06 4.68 1.14 2.14 元素 CaO TFe P Mn Au (g/t) Ag (g/t) 含量(%) 8.79 1.37 0.092 0.48 0.089 2.49 表1. 原矿化学多元素分析结果 Table 2 The analysis results of molybdenum phase of run-of-mine ore (% 相别 硫化钼中钼 钼钨钙中钼 钼华中钼 合计 含量 0.079 0.007 0.001 0.087 占有率 90.81 8.05 1.14 100.00 表2. 原矿钼物相分析结果(%) 3.2. 粗选磨矿细度试验 磨矿细度使有用矿物和脉石矿物基本达到单体解离，矿石中有用矿物嵌布粒度越细，需要磨矿细度越高，而过磨则会使有用矿物泥化导致浮选难度的增加，影响浮选效果。磨矿细度试验条件：水玻璃1000 g/t，煤油150 g/t，2 # 油70%，磨矿细度变量。磨矿细度试验结果见图1。 从图1看出：随着磨矿细度增加，钼精矿品位变化不大，而钼精矿回收率有所下降，而铅性脆，过磨易泥化，不利于铅的回收。故选择粗选磨矿细度为——74 μm占75%。 3.3. 粗选水玻璃及煤油用量试验 由于矿石中泥化矿物较多，在破碎、磨矿过程中会产生大量的矿泥，矿泥的存在将严重影响钼矿物的浮选效果。在矿浆中添加水玻璃能起到分散矿泥、抑制脉石矿物的作用，有利于提高钼精矿品位；辉钼矿浮选时，常用煤油作为捕收剂 [ 2 ] 。 通过用量试验对比，最终确定水玻璃用量为1000 g/t，煤油用量为150 g/t。 3.4. 精选磷诺克斯用量试验 经过条件试验，抑制剂条件对比确定采用磷诺克斯抑制方铅矿有独特的抑制作用。磷诺克斯是P 2 O 5 与NaOH (配比为1:1.5~1:2)反应产物，二者生产硫代磷酸钠(Na 2 PSO 3 )，并在方铅矿生成难溶的硫代磷酸铅，硫代磷酸铅亲水而使方铅矿受抑制，由于磷诺克斯具有瞬时作用，与矿物表面反应很快，且消耗快，为了能的提高钼精矿品位及更好的回收方铅矿 [ 3 ] 。故做了磷诺克斯用量，试验工艺流程见图2，试验结果见表3。 从图3看出：随着磷诺克斯用量增加，钼精矿品位有所增加，钼精矿中含铅有所下降；铅精矿品位随着增加，故选用磷诺克斯660~1000 g/t，本次试验选用1000 g/t。 3.5. 精选再磨细度试验 矿石中辉钼矿与方铅矿及黄铁矿的嵌布粒度较细，为了提高钼精矿中钼品位，提高钼矿物的单体解离度是关键，同时也要考虑到所增矿泥对浮选指标的负面影响，所以进行了在钼铅混合精矿直接再磨和混合精矿脱铅后再磨的对比 [ 4 ] 。试验结果证明：钼铅混合精矿再磨，铅性脆、容易泥化，不利于铅的回收，故选择脱铅后进行再磨提高钼精矿品位，精选再磨细度试验结果见图4。 从试验结果看出：随着磨矿细度增加，钼精矿品位也在提高，但是钼精矿回收率在下降，综合考虑，精选再磨细度选用——43 μm占90%。 图1. 磨矿细度试验结果 图2. 抑制剂磷诺克斯用量试验工艺流程 图3. 磷诺克斯用量试验结果 图4. 再磨细度试验结果 Table 3 The results of the closed-circuit test (% 产品名称 产率 品位 回收率 Mo Pb Mo Pb 钼精矿 0.14 50.84 1.06 84.53 0.40 铅精矿 0.47 1.81 44.68 10.71 85.02 尾矿 99.39 0.0042 0.036 4.76 14.58 原矿 100.00 0.084 0.247 100.00 100.00 表3. 闭路试验结果(%) 3.6. 闭路试验 在各条件试验的基础上，根据开路试验，对试验条件进行了必要的调整和优化。为进一步提高钼铅分离效果，采用水玻璃和磷诺克斯作为铅的抑制剂。闭路试验结果见表3。
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user: 4. 结语 1) 工艺矿物学研究表明，矿石中金属矿物主要为辉钼矿，其次为方铅矿、黄铁矿，其它的金属矿物相对含量都较低，脉石矿物主要石英、钾长石、方解石、黑云母为主，有少量的蒙脱石、绿泥石、斜长石等。该矿中主要回收的有价金属钼和铅。 2) 选矿试验研究表明，采用“钼铅混合浮选—混合粗精矿再磨钼铅分离”工艺流程，为了提高钼铅分离效果，采用水玻璃和磷诺克斯抑制铅矿物，获得钼精矿钼品位50.84%，钼回收率84.53%；铅精矿铅品位44.68%，铅回收率85.02%。 3) 对闭路浮选尾矿进行了综合回收试验。可得到合格的硫精矿和铁精矿，使资源得到综合利用，达到综合回收的目的，为企业创造了较大的经济效益和社会效益。
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user: 摘 要 2016年4~10月，在湖南黄桑国家级自然保护区选取6条生境不同的样线逐月进行了蝶类多样性调查，共记录到蝴蝶3611只，隶属5科96属170种。虽然灰蝶科的个体数最多(1365只，37.8%)，但以蛱蝶科的种类最多(87种，占51.2%)，其等级多样性指数最高(H'(GS) = 9.9636)，均匀度指数(J值)和物种丰富度指数(R值)也较高，属于优势类群。就H'(GS)值排序，蛱蝶科之后依次为弄蝶科、灰蝶科、粉蝶科、凤蝶科。位于保护区核心区的样线IV的蝶类群落具有最高的H'(GS)和R值，其J值也较高，但D值较低。位于保护区实验区的样线V的蝶类群落H'(GS)与R值均为最低，J值也较低，但D值较高。对6条样线进行的聚类分析表明，蝶类群落的相似度与生境质量及植被类型相关，位于保护区边界的样线I、II与处于保护区内的另4条样线的相似度都较低。7~10月间，蝶类的物种多样性指数(H')和R值稳定在较高的水平，但D值较低。区内的蝶类区系以东洋界种类为主体(123种，72.35%)，广布种有一定的数量(45种，26.47%)，古北界种类也有2种(1.18%)，表明该保护区的蝶类区系具有一定的复杂性和过渡性。 关键词 :蝶类多样性，区系，黄桑国家级自然保护区，湖南 Copyright © 2017 by authors 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 生物多样性是人类赖以生存的物质基础，保护生物多样性已成为当前国际自然资源保护实践的主要内容 [ 1 ] 。蝶类是生物资源的重要组成部分，也是生物多样性研究与保护的重要类群 [ 2 ] 。它们对环境变化较为敏感，许多种类已被公认为生态系统健康状况与气候变化的指示生物 [ 3 ] 。通过对蝶类进行长期定点的动态监测，掌握目标区域内蝶类多样性的现状及生境异变信息，分析其受胁因子，可为蝶类资源保护实践提供科学依据。 在蝶类本底资源调查与多样性动态监测的国内外大背景下，近年湖南省在蝶类资源、区系及多样性研究方面也取得了重要的进展，如唐卷云等 [ 4 ] 对湖南云山蝶类的物种资源进行了调查及多样性分析；李密等 [ 2 ] 对乌云界国家级自然保护区的蝴蝶物种多样性及其保护进行了研究；张佑祥、刘志霄等 [ 5 ] [ 6 ] 对湖南壶瓶山国家级自然保护区和小溪国家级自然保护区的蝶类资源及其区系特征进行了专题研究。但有关黄桑保护区及雪峰山一带的蝶类本底资源状况至今尚缺乏研究报道。 2016年，我国环保部首次启动了在全国范围内“以蝴蝶为监测对象的生物多样性观测与保护项目”，湖南绥宁县境内的黄桑国家级自然保护区被列为该项目的样区之一。在该项目的支持及统一规范安排下，我们于2016年4~10月逐月对该区域内的蝶类进行了较为系统的调查，并就其多样性现状及区系组成进行了分析，现将研究结果报道如下。
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user: 2. 研究方法 2.1. 自然概况 湖南黄桑国家级自然保护区(以下简称“黄桑”或“保护区”，109˚45'~110˚10'Ｅ，26˚17'~26˚35'Ｎ)位于湘西南边陲的邵阳市绥宁县境内，地处“八十里大南山”北坡与“雪峰山”南麓交接处，是“三水”(沅江、巫水、莳竹水)的发源地。保护区总面积为12，590 km 2 ，属中山地貌，山高谷深(海拔480~1913 m)，地形复杂，溪河纵横，植被繁茂，森林覆盖率高达93.5%。黄桑属中亚热带湿润气候，年均温15.7℃，年均相对湿度86.6%，年均降水量1421 mm，年均日照时数1348.9 h，无霜期270 d。区内生物资源丰富，有维管束植物213科，2000余种 [ 7 ] [ 8 ] 优越的自然条件为蝴蝶等野生动物类群的繁衍创造了良好的条件。 2.2. 样线的设置 选择不同的生境类型及海拔高度，在保护区内、外选定了6条监测样线。 样线I——苗溪(408~458 m)：是紧邻保护区的一条溪谷便道，位于山脉东麓，附近的居民较少，人为活动相对较弱。样线的一边以人工杉木林为主，另一侧以常绿阔叶天然林为主。主要植物种类有：杉木Cunninghamia lanceolata、盐肤木Rhus chinensis、苦楝Picrasma quassioides、枫香Liquidambar formosana、溪畔杜鹃Rhododendron rivulare、淡竹叶Lophatherum gracile、大叶白纸扇Mussaenda esquirolii、芒Miscanthus sinensis等，平均郁闭度约为85%。 样线II——大湾塘(419~552 m)：保护区外的一段沿河乡村公路，位于山脉西麓。人为干扰因素主要是道路交通。河两岸的山势起伏较大。植被主要为常绿阔叶林，常见植物有青冈Cyclobalanopsis glauca、豆腐柴Premna microphylla、溪畔杜鹃Rhododendron rivulare、水团花Adina pilulifera、尖连蕊茶Camellia cuspidata、钩藤Uncaria rhynchophylla、盐肤木Rhus chinensis、紫麻Oreocnide frutescens等，平均郁闭度约为70%。 样线III——兰家村(477~483 m)：位于保护区的实验区内，处于保护区山脉的东南区，是典型的农耕区和居民区，在6条样线中，该样线的人为活动干扰程度最大。样线的两边生境多样，有山林、灌草丛、河流、水田、旱地、果园等。优势植物为杉木Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana、毛竹Phyllostachys heterocycla、紫麻Oreocnide frutescens、臭牡丹Clerodendrum bungei、芒Miscanthus sinensis、白茅根Imperata koenigii等，平均郁闭度约为50%。 样线IV——红军路(506~550 m)：位于保护区的核心区，是一条约60 cm宽的“红军路”(当年红军路过的小道)，人为干扰较少，植被茂密，属典型的常绿阔叶林。优势植物有樟Cinnamomum camphora、毛桂Cinnamomum appelianum、钩栲Castanopsis tibetana、毛豹皮樟Litsea coreana、溪畔杜鹃Rhododendron rivulare、箬竹Indocalamus tessellatus、紫麻Oreocnide frutescens、接骨草Sambucus chinensis等。该样线较为阴凉，平均郁闭度约为95%。 样线V——上堡(界溪) (788~844 m)：位于保护区的实验区内，处于山脉的西麓，是沿界溪沟前往上堡侗寨的一段乡村公路，因旅游开发，来往车辆较多，人为干扰最大。样线沿途有村寨及农田，植被类型以针阔混交林为主。优势植物为枫香Liquidambar formosana、溪畔杜鹃Rhododendron rivulare、杉Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana、盐肤木Rhus chinensis、芒萁Dicranopteris dichotoma、糯米团Gonostegia hirta、苍耳Xanthium sibiricum等，平均郁闭度约为75%。 样线VI——铁杉林(728~862 m)：位于山脉的西麓，是由保护区的缓冲区进入核心区的一段乡村公路。因山腰有保存完好的铁杉群落而成为游客必到的旅游景点。样线虽途经村寨及农耕区，但附近的植被较好，以常绿阔叶林和针阔混交林为主，优势植物有青冈Cyclobalanopsis glauca、亮叶桦Betula luminifera、构树Broussonetia papyrifera、毛竹Phyllostachys heterocycla、枫香Liquidambar formosana、序叶苎麻Boehmeria clidemioides、白茅根Imperata koenigii等，平均郁闭度约为75%。 2.3. 调查时间与方法 2016年4~10月，按环保部项目专家制订的统一要求，采用样线法 [ 9 ] 对保护区境内的蝶类进行观测。每次观测都选择在晴朗或多云、温暖(17℃以上)、微风(风速小于四级)的时段进行，观测时间一般为09:00~17:00，每条样线每月观测一次。观测时3~4人为一组，以1~1.5 km/h的速度沿样线缓慢前行，样线宽度设置为5米，监测并记录垂直高度5 m空间范围内所见到的蝴蝶的种类及数量。对于熟悉的种类我们仅记录其个体的数量，并尽可能地拍摄其生态照片，对于不熟悉的种类我们先记录其个体数，再尽可能地拍摄其生态照片或将其网捕，将采到的标本置于三角纸袋中，并标明采集时间、地点等信息，带回室内后进行标本制作与分类鉴定 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 。 2.4. 数据分析 以下数据处理采用Excel，Spss13.0和Matlab软件进行处理。 采用以下公式 [ 15 ] 进行蝶类的多样性分析： ① 多样性指数(H′)采用Shannon-Wiener公式： 式中， 是第i种的个体比例，P i = N i /N，N是第i种的个体数，N是全部物种的个体总数。 等级多样性指数公式为： 式中， 为属级多样性， 为种级多样性。 ② 均匀度指数(J)采用Pielou公式： 式中，J为均匀度， 为Shannon-Wiener多样性指数，S为物种数。 ③ 优势度指数(D)采用Berger-Parker公式： 式中：N max ——优势种的种群数量；N t ——所有种类的种群数量。 ④ 物种丰富度(R)采用Margalef公式： 式中，S为物种数，N为个体数。 ⑤ 群落相似性指标 群落相似性系数采用Jaccard的相似性系数公式： 式中，a为A生境物种数，b为B生境物种数，c为A、B两生境共有的物种数。
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user: 4. 讨论 4.1. 黄桑保护区蝶类的物种多样性 黄桑保护区成立于1982年，2005年晋升为国家级自然保护区，尽管已成立了35年，但至今仍未见有关其蝶类的研究报道，因此本文作为资源本底的调查与研究不仅填补了该保护区蝶类研究的空缺，而且也为雪峰山及其周边地区及至我国南方蝶类多样性及区系的深入研究提供了参比数据。 湖南省现已知蝶类414种 [ 18 ] ，黄桑蝶类的种数占湖南省蝶类种数的41.06%，与其他几个国家级自然保护区 [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ] 相比，无论是属数还是种数，黄桑都高居榜首。 黄桑的蝶类多样性指数高达5.3367，均匀度指数为0.7202，单一种属多，有67属在保护区内仅有一种，占总属数的69.8%，表明黄桑的蝶类物种多样性丰富，属种较多，保护区的自然条件比较适合于蝴蝶的生存和繁衍。 4.2. 不同样线的蝶类群落多样性 样线IV位于保护区的核心区，植被覆盖率最高，植物种类丰富，人为干扰程度最小，其蝶类群落具有最高的H'(GS)和R值，其J值也较高，但D值较低，表明其物种多样性高，环境质量较好，适合蝴蝶的生存。样线II位于保护区的边缘，是一条沿河公路，水源充足，植被茂盛，人为干扰较少，其蝴蝶群落具有最小的D值，其H'(GS)、R值和J值也较高，表明该样线具备蝴蝶生存与繁衍的优良条件。样线V位于保护区的实验区，主要的植被类型是针阔混交林，也有农田和村寨，由于旅游开发，该样线的生 Table 4 Faunal components of butterflies in the Huangsang National Nature Reserve， Huna 科名 Families 总种数 Total 东洋界种(%) Oriental species 古北界种(%) Palearctic species 广布种(%) Widespread species 凤蝶科Papilionidae 16 12 (7.06%) 0 (0) 4 (2.35%) 粉蝶科Pieridae 8 4 (2.35%) 0 (0) 4 (2.35%) 蛱蝶科Nymphalidae 87 61 (35.88%) 2 (1.18%) 24 (14.12%) 灰蝶科Lycaenidae 32 25 (14.71%) 0 (0) 7 (4.12%) 弄蝶科Hesperiidae 27 21 (12.35%) 0 (0) 6 (3.53%) 总 计Total 170 123 (72.35%) 2 (1.18%） 45 (26.47%) 表4. 湖南黄桑国家级自然保护区的蝶类区系组成 境破坏最为严重，人为干扰的频度也最大，所以其蝶类群落H'(GS)与R值均最低。通过对不同样线蝶类多样性的比较，我们也发现，植物群落结构越复杂、生境越多样、人为干扰程度越小，生境质量就越优越，蝴蝶的多样性就越高 [ 19 ] 。总体上，蝶类群落在不同生境分布的水平结构上，H'(GS)与J值并不一致，这也与顾伟等 [ 3 ] 、胡冰冰等 [ 20 ] 的研究结果相符。 影响蝶类群落时序动态的因素是多方面的，如植物多样性、物候期、气温、水文等 [ 21 ] 。从全年来看，黄桑的蝶类群落多样性指数与均匀度指数呈显著的正相关，这也与马玲等 [ 22 ] 、刘文萍等 [ 23 ] 的研究结果一致。而如果群落的多样性指数与均匀度指数的一致性是群落结构稳定的体现 [ 24 ] ，那么目前黄桑的蝶类群落应该是比较稳定的。 各样线蝶类群落的聚类分析结果表明，不同样线蝶类群落的相似度大小与生境质量及植被类型相关。样线IV与VI分别位于保护区的核心区与缓冲区，植被类型相似，植物种类较为丰富，比较适合于蝶类的繁育，故两者蝶类群落的相似度最高。而样线I位于保护区的边缘，其植被简单，植物种类单一，与前两条样线的相似度较小。 4.3. 建议 由于植被状况、寄主植物丰富度、气候条件和人为活动等许多方面都会对蝶类多样性产生影响 [ 25 ] ，因此要维持黄桑蝶类的多样性及蝶类群落结构的稳定，就必须切实地保护好植被和寄主植物，同时减少人为对生境的破坏，建议保护区加强科普宣教工作，充分调动当地群众自觉保护蝴蝶及其生境的积极性，同时加强旅游管理，严格控制游客的数量，严厉惩治破坏植被及蝶类资源的不良行为。
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user: 摘 要 目的：建立肝内动静脉血管的三维可视化数字模型。方法：以Visual C++为数据处理工具，对肝脏CT扫描的动态图像进行图像预处理，提取感兴趣区；采用三维面绘制技术重建感兴趣区。结果：建立了较精确且完整的肝内动脉与静脉系统，实现了三维交互式浏览应用。结论：肝脏动静脉管系统可视化模型能准确反应肝脏内部血管系统的解剖结构与空间毗邻关系，不但可以为临床诊断提供可靠的影像解剖资料，还可以为虚拟手术提供重要的指导。 关键词 :三维可视化，肝脏血管系统，医学图像处理 Copyright © 2017 by authors 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 肝脏解剖，尤其是肝脏血管解剖的复杂性和多变性，增加了解剖性肝切除治疗的复杂性和操作技术的难度。虽然Couinaud分段法对肝脏的段和叶都有标准的解剖界限，但除少数经验非常丰富的肝外科专家外，要真正理解肝脏肿瘤与肝脏的叶、段以及肝内血管系统的三维关系仍然十分困难。因此术前精确掌握肝内血管的三维解剖和肿瘤的三维空间关系对于保证肝切除的安全性和精确性显得尤为重要，这已成为肝外科界热切关注的话题，亦是临床重要的研究课题之一 [ 1 ] [ 2 ] 。
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user: 2. 方法 2.1. 图像采集 原始图像数据的采集在广州市第一人民医院放射科的东芝320排螺旋CT扫描仪上完成。扫描方式为动态增强CT 扫描；扫描范围从横膈到髂前上棘，范围应覆盖整个肝脏组织；扫描参数为涡轮体数据扫描，重建层厚为2 mm；扫描时相为平扫期、动脉早期、动脉晚期、门脉期、延迟期共五期。采集扫描数据时，要求一个平扫期与四个不同时相的增强期的扫描起始点、终结点相同，扫描顺序相同，扫描层数相同。扫描方式与参数为：患者取仰卧位，头足方向，扫描范围由膈顶至肝脏下缘。扫描时管电压120 kV、管电流100 mA、增强时造影剂注射速度4 ml/s。图1为某一层CT扫描的五个不同扫描时期的图像。 2.2. 图像预处理 在图像采集过程中由于外界环境的干扰、设备的限制以及扫描过程中可能出现的呼吸及不自主运动，都会对图像数据产生一定的影响，因此，必须在图像的分割和重建之前进行图像的预处理，包括去除背景与无关结构组织、位置匹配、灰度直方图归一化等过程。图2即是对图像进行一系列预处理之后得到的某一断层层面各扫描时期的CT图像。 2.3. 提取感兴趣区 在图像预处理工作完成之后，CT扫描仪采集到的平扫期与四个不同时相增强期的五组图像在空间位置与灰度的动态范围上实现了对应统一，这为下一步感兴趣区的提取工作提供了可能。根据不同血管在不同时相期的显影程度不同，对不同时相期的数据组进行四则运算，可以得到不同的感兴趣区。在本文所述的研究中，对五个时相的图像进行了两两相减运算，通过对相减的结果图像进行比较，发现采用以下图像 图1. CT扫描获得的不同时期的一个断层扫描图像，分别为：(A) 平扫期；(B) 延时18秒动态增强扫描期；(C) 延时35秒动态增强扫描期；(D) 延时75秒动态增强扫描期；(E) 延时5分钟动态增强扫描期 图2. 去除无关组织与背景之后的各期图像的一幅断层图像，分别为：(A) 平扫期，(B) 延时18秒动态增强扫描期，(C) 延时35秒动态增强扫描期，(D) 延时75秒动态增强扫描期，(E) 延时5分钟动态增强扫描期 相减可以得到对比度较好的感兴趣组织图像：动脉早期图像减平扫期图像得到较好的肝动脉图像；动脉晚期图像减平扫期图像得到较好的肝门静脉图像；门脉期图像减平扫期图像可得到较好的肝门静脉与肝静脉图像；延迟期图像减平扫期图像可得到较好的肝脏组织图像。图3显示了上述相减运算后得到的结果图像。 初步提取感兴趣区之后，绝大部分无关成分已被削弱减少，只需采用简单的图像二值化处理即可将感兴趣部分与其余部分区分开来，图4是对图3中的图像进行二值化处理后的结果显示。 2.4. 三维可视化 图像三维可视化方法主要有两大类，分别是体绘制法与表面绘制法。本研究中所应用的3Dslicer三维可视化软件 [ 3 ] 使用的是表面绘制法中具有代表性的Marching Cubes算法 [ 4 ] 。图5所示的3Dslicer三维可视化软件提供了友好开发界面与强大的图形绘制功能。经过提取感兴趣区，可以分别得到肝脏、肝动 图3. 通过相减运算得到的感兴趣区图像，分别为：(A)动脉早期减平扫期图像、(B)动脉晚期减平扫期图像、(C)门脉期减平扫期图像、(D)延迟期减平扫期图像 图4. 对图3中的图像进行二值化的图像 图5. 通过3D slicer软件显示的肝脏组织血管系统的三维可视化结果图，其中红色血管为肝动脉、蓝色血管为肝静脉、绿色血管为肝门静脉，肝脏组织采用灰色透明度为50%显示 图6. 从不同角度对肝脏组织(50%透明度)与血管之间的毗邻关系进行三维显示 脉、肝门静脉、肝静脉的二值容积数据。为了融合显示信息，更好地定位空间位置，方便使用者观察，我们对提取到的不同组织结构的感兴趣区采用不同灰度值进行标记。
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user: 3. 结果 基于CT图像，建立了肝脏及其内部血管系统的三维表面模型，如图6所示可以直观地从不同角度进行旋转和缩放交互式操作来观察不同感兴趣区之间的毗邻关系。
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user: 4. 讨论 CT扫描已经成为肝脏检测的重要手段，但是仅仅通过观察大量二维高分辨率图像来准确地确定病变的空间位置、大小、几何形状以及与周围组织的空间关系是比较困难的。图像处理和三维重建技术的运用可以将医疗影像数据的真实感官效果展示给诊断人员，使其可以对病人的影像数据进行多方位、多层次的观察，减少主观判断和临床经验不足对诊断结果造成的影响。通过医学图像处理和三维重建还可以辅助医生对病人已经病变的组织进行定性或者准确的定量分析，从而将医疗影像设备输出的数据的利用价值得到最大程度的发挥，提高诊断的准确性 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。而基于螺旋CT 扫描后处理的肝脏及肝内血管系统三维重建影像有助于临床手术时的操作，有助于肝脏及肝内血管系统的解剖学临床教学，可以有力促进解剖学教学数字可视化的进程，有力地推动肝脏外科的发展 [ 8 ] [ 9 ] 。 然而，从实用角度来看，本研究还存在以下一些缺陷： 首先，肝脏在人体中的位置会随着呼吸运动以及膈肌的升降而改变，因此即使是对于配合良好的屏气扫描病人，每次屏气的程度不同，扫描的范围也会略有不同，这给预处理阶段的配准工作带来了一定的难度，本研究中对于呼吸运动产生的错层现象只是简单的通过肉眼观察，选定每个扫描期的扫描范围，该范围起止层面的确定依据为有肝脏组织。而更精准的层面配准问题需要采用层间形态插值等方法来更好的解决。鉴于本研究尚处在初级阶段，这部分的研究将在下一步的工作中尝试解决。 其次，每个人的循环速度存在个体差异，因此对于动脉、门静脉、肝静脉与肝脏的提取所用到的各个时相的采集数据并不是一成不变的，本研究中对五个时相的每两两个时相的扫描数据都进行了相减运算，再通过目测结果决定选取哪个结果作为相应感兴趣区的提取结果，这无疑增加了人为干涉的因素，降低了结果的一致性，因此，在下一步的工作中，我们将尝试将这部分工作通过计算机计算比较来完成。
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user: 5. 结论 肝脏动静脉管系统可视化模型能准确反应肝脏内部血管系统的解剖结构与空间毗邻关系，不但可以为临床诊断提供可靠的影像解剖资料，还可以为虚拟手术提供重要的指导。
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user: 摘 要 目的：评价广西不同产地拟黑多刺蚁药材的质量。方法：采用全自动氨基酸分析仪测定15批广西不同产地拟黑多刺蚁总氨基酸的含量。结果：15个样中均含有16种氨基酸，其中必须氨基酸和半必须氨基酸中总氨基酸的45.67%~47.98%。结论：不同产地的拟黑多刺蚁均含有丰富氨基酸，具有较高药用价值，但含量随产地不同而异。 关键词 :拟黑多刺蚁，氨基酸，广西 Copyright © 2017 by authors 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 拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)属昆虫纲(Class Insecta)、膜翅目(Hymenoptera)、蚁总科(Formicoidae) [ 1 ] ，我国卫生部唯一批准的具有食药两用价值的蚂蚁。在云南，广西，贵州，浙江等省都有大量分布 [ 1 ] [ 2 ] 。我国用拟黑多刺蚁入药历史悠久，《周礼》和《本草纲目》等书籍中都有记载。传统中医药认为拟黑多刺蚁具抗炎镇痛、解毒消肿、补肾益精、痛经活络等功效，用来治疗风湿与类风湿性关节炎、脱发、失眠、神经衰弱、痔疮、乙肝、月经不调等 [ 3 ] 。为摸清广西不同产地拟黑多刺蚁药材的质量，对广西不同产地的拟黑多刺蚁药材进行氨基酸含量的测定，为评价拟黑多刺蚁药材质量提供依据。
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user: 2. 仪器与材料 全自动氨基酸分析仪(日立L-8900型)；拟黑多刺蚁15批样品采集地点和时间见表1。全部样品经广 西药用植物园张月云高级畜牧师鉴定为拟黑多刺蚁。各氨基酸对照品均为SIGMA公司提供，含量均为99%以上。实验所用的试剂均为分析纯或色谱纯。
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user: 3. 方法 3.1. 供试品溶液的制备 [ 4 ] 精密称0.30 g拟黑多刺蚁粉末(过100目筛)，置长颈安瓿管，加6 mol·L −1 HCl溶液15 mL (内含草酸0.15 g、巯基乙醇0.3 mL)，在抽真空状态下封管，置110℃烘箱中水解24 h，取出，冷却，过滤，精密量取1 mL滤液，水浴蒸干，残留物用水溶解，再蒸干，反复2次，最后残留物用水定容至25 mL，用0.45 μm的膜过滤，取续滤液，即得。 3.2. 对照品的制备 分别精确称取各对照品氨基酸，置于同一100 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，备用。临用时精密吸取2 mL至10 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得。 3.3. 测试条件 仪器为全自动氨基酸分析仪(日立L-8900)，分离柱4.6 mm × 40 mm，离子交换树脂(#2622SC型)，分析时间60 min，茚三酮流速0.32 mL·min −1 ；缓冲液流速0.35 mL·min −1 ，茚三酮泵压力0~4 MPa；缓冲液泵压力5~19.5 MPa，缓冲液改变次数5次，柱温59℃，氮气压力26 kPa；反应器温度135℃；供试品和对照品溶液进样量20 μL。 Table 1 Sample source 编号 采集地点 采集时间 1 龙州县 2015年8月 2 崇左市 2015年8月 3 宁明市 2015年8月 4 凭祥市 2015年8月 5 大新县 2015年8月 6 南宁市 2015年8月 7 北流市 2015年7月 8 容县 2015年7月 9 玉林市 2015年7月 10 桂林市 2015年7月 11 荔浦县 2015年6月 12 蒙山县 2015年6月 13 平南县 2015年6月 14 金秀县 2015年6月 15 象州县 2015年6月 表1. 样品来源 Table 2 Results of total amino acid mass fraction (% 氨基酸种类 样品编号 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Lys(赖氨酸) 1.98 1.87 1.64 1.19 1.77 1.68 1.74 1.54 2 Val(缬氨酸) 2.18 2.27 2.95 2.25 2.75 3.08 3.00 2.99 3 Thr (苏氨酸) 1.55 1.66 1.60 1.16 1.63 1.72 1.74 1.67 4 Met(蛋氨酸) 0.88 1.39 1.29 1.01 1.35 1.69 1.64 1.47 5 Leu (亮氨酸) 2.79 2.88 2.50 1.85 2.68 2.73 2.72 2.52 6 Ile(异亮氨酸) 1.99 1.98 1.92 1.43 1.93 2.00 1.96 1.92 7 Phe(苯丙氨酸) 1.18 1.09 1.28 0.98 1.32 1.49 1.50 1.39 8 Arg(精氨酸) 1.70 1.56 1.39 0.93 1.50 1.49 1.55 1.26 9 His(组氨酸) 0.90 0.87 1.02 0.76 1.01 1.08 1.03 1.03 10 Tyr(酪氨酸) 1.14 1.12 1.92 1.40 1.71 2.05 2.06 1.90 11 Cys(半胱氨酸) 0.06 0.03 0.00 0.01 0.02 0.02 0.04 0.04 12 Asp (天冬氨酸) 2.88 2.80 2.89 2.07 2.92 3.12 3.09 3.01 13 Ser (丝氨酸) 1.79 1.99 1.93 1.39 1.97 2.12 2.18 2.04 14 Glu (谷氨酸) 4.30 4.31 4.40 3.15 4.43 4.70 4.80 4.22 15 Gly((甘氨酸)) 3.36 4.00 5.03 3.85 4.68 5.40 5.18 5.31 16 Ala(丙氨酸) 3.15 3.77 3.74 2.85 3.67 3.99 3.97 3.70 17 Pro(脯氨酸) 2.25 2.64 2.76 2.11 2.74 2.96 2.88 2.81 1-7 必须氨基酸 12.55 13.14 13.18 9.87 13.43 14.39 14.3 13.5 8-11 半必须氨基酸 3.80 3.58 4.33 3.15 4.24 4.64 4.68 4.23 氨基酸总量 34.08 36.23 38.26 28.39 38.04 41.32 41.08 38.82 1-11占总氨基酸量 47.98 46.15 45.77 45.86 46.45 46.06 46.20 45.67 酸性氨基酸 7.18 7.11 7.29 5.22 7.35 7.82 7.89 7.23 碱性氨基酸 4.58 4.23 4.05 2.88 4.28 4.25 4.32 3.83 中性氨基酸 20.07 22.25 24.16 18.18 23.67 26.29 25.99 24.95 表2. 总氨基酸质量分数测定结果(百分比) 续表 注：含量测定的样品以干燥品计算。 3.4. 数据处理 采用SPSS 18.0软件对测定结果进行方差分析。
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user: 4. 结果及分析 各样测试结果见表2。从结果可知15批次不同产地拟黑多刺蚁共同含有16种氨基酸，半胱氨酸总体含量都很低。总氨基酸质量分数在28.39%~41.63%。4、11号样品含量较低外，其余各样含量都大于34%。6、7、9、10号样品含量较高，大于40%。15批样氨基酸的平均含量约为37.38%。广西不同产地的拟黑多刺蚁均含有一定量的氨基酸成分，但质量随产地不同而异。
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user: 5. 讨论 广西不同产地的拟黑多刺蚁均含有一定量的氨基酸成分，其中中性氨基酸，碱性氨基酸，酸性氨基酸，必需氨基酸占总氨基酸的比例为中性氨基酸＞必需氨基酸＞酸性氨基酸＞碱性氨基酸。15批不同产地的样品中除色氨酸外，均含有赖氨酸、缬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等7种必需氨基酸，并都含有精氨酸、组氨酸、酪氨酸等3种半必需氨基酸。表明拟黑多刺蚁具有较高的药用价值。在总氨基酸中，谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸含量较高，这可能与拟黑多刺蚁的药效作用有关。由于时间和条件的限制，本实验只对广西15个产地的拟黑多刺蚁氨基酸的种类及含量只初步进行了分析，为广西产的拟黑多刺蚁的质量评价提供初步的基础数据，结果不够全面和充分。因此，要全面了解和掌握拟黑多刺蚁化学成分的积累变化规律，科学准确的评价其质量，需有待今后进一步深入研究。
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user: 摘 要 理想气体气态方程 早已成了物理课程的基本常识和必须遵守的物理公式，但在大气的自由空间里气体体积是不能固定的。这时的空气密度 ，与压强成正比，这就会与一些现象发生矛盾。本文用海拔高度H代替压力P得出了自由空间空气密度 ，说明空气密度随海拔高度的升高而成倍地增加，并与温度成负相关关系。同时认为，自由空间的空气应该从压力高的地方向压力低的地方聚集，也就是海拔越高、压力越低，空气密度越会增加。由气态方程推导出空气密度计算公式，计算出12千米高度对流层顶的空气密度比标准大气压的ρ 0 增加了15倍，1000千米的散逸层则增加了187倍。当然，这一结论与“海拔越高空气越稀薄”的基本常识相反！这或许是因为我们忽略了天然丰度为99.985%的氕这种物质所致。因此，推论大气空间任何物质都最终都可能分(裂)解成最简单的物质--氕(H、“质子”)，并在电离层失去核外电子而成为“中子”，然后“逃逸”到宇宙空间以新的方式和形式组成新的物质和星球。这也许是地球上的物质通过大气与宇宙星球进行物质交换的一个途径。 关键词 :气态方程，自由空间，空气密度，星球物质 Copyright © 2017 by authors 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 有人发现在高海拔地方封闭的袋子到低海拔的地方会胀！ 有人解释是：因为海拔高，气压会比通常的低，而袋子里的空气体积是一定的。并用物理公式： (P：气压，V：体积，n：物质的量，R：常数，T：绝对温度) [ 1 ] [ 2 ] 解释，在气压变小，其他不变的情况下，体积会变大。这就像把装空气的袋子从深水拿到浅水，袋子体积会变大一样。 这样的解释看上去很有道理，但似乎忽略了一个重要因素，那就是袋子里空气的量n是一个定量，可以是空气的(摩尔)质量，也可以是空气的(氧)分子个数，而我们把这些都当成了同一个量，还看成了常量！
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user: 2. 气态方程问题的证明 设高海拔为1地，低海拔为2地，这两地的气体都应该满足气态方程： 在高海拔1地用固定容器取得气体V，运到低海拔2地，用空调保证气体是同一温度T，则： ； ； (2) − (1)得： 成了常数， 如果 ，则 ； 如果 ，则 ! 也即是，在保证气体温度不变条件下，将一定体积的气体从高海拔1地移到低海拔2地，气体的量n会随压力P的增加而增加！如果我们认为固定的容器里空气的量没有变化，那大气压还能让气体的量增加或减少？！ 我们也能由 推导出空气密度 ，即是在保持温度不变时，压力越大空气的密度越大！还有人研制空气密度测量仪 [ 3 ] [ 4 ] 验证了气态方程，但这也许只是在体积固定时正确 [ 5 ] ，而在自由空间里这样的结论好像存在问题！因为气体总是从压力高的地方向压力低的地方流动，就像水总是流向低洼的地方一样。所以，自由空间里，海拔越高、压力越低，其它地方的气体就会向这里聚集，并最终达到平衡！也就是，如果两地存在压力差，则压力低的地方空气密度就会增加！
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user: 3. 自由空间空气密度与海拔高度H的关系式 我们都知道海拔高度H越高，气压P越低。有资料显示海拔升高到3000千米，大气压强气压降低到10 −59 hp [ 6 ] [ 7 ] ，因此，压强P与海拔高度H有负相关关系。为简便起见，我们设 ， ，比如，在0~12千米的对流层，压强由1000 hp降到了250 hp，则把这段距离的K看成是−750 hp/12 km)。 这时，气态方程可写成： ， 令 则： (3) 方程(3)也许可以称为“自由空间气态方程”！ 很明显，自由空间空气密度 (4) 或， (4)’ 即是，大气中任一点的空气密度ρ与该点的海拔高度H成正比，与温度T成反比！
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user: 4. 空气密度变化量Δρ的计算公式 设，标准大气压时的海拔高度为H 0 ，温度为T 0 ，分子密度为ρ 0 ，和自由空间任一高度H、温度为T，空气密度为ρ，由(4)’可得， (6) ÷ (5)得： 即是： (7) 当 时， ， 即是温度不变时，气体密度与海拔高程成正比，而与其它系数无关； 当 时， ， 即是高度不变时，气体密度与温度成反比，而与其它系数无关！ 方程(7)表明，只要确定了标准大气的空气密度ρ 0 、高度H 0 和温度T 0 ，就可以计算太空中任一高度H和在温度T时的空气密度，而不需要其它任何系数。因此，公式(7)可以称之为“自由空间空气密度计算公式”！ 设： ； ，由公式(7)可得空气密度的变化量为： 即得， (8) 其中，H为海拔高度，T为绝对温度。 我们将(8)式称之为“自由空间空气密度变化量”计算公式。 在不考虑温度变化的影响时( )， (8)’ 即是空气密度变化量随海拔成倍升高而成倍增加。比如，海拔由1千米升到5千米，则空气密度增加4倍！ 温度对气体密度影响的表达式为： (8)’’ 即是，温度对气体密度的影响取决于温度是升高还是降低，温度升高使气体密度减小、温度降低使气体密度增大。而减小或增大的量取决于温度的变化率(ΔT/T)，与海拔升高的倍数(H/H 0 )的乘积。
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user: 5. 自由空间空气密度的计算 相关数据表明大气的层状 [ 6 ] 是与地球形状相关的同心椭球体(图1) [ 7 ] 。设标准大气P 0 = 10 3 百帕 [ 7 ] ，T 0 = 288 K (15℃) [ 7 ] ，H 0 = 1千米，气体密度为ρ 0 ，根据公式(8)可以计算出大气层在不同高度和温度下的气体密度升高的倍数(表1、图1)。从地面开始到中间层顶(87千米高度)，气体密度逐渐增加了146倍，进入暖层后减小到95倍，到散逸层后一直持续增加到187倍以上。
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user: 6. 自由空间空气密度的讨论 1) 自由空间的气体(物质)应该从压力高的地方向压力低的地方流动和聚集，就像水流向洼地形成湖 Table 1 Changes of gas density at different altitude 大气层位 高度/千米 压强/百帕 温度/K ΔH/H ΔT/T 增长倍数/ρ 0 备注 对流层顶 12 250 215 11 −0.34023 −4.08 15 平流层顶(电离层底) 53 1 270 52 −0.06722 −3.56 56 中间层顶(暖层底) 87 10 −2 170 86 −0.695 −60.47 146 暖层 100 10 −3 275 99 −0.04782 −4.78 104 暖层 500 10 −35 1498 499 0.807663 403.83 95 散逸层 1000 10 −53 1533 999 0.812054 812.05 187 表1. 不同海拔高度气体密度变化一览表 注：表中数据由大气垂直分层图(高举等，2016)估计得来。 图1. 大气的分层和密度变化。(百度自Dreamstime.com；檀木，2016，有修改) 泊一样，洼地面积越大、越深，汇聚的水越多。因此，大气空间里气体物质应该向压力低的地方流动。 2) 自由空间的海拔越高、气压越低、气体越轻，气体的“分子量”越小、“分子”个数越多，所以气体分子密度越大。比如：2H 2 O (气态)→2H 2 ↑ + 2O 2 ↑，2个气态水分子在自由空间里应该分解成2个氢气分子和2个氧气分子，其分子个数增加了一倍！ 3) P = KH建立在大气压力随海拔的升高而减小的基础上，不同高度的K值是不一样的，所以，这种线性关系只能在一定的高度范围有效，无限推算高度当然存在问题。精确计算不同海拔高度的空气密度最简单的办法就是测得温度变化层的空气密度值。 4) 大雁迁徙在10千米高度(没有缺氧反应)，或许是因为海拔越高、温度越低、气体密度越大，空气浮力越大所致。
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user: 7. 结论和推论 很明显，以上讨论都与常识相反！或许，自由空间的气体最终都分解成了氕(H)这种物质。我们可以把任何物质的原子(元素)都可以看成是不同个数的质子和中子的一种组合，也就是，看成不同个数的氘(D)的组合。比如：一个氮原子可以看成是7氘原子组成，即是，1N = 7D；同样地，1O = 8D。这样，空气中的气体最终都“分解”成氘，进而“衰变”成氕(H)。 因此认为： 1) 空气密度需要考虑天然丰度为99.985%的氕 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] ，而这种物质的“分子”很小，甚至可以从许多容器中毫无踪迹地逸出。 2) 地球表面升起的水蒸气应该分解成了氢气和氧气。氧气直接融入空气，而氢气与太空中的(臭)氧，在雷电作用下形成雨。 3) 大气中可能富含我们日常生活所需的多种气体。在不同高度和温度空间可能有不同的气体，包括能源气体的存在。 4) 高空大气中的任何气体最终分(裂)解成单个原子H(氕)，并在电离层由于密度的增加和空间的减少而失去核外电子，最终成为中子。 5) 从大气层“逃逸”的“质子”进入宇宙空间以新的方式和形式组成新的物质和星球，地球物质通过这种形式与宇宙星球进行物质交换。