mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
库车坳陷北部山前带中生界烃源岩有机岩石学

应用全岩有机岩石学分析方法,对库车坳陷北部山前带中生界三叠系和侏罗系烃源岩的显微组分、主要富氢组分、有机质类型及热演化程度进行了研究.结果表明:库车坳陷北部山前带侏罗系克孜勒努尔组烃源岩显微组分总含量最高,恰克马克组烃源岩最低.中生界烃源岩显微组分组成具有镜质组含量高、壳质组和惰性组相对发育、腐泥组贫乏的特征.不同层位具有一定差异性,克孜勒努尔组和塔里奇克组中镜质组含量较高,恰克马克组壳质组相对发育.孢子体、壳屑体、角质体和藻类体是其主要的富氢组分,恰克马克组富氢组分相对含量最高.烃源岩有机质类型以Ⅲ型和Ⅱ_2型为主,有利于生气,镜质组反射率R_o为0.56%~1.87%,热演化程度处于成熟-高成熟阶段.克拉苏-依奇克里克构造带冲断前缘烃源岩显微组分总含量与热演化程度均相对较高,为烃源岩的最大成熟生烃中心.烃源岩高生烃潜力与高的壳质组含量和低的陆源有机质含量有关.
泾惠渠灌区渠首地表水资源可利用量长期变化及其潜力研究

以泾惠渠灌区渠首———泾河张家山站长系列水文数据为研究对象,利用滑动平均、Tenant、回归分析及概率统计等方法分析了泾河来水形势、河道内生态环境需水量以及汛期不可利用水量,深入研究了泾惠渠灌区渠首水资源可利用量、灌区可引水量及引水潜力等问题。研究结果表明:泾河流域张家山站实测年径流量呈现出明显递减趋势,多年平均实测径流量从20世纪60年代的17.15亿m~3下降到近十年来的9.95亿m~3,实测径流距平最小达到 -29.6%;河道内全年水资源可利用率基本维持在50% ~ 60%左右;随着河道水资源利用的沙限的提高,灌区渠首可引水量及可引水量潜力均相应有所增加。按照目前泾河来水水源形势,灌区仍有1.66 ~ 2.10亿m~3左右引水潜力可以挖掘。
民勤绿洲生态系统适宜程度指标体系的构建

在探讨生态系统适宜性概念的基础上,以民勤荒漠绿洲为研究对象,采用层次分析法确定了5个准则层和19个指标的权重系数。综合相关文献及国内外现行标准,制定出各参评指标分级标准范围,运用综合指标法构建了民勤荒漠绿洲生态系统适宜程度识别指标体系,并对2010年到2015年的生态系统适宜性进行综合评价。结果表明,6年的适宜性综合得分值分别为32.73、37.84、50.73、58.22、75.23、80.79,适宜程度从2010年的低分值不适宜程度过渡到2013年的稳定程度再到2015年低分值较适宜程度,综合得分增长率高峰分别是2012年的25.41%和2014年的22.61%,2015年增速放缓,增长率下降为6.88%。通过对各指标层的分析,得出水文水资源对生态适宜程度的影响最大,生态建设次之。
旱作农业区全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻栽培技术研究

为探讨旱作农业区全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻种植技术的效应,于2014-2017年在甘肃省渭源县进行大田试验,设白膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻( T1) 、黑膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻( T2) 、白膜全膜双垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻( T3) 、露地种植( T4) 4个处理,来研究蚕豆-胡麻轮作产量、土壤水热效应。结果表明,不同处理的蚕豆、胡麻增产顺序均为T1>T2>T3>T4,0~ 25 cm土壤平均含水量为T1>T2>T3>T4, 0~ 25 cm平均地温为T1>T3>T2>T4。T1蚕豆和胡麻降水利用率分别为19.9、16.9 kg·hm~(-2)mm~(-1),分别较T2提高24.4%、15.0%,分别较T3提高55.5%、19.9%,分别较T4( CK)提高188.4%、156.1%; T1蚕豆、胡麻平均产量分别为2 454.5、1 875.6 kg·hm~(-2),蚕豆分别较T2、T3、T4( CK)增产23.8%、54.9%、186.2%,胡麻分别较T2、T3、T4( CK)增产14.9%、19.6%、154.3%。因此,白膜全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻种植技术是适合当地的蚕豆-胡麻轮作高效栽培技术。
APSIM模型中胡麻干物质分配与器官生长模型构建及其精度检验

胡麻器官生长与干物质分配的准确模拟是预测胡麻产量的关键模型。利用2012-2013年定西和榆中试验站胡麻不同播种方式(残膜直播、覆盖新膜播种、揭残膜后直接播种),种植密度( 3×10~6( D1) 、4.5×10~6( D2) 、6× 10~6( D3) 、7.5×10~6( D4) 、9×10~6( D5) 、1.05×10~7( D6) 、1.2×10~7( D7)粒·hm~(-2) )和氮磷水平的试验,采用关键遗传参数叶片生物量、蒴果生物量、收获指数增长率、最大收获指数、籽粒含油量、碳水化合物含油率、籽粒水分含量等确定各器官物质分配比例,基于农业生产系统模型( APSIM)构建胡麻干物质分配与器官生长模拟模型,2014-2015年试验数据用于模型验证。结果表明,定西试验区不同肥料、播种方式的地上部总干重模拟结果分别为: RMSE值平均1.7652 g·plant~(-1),R~2平均0.8649,不同播种方式模拟RMSE值平均1.8928 g·plant~(-1),R~2平均0.8453;不同种植密度、氮磷处理水平的地上部总干重平均RMSE值分别为1.5344 g·plant~(-1)、1.9371 g·plant~(-1),平均R~2分别为0.9135、 0.8267,各器官干重茎、叶、果的平均RMSE值分别为1.7751、2.6371、1.9785 g·plant~(-1),R~2分别为0.9344、0.8077、 0.9118。检验结果表明,模型可较好模拟胡麻地上部总干重和地上部各器官干重的变化动态。
膜下滴灌棉田生物改良盐碱地效果研究

通过在膜下滴灌棉田间作苜蓿( Ⅰ) 、孜然( Ⅱ)和碱蓬( Ⅲ),并以未间作的处理作为对照( CK),研究不同盐生植物改良盐碱地的效果。结果表明:间作盐生植物的棉田在生育期内可以达到保水和抑制盐分累积的效果,土壤含水量峰值基本保持在40 cm深度,其中以间作苜蓿( Ⅰ)和孜然( Ⅱ)的保水效果较好,在0~ 40 cm深度范围土壤含水量与对照组相比分别提升了29.80%和14.49%;间作苜蓿( Ⅰ)和孜然( Ⅱ)的处理抑制盐分累积的效果也较好,在0~ 40 cm深度范围抑盐率分别为125%和70.38%。同时,通过在膜间种植盐生植物,棉花的株高、茎粗和干物质量均有一定程度的增加,籽棉产量也有相应的提升,其中以间作孜然和苜蓿的处理提升较多,分别比对照组提升10.45%和7.74%。由此可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物是一种有效的盐碱地改良措施,而盐生植物的选择对改良的效果影响较大,综合试验结果对比,间作孜然和间作苜蓿的生物改良措施效果较好。
甘肃中东部半干旱区参考作物蒸散量多种计算方法的比较研究

为明确甘肃中东部丘陵沟壑地区参考作物蒸散量( ET_0 )在气象资料短缺条件下的计算方法,依据6个气象站的长系列资料,以FAO Penman-Monteith方法为标准,对7种ET_0计算方法进行评价。结果表明: Hargreaves与FAO Penman-Monteith吻合最好,其次为Jensen-Haise,各地区年均标准偏差( RMBE)分别为120.0 mm、446.1 mm。 Pennman、FAO-17 Penman、FAO-24 Radiation、Preiestley-Taylor计算结果偏高,各地区年均RMBE在3 122.1~ 1 383.4 mm间,以FAO-24 Radiation差异最大。8种方程计算的年内月均ET_0趋势基本呈单峰曲线,峰值出现在7月份。 Hargreaves、Jensen-Haise两种方程3 - 9月差异大于1 - 2月和10 - 12月份; Penman、FAO - 17 Penman、FAO - 24 Radiation、Preiestley-Taylor 、Makkink 5种方程7月份差异最大,地区间表现不一。不同的方程与FAO Penman - Monteith方程均存在显著的线性相关关系( 0.994**≤R≤0.8743** ),回归系数t检测均达到显著水平,以FAO Penman-Monteith方程为基础对各方程进行矫正是可行的。
5052铝合金渐进成形件变形区微观分析与研究

为认识5052铝合金在渐进成形过程中的塑性变形特点,使用热场发射扫描电镜,结合电子背散射衍射技术(EBSD)对制件变形区的微观组织、微区晶粒取向和微区织构演变进行了研究。结果表明:在“一拉两压”三向应力作用下,晶粒沿壁向受拉,径向、切向受压。成形角较小时,径向压力较大,晶粒破碎现象明显,随着成形角变大,碎晶现象有所减弱。成形角增大,坯料塑性变形增加,变形区中小角度晶界的比例明显增加,大角度晶界的分布趋于均匀。渐进成形试样变形区的织构含量较低,有利于提高坯料的塑性成形能力。
在顶爆作用下含裂隙锚固洞室的损伤演化及动态响应规律

基于相似模型试验,利用数值分析方法研究了含裂隙锚固洞室在顶爆下的损伤演化和动态响应规律,并探讨了裂隙倾角和长度对锚固洞室损伤分布和拱顶位移的影响。随着爆炸应力波的传播,在裂隙表面形成张拉损伤,并在裂隙尖端扩展出翼生裂纹,随后在锚固洞室附近的拱顶自由面、锚固区边界处以及底板中间依次形成较大拉伸损伤区域。随着裂隙倾角从0°加大到90°,拱顶锚固区及锚固区边界最大损伤区域面积先减小后增加,裂隙倾角为45°时面积最小。当裂隙的长度相同时,拱顶峰值位移随裂隙倾角的增大先增加后减小;当裂隙的倾角相同时,裂隙长度越长对应力波的阻碍作用越明显,裂隙长度为30cm、倾角为45°时洞室破坏最小。
四辊卷板错边现象分析及其补偿技术

四辊卷板机在实际生产中往往受到很多因素的影响,使卷制结果与理论研究存在较大偏差,导致成形精度大幅降低,其中,对成形质量影响最大的误差现象为错边误差。根据生产中错边现象的客观规律将错边现象分为交叉型、扭曲型、歪斜型3类,总结归纳了错边现象的影响因素,将其分为对中偏差、成形道次数偏差和单侧启动偏差3种因素,通过仿真分析找到每种因素对错边现象的影响规律,针对典型的错边因素对仿真分析结果进行实验验证,证实单道次成形误差高达27 mm,而多道次成形误差只有5 mm。设计了一种卷板机用对中托料装置,减小甚至消除了各个影响因素对错边现象的影响,达到提升成形精度的目的。
热压制备5052 /AZ31B/5052三层复合板材的微观组织与力学性能

Al /Mg /Al复合板薄壁构件具有轻质、耐腐蚀的特点,是目前利用镁合金实现轻量化的有效手段,然而,在成形过程中Al /Mg界面极易发生开裂失效。采用直接热压法制备5052 /AZ31B/5052三层复合板,结合光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪及万能材料实验机等分析测试手段,研究了5052 /AZ31B/5052复合板的微观组织和力学性能。实验结果表明:在400 ℃、 20 MPa、保温2 h条件下,可以制备出界面结合良好的复合板,其抗拉强度为233.0 MPa、伸长率为14.0 %。界面结合处形成不同厚度的Mg_(17)Al_(12)相和Mg_2Al_3相扩散层,拉伸实验过程中靠近5052铝合金板材的扩散层与基体金属发生开裂。此外,复合板中的AZ31B镁合金板材晶粒尺寸由4.02 μm变为5.57 μm。此研究可为实现5052 /AZ31B/5052三层复合板制备与成形一体化奠定理论与工艺基础。
含不完美界面的磁电复合材料倾斜裂纹问题

研究了含非完美界面的双层压电/压磁复合材料中压电相存在一个倾斜于界面的III型裂纹问题。采用弹簧型耦合界面模型模拟非完美界面,运用Fourier积分变换法将裂纹面条件转化为奇异积分方程,并使用Lobatto-Chebyshev方法数值求解了裂纹尖端应力强度因子(SIF)。详细地研究了裂纹尖端SIF与界面参数、压电/压磁材料参数和材料的层厚、裂纹的倾斜角、裂纹与界面的距离等几何参数的关系。结果表明:力学不完美性可以独立地增大SIF,而磁学、电学不完美性只有与力学不完美性耦合时才会减小SIF;力学-电学、力学-磁学不完美性的耦合会减小SIF,而磁学-电学不完美性的耦合不会影响SIF;磁场作用下,增大压磁层弹性模量会减小SIF,而增大压电层压电系数,减小压电层弹性模量和介电常数,均会减小SIF;界面不完美性会影响SIF随裂纹倾斜角度或裂纹与界面之间距离的变化规律;在一定范围内增加压电层或压磁层厚度可以减小SIF。
海水浸泡对FRP筋-珊瑚混凝土粘结性能的影响

开展了30℃海水浸泡条件下玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)筋、碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)筋与珊瑚混凝土粘结性能的试验研究,分析了纤维增强树脂基复合材料(FRP)筋-珊瑚混凝土粘结滑移曲线特征、破坏形态及粘结强度变化。试验结果表明,海水浸泡后FRP筋力学性能和粘结性能均表现为不同程度的降低。随浸泡时间增加,GFRP筋表层树脂与纤维间的孔隙率明显增大,并逐渐出现脱粘现象,纤维本身遭受到侵蚀,而CFRP筋仅表面基体有少许损伤,其耐久性明显优于GFRP筋;FRP筋-珊瑚混凝土粘结强度呈现出先增加后减小的趋势,且后期下降速率逐渐变小,部分GFRP筋-珊瑚混凝土试件的破坏模式逐渐由筋被拔出转变为筋材断裂;增加保护层厚度能有效地减缓海水对GFRP筋的侵蚀,有利于保持GFRP筋-珊瑚混凝土间的粘结性能。
棉花纤维增强冰弹对复合材料层合板冰撞动响应的影响

当前研究表明自然界冰雹比纯净冰的密度低、强度高,为此ASTM F320-10标准中要求,在实施航空结构抗冰撞试验时,人工模拟冰弹中需添加棉花纤维,以更真实呈现自然界冰雹的力学特性。为研究复合材料蒙皮结构遭受自然界冰雹后的损伤特性,采用80mm口径气炮装置,开展纤维增强冰弹撞击刚性靶板和复合材料层合板试验。结果表明:冻结温度对冰弹力学性能几乎无影响;棉花纤维的加入显著提高了冰弹的模量和断裂强度;在中低速度范围内,复合材料层合板分层损伤面积随纤维增强冰弹的冲击速度及层合板铺层方式变化,而相同速度范围内受纯净冰弹冲击的层合板未出现分层损伤。
杆端关节轴承杆端体的疲劳断裂机制

在拉压载荷作用下杆端关节轴承的杆端体发生断裂,通过断口形貌和显微组织观察,微区成分和硬度测试,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:杆端体分别在其环与杆的过渡区域(位置A)以及与杆成45°方向的环上(位置B)发生疲劳断裂;杆端体环的内表面与关节轴承外圈的外表面之间存在严重的微动磨损,导致裂纹萌生;在拉压载荷作用下,位置B处的微裂纹首先扩展并导致断裂,位置B处的断裂使位置A处的受力方向发生改变,杆端体发生倾斜导致位置A处开裂和杆端体的最终断裂。
武夷山热带降雨测量卫星降水产品降尺度研究

热带降雨测量卫星(tropical rainfall measuring missionsatellite, TRMM)虽可测得大范围降水,但其空间分辨率较低,不能满足各种模型研究。以武夷山及周边地区为研究区,基于TRMM降水数据融合多源数据,对TRMM进行降尺度,从而得到高分辨率的降水产品。对2001—2010年的TRMM3B43月降水产品进行降尺度处理,将其空间分辨率由0.25°×0.25°(约28 km×28km)提高到1 kmXl km,并利用验证站点对降尺度结果进行精度检验。结果表明,多源数据融合的降尺度方法在中国武夷山及周边地区具有较好的适用性。降尺度结果与验证站点降水量的相关系数R均在0.9以上,平均相对误差(MRE)及均方根误差(RMSE)较降尺度前都有所减小。与气象站点实测数据相比,降尺度结果能较好地模拟降水的时空分布及局地特征,且能够反映地形降水的差异性分布。
基于模板轨迹映射的叶轮流道拟三角型高效路径规划方法

整体叶轮的制造技术是衡量一个国家制造能力的重要标志,其制造过程涉及复杂自由曲面加工,而刀具路径规划是自由曲面加工的关键问题之一。针对整体叶轮流道加工的刀具路径规划,提出一种基于参数域模板轨迹映射的拟三角型高效路径规划方法。核心思想是通过在参数域定义模板形式的加工轨迹,借助参数域到物理域的映射模型,将模板轨迹映射到物理域来计算实际加工的走刀路径。首先,利用变形映射技术,建立参数域到物理域的映射模型,并给出参数域模板形式走刀轨迹的映射方法;然后,在参数域中确定叶轮流道的清根边界,并定义叶轮流道的拟三角型模板轨迹;最后,以某叶轮为例,计算了叶轮流道加工的拟三角型刀具路径,并将该方法的刀具路径计算时间与传统的等距偏置方法进行对比,结果表明提升了45%的计算效率,为叶轮零件数控加工刀具路径的快速获取提供了一种新方法。此外,进行了仿真与实际加工验证,结果表明叶轮流道表面的实际切痕形状呈拟三角型形状,说明所提出的走刀轨迹规划方法是有效可行的。
中国中南半岛经济走廊重要节点城市发展状况遥感分析

针对发展中国家城市经济与环境发展不均衡的问题,以中国-中南半岛经济走廊沿线的7个重要节点城市为例,采用面向对象的随机森林分类方法提取2000—2015年间的土地利用结果。将不透水层空间扩展指数、景观格局指数、区域NO_2柱浓度和夜间灯光指数相结合,从城镇化、经济发展和环境变化3个角度对节点城市的发展状况进行研究。结果表明,面向对象随机森林分类方法能够有效提取不透水层,总体精度高于81%,Kappa系数高于0.82;在过去的15年间,各城市以“中心-边缘”或“沿河-内陆”的方向扩张,表现为“先聚集再扩散”“先扩散再聚集”“聚集"的3种扩张模式;城市中金边的夜间灯光指数增速最快,年变化率为1.71;金边、吉隆坡和新加坡为NO_2柱浓度呈现负增长,而南宁、万象、河内和曼谷的NO_2柱浓度呈现正增长。
农村景观环境的形成、演变与驱动机制探讨

为搞好农村景观环境的治理、改善和提升,推动新农村建设和美丽乡村建设,实现乡村生态文明和小康社会目标,针对目前中国农村的现状和问题,探讨了农村及农村景观环境的形成与发展演变规律及其驱动机制。研究显示:农村景观环境的形成与演变一般经历初步形成、丰富发展、相对稳定和逐渐衰落四个阶段,其驱动机制是自然驱动力系与人为扰动力系相互作用及协同驱动的一种农村景观环境系统演替机制。科学调控驱动力系,可推动演替机制的良性运行,实现农村景观环境系统的协调发展。
考虑弯扭耦合效应的复合材料叶片铺层优化方法

在复合材料叶片设计中,可利用弯扭耦合效应进行铺层优化设计,通过减小叶片气动弹性外形的改变来提高叶片结构的效率。将复合材料叶片简化为对称非均衡悬臂层合板,基于经典层合板理论提出刚度权值和载荷系数2个分析参数。并采用试验和有限元模拟分析了弯扭耦合效应中分析参数对结构变形的影响。进一步以刚度权值的可行域为约束条件,叶片曲率最小为目标函数,对含有0°,90°和±45°铺层的对称层合板进行分析计算,得到关于载荷系数的刚度权值最优路径。并以16层对称层合板为例进行了验证计算。通过对刚度权值最优路径的逆向计算,能够快速得到满足设计条件的最优铺层顺序。该方法可为复合材料叶片的铺层优化设计提供一定的参考和依据。
一类左欧拉余代数及其欧拉双线性型

研究了一类秩为1的Hopf代数,得到了其在一定条件下作为余代数是左欧拉余代数.并且在左欧拉余代数情形下,给出了这类Hopf代数的欧拉双线性型、欧拉二次型以及对应的Coxeter变换.
变指数Lipschitz交换子在变指数空间上的有界性

通过变指数Lipschitz空间范数的等价刻画,讨论了当$b \in {\dot \Lambda _{\beta \left( \cdot \right)}}\left( {{\textbf{R}^n}} \right)$时,极大算子、 Caldero-Zygmund奇异积分算子和Riesz位势算子的变指数交换子在变指数Lebesgue空间上的有界性.进一步考虑了当$b \in {\dot \Lambda _{\beta \left( \cdot \right)}}\left( {{\textbf{R}^n}} \right)$时,Caldero-Zygmund奇异积分算子和Riesz位势算子的变指数交换子从变指数Lebesgue空间到变指数Lipschitz空间的有界性.
自润滑弹头壳用钢摩擦行为研究

为减轻身管內膛磨损,提高身管寿命,提出了采用销盘摩擦方式模拟弹头与身管內膛的摩擦行为方法。利用扫描电子显微镜和光学轮廓仪对销盘摩擦表面分别进行表征,研究了常用弹头壳用材和自润滑弹头壳用钢对磨Cr层的摩擦行为,并对自润滑机制进行了探讨。结果表明:弹头壳用钢在低硬度范围内(161~227HV0.2),随着硬度的增加,室温摩擦系数缓慢降低(约11%),700 ℃高温时摩擦系数则变化不大,说明通过改变硬度来减小摩擦系数的效果不明显;而在超低碳钢(223HV0.2)中添加S和Pb,可形成固体润滑剂硫化物和Pb,室温摩擦系数可降低约25%,700 ℃高温时摩擦系数可降低23%~34%,有效地减轻了Cr层磨损。
旋转机械轴系装配体位置公差预测方法与优化研究

以多配合面轴系装配体为研究对象,分析多种类型误差耦合传递机制及其尺寸公差的优化设计问题。采用蒙特卡洛方法模拟组成环实测尺寸,获得径向圆跳动公差均值及其分布规律;提出一种变动边界圆径向圆跳动预测方法,建立包含同轴度和轴孔配合公差的综合累计误差模型。将该预测方法扩展到复杂装配体的装配误差建模中,实现了径向圆跳动公差在设计阶段的预测。以装配体末端累积径向圆跳动值为目标,平均装配精度、装配可靠度和加工成本为约束,进行系统结构及其零件公差的优化设计。以某型液力变矩器设计为例,验证了该预测方法预测轴系累积径向圆跳动公差的可行性和实用性。
拉萨河流域生态系统类型和质量变化及其对生态系统服务的影响

在气候变化和人类活动干扰驱动下,地表生态系统的类型和质量都在发生复杂的变化,进而对生态系统服务和人类福祉产生深远影响。青藏高原的生态重要性和生态敏感性显著,其生态系统和生态服务的变化对区域和我国的生态安全具有重要的影响和指示意义。为了揭示拉萨河流域近年来的生态系统变化导致的生态系统服务变化,尤其是生态系统质量变化及其对生态系统服务的影响,选择NDVI作为生态系统质量变化的指示因子,通过对InVEST模型中与植被相关的各参数进行计算和修正,结合生态系统类型变化,评估了1990-2015年间拉萨河流域土壤保持、水源涵养和固碳三项生态系统服务的变化,进而分析了生态系统类型和质量变化对其的影响。研究结果表明,1990-2015年拉萨河流域生态系统类型变化整体相对较小,但是人工表面和湿地面积变化速率较快;1990-2000年生态系统质量整体有显著上升,2000年以后略有下降,其中2000-2015年草甸和草原NDVI分别下降了7.48%和5.44%,呈现明显退化趋势;1990-2015年拉萨河流域土壤保持和固碳服务分别增加了3.98%和9.12%,而水源涵养服务降低了23.05%,各项生态系统服务变化主要发生在1990-2000年;总体来看,生态系统类型变化引起的生态系统服务变化相对较小,而生态系统质量变化对流域生态系统服务的影响显著,尤其是1990-2000年间;但2000年以后生态系统类型变化对生态系统服务变化的贡献有所加大。
西藏高原拉萨河流域生态风险评估

随着我国西部崛起战略的实施,社会经济发展所引发的生态风险逐渐引起生态学者和政府管理部门的高度关注。拉萨河流域作为高原生物多样性的维持基地,也是我国及东亚的重要生态安全屏障区,为有效管控其社会经济发展中产生的生态环境风险,通过适合高寒流域特征的风险评估方法,识别了研究区风险源,选择风险受体,采用相对风险模型计算了各研究单元的风险等级。结果表明:城关区的生态风险最高,主要风险来源于城镇扩张和旅游娱乐;当雄县生态风险最低,风险来源于畜牧养殖;林周县、曲水县、达孜县、堆龙德庆区以及墨竹工卡县的首要风险源是农业污染。水体和湿地的风险值明显高于其他生态系统。风险值的空间分布表现为南高北低的特征,且风险等级以城关区为中心向外围逐渐降低。
行星变速箱振动信号的线性量子信息熵特征

针对行星变速箱在运行时产生的非线性非平稳振动且故障特征信号微弱等问题,将量子理论引入信息熵的计算中,提出一种全新的特征提取方法--线性量子信息熵。介绍了量子理论的基本概念及振动信号的线性量子表达,建立了振动信号的多量子位系统;基于振动信号多量子位表达提出了线性量子信息熵算法;对行星变速箱故障模拟试验台采集到的齿轮正常、K1小行星轮裂纹、K1大行星轮裂纹、K2行星轮裂纹和K3太阳轮裂纹5种状态振动信号的线性量子信息熵进行求解,并与时频熵、排列熵、样本熵计算结果对比。结果表明,线性量子信息熵能够有效提取行星变速箱的运行状态特征。
基于土地覆盖和NDVI变化的拉萨河流域生境质量评估

气候变化和人类活动导致的土地覆盖和植被变化都会对生境质量产生影响。青藏高原是众多珍稀高原动植物的栖息地,具有重要的生物多样性维持价值。拉萨河流域是青藏高原经济最发达、人口最密集的核心地区,人类活动对生境质量带来的胁迫和压力持续增加。为揭示近些年来土地覆盖和植被变化对拉萨河流域生境质量的影响,选择生长季NDVI作为植被变化的指示因子,通过对不同植被类型各年份的生境适宜度进行修正,利用InVEST模型评估了拉萨河流域1990-2015年的生境质量时空变化。研究结果表明,1990-2015年拉萨河流域土地覆盖变化整体相对较小,其中人工表面和湿地面积增幅相对较大,分别为82.65%和32.40%;土地覆盖变化的转移方向主要为稀疏草地转化为草原和草甸、耕地转化为人工表面以及冰川/积雪转化为荒地。植被变化方面,1990-2000年,除流域中上游的裸岩、裸土地区和念青唐古拉山地区外,流域NDVI整体有较显著上升;而2000年以后略有下降。从生境质量的空间分布来看,高质量生境主要分布在流域下游、念青唐古拉山南侧河谷地区以及拉萨河源头等地区,低质量生境主要分布在拉萨市市辖区及周边、林周县县城及周边,以及流域中上游的荒地等地区。从时间变化上来看,1990-2000年,拉萨河流域整体生境质量指数从0.51上升到0.57;2010年和2015年整体生境质量指数分别为0.56和0.55,较2000年略有下降。相比于土地覆盖变化,NDVI对生境质量变化的影响更为显著。
汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010-2015年的生态系统类型及活力变化,并运用InVEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010-2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ- Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm~2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ-Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ-Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ-Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。
2000-2016年云南地区植被覆盖时空变化及其对水热因子的响应

基于2000-2016年MODIS-NDVI数据,利用趋势分析法以及线性相关分析等方法对云南地区植被月变化趋势、年际变化趋势进行详细分析;探讨植被覆盖变化与主要气候水热因子的关系。结果表明:研究区大部分地区植被覆盖良好,年NDVI的平均值为0.55,其中NDVI较高值(>0.8)区域主要分布于南部,而西北部和中部城市地区NDVI值较低;自2000年开始,研究区NDVI总体呈显著(P<0.05)增加趋势,年NDVI的变化斜率为0.0036,植被覆盖呈增加趋势的区域占研究区总面积79.80%;不同季节(春、夏、秋、冬)和生长季的植被状况均呈良性发展趋势;湿润指数和水热综合因子在滇西北与NDVI多呈负相关,在滇中地区以正相关为主;春、夏、秋3个季节NDVI受降水影响较大,而冬季NDVI则受气温影响较大;受降水影响较大的区域主要分布在中部和南部,受气温影响较大区域主要分布在滇西北、滇东北地区;NDVI在不同月份对气候因子的滞后时间存在差异,NDVI与当月气温的相关性强于与当月降水的相关性,植被生长对气温的响应无明显滞后效应,对降水存在3个月的滞后期。
基于地形起伏度的中国西南地区人口集疏格局演化研究

中国西南地区复杂的地形起伏造就了人口分布的区域差异,研究地形起伏度与区域人口增减以及集疏格局演化的关系,有利于深入理解人口的分布规律和流动趋势,从而为增进对区域人地关系的认识,实现人口、资源、环境可持续利用提供科学依据。以西南地区DEM数据和人口统计数据为基础,采用人口密度、人口集聚度以及人口商度等指标,结合GIS空间分析方法,定量研究了西南地区1995-2010年期间地形起伏度与人口集疏格局演化的关系。结果表明:(1)西南地区县域尺度上的地形起伏度主要以中小起伏为主,其中小起伏(0-200m)占30.34%,中起伏(200-400m)占30.33%,且地形起伏度的空间分布特征与区域地貌类型分布状况基本一致,即小起伏主要出现在四川盆地盆中区域、广西丘陵以及青藏高原高原面,中起伏主要集中分布在云贵高原境内,大起伏和极大起伏主要分布在横断山区、青藏高原东南部边缘以及川西高原地区。(2) 1995-2010年间,西南地区人口“西疏东密”的集疏格局未发生明显变化,地形起伏度的整体格局根本上决定了区域人口格局的形成。人口流动主要发生在中小起伏地区,且流出人口比例逐渐占据主导地位;而地形起伏度较大的高山以及高原边缘地区多为人口稳定区域。(3)地形起伏度差异决定了西南地区高度集聚和极端稀疏两种人口格局并存的现状。平原、丘陵、低山等起伏较小的地区人口增长迅速;而地形起伏度大的高山以及高原边缘地区人口增减变化不显著。
人类活动的景观生态响应---以个旧市为例

人类活动会对区域景观格局以及生态过程产生影响,定量刻画其景观生态效应具有重要意义。运用景观格局的移动窗口法及基于电流理论的生态网络模型,分析了云南省个旧市2015年与1990年相比由于人类活动导致的景观格局与景观连接度的变化。结果表明:人类活动对研究区景观格局影响显著,分离度指数增加、聚合度指数减小,景观破碎化程度加重。基于多物种电流理论的景观生态网络显示,2015年与1990年相比,无论是电流最大值还是平均值都有所下降,表明研究区的景观连接度情况变差;景观连接度的空间分异明显,研究区南部地区的景观连接度一直处于较高水平,而中东部则始终处于较低水平。基于Zonation模型确定的生态廊道网络显示,廊道总体上趋向破碎化且质量下降,中东部及北部廊道受影响尤为严重,部分原廊道区域退化为非廊道区域。研究表明,区域的人类活动导致景观破碎化程度加大的同时,也降低了区域景观连接度。研究结果可以为个旧市未来道路建设及矿产资源开发下的景观生态保护与保护区的规划建设提供科学依据,也能够为类似研究提供方法上的参考。
云南省农田生态系统碳足迹时空变化及其影响因素

农田碳足迹研究对农田生态系统管理与农业可持续发展具有重要意义,也可表征农田扩展的生态影响程度。利用县域尺度统计数据与空间分析,对云南省农田生态系统近30年的碳足迹的时空演变进行研究。结果表明:1985-2015年期间,云南省农田生态系统碳排放年均增幅为13.9%,化肥施用引起的碳排放贡献率最大,为56%,2015年的化肥单位面积碳排放达到331.6 kg/hm~2。云南省农田生态系统碳吸收年均增幅为3.04%,稻谷的碳吸收比例最大,为41%,然而,玉米的碳吸收的增幅最大,为8.76%。云南省农田生态系统存在碳生态盈余,且碳足迹总体呈现增长趋势,年均增长率为16.8%,单位面积碳足迹随年份增加不断增长。从空间上看,云南省农田生态系统碳排放、碳吸收在空间上均呈东南高、西北低的分布格局,而碳足迹在空间上呈现东西部高、中部低的分布格局,三者的空间差异和变化幅度差异都较大。
2000-2015年拉萨河流域NPP时空变化及驱动因子

拉萨河流域是西藏政治、经济和文化核心区,具有青藏高原典型的高寒湿地及西藏主要的耕作区,受人类活动及气候变化的影响,流域生态安全及生态健康面临威胁和破坏。植被净初级生产力(NPP)作为衡量生态系统健康的重要指标,能够反映生态系统的可持续发展。利用2000-2015年MODIS-NDVI数据,基于光能利用率模型估算了拉萨河流域的NPP,分析了NPP的时空格局、动态变化特征及NPP与气候因子的相关性,探讨了影响NPP变化的驱动因子并明确了驱动分区。结果表明:近16年拉萨河流域NPP年均值为165.614 gC m~(-2) a~(-1),总体分布具有明显的空间异质性,与该地区植被类型的分布规律相似,不同植被类型的NPP存在差异。NPP变化在总体上呈下降趋势,平均年变化趋势斜率为-1.804 gC m~(-2) a~(-1)。NPP与气温和降水的相关性具有明显的地域性差异,草本湿地与气温呈显著负相关,灌丛与降水呈显著正相关。NPP变化受气候因子驱动的区域占比20.81%,非气候因子占比79.19%。
应用XRF与ICP-MS研究陨石样品的元素分布

分别采用X射线荧光光谱无标样全定量分析法(XRF)和微波消解/电感耦合等离子体质谱法(ICPMS)对铁陨石和石陨石样品进行了元素分析。XRF法检测陨石样品中的常量元素,ICP-MS检测陨石中的微量元素。实验结果表明:XRF法可以检测出陨石样品中含量在10μg·g~(-1)以上的所有金属和非金属元素,得出两类陨石中共同含有的6种常量元素是Fe,Mg,Si,Na,Al和Ca。不同地区的铁陨石中均含有大量的Fe,石陨石中含有大量的Si。ICP-MS法检测陨石中的24种元素,选出共同存在的9种元素V,Ni,Mo, Ag,Sn,La,Gd,Hg和Pb进行对比分析,得出铁陨石中的重金属元素和稀土元素的含量远高于石陨石。所有的铁陨石样品中Sn元素的含量大约是石陨石的10~25倍,铁陨石中稀土元素La和Gd的含量大约是石陨石的6倍,新疆的5A号和6A号铁陨石中Pb的含量比来自山东的铁陨石(1A,2A,3A,4A)多5~13倍,来自内蒙古的石陨石(9B,10B)比来自新疆的石陨石(7B,8B)多了三种元素La,Mo和Gd。
连续统去除法分析不同马铃薯品种高光谱差异性

在我国实施“马铃薯主粮化”战略的背景下,加强马铃薯相关的研究显得十分有意义。比较和分析不同马铃薯品种不同时期的光谱差异性,旨在为马铃薯品种鉴定、马铃薯与其他作物的区分、马铃薯空间分布提取、马铃薯病虫害监测、马铃薯受各种胁迫的影响以及各种作物识别研究等提供理论和技术支持,也为作物高光谱相关研究提供新思路。对在吉林地区大田试验获取的马铃薯早熟品种费乌瑞它和中晚熟品种延薯4号结薯期和块茎膨大期等关键生育期的样品的冠层高光谱反射率数据,首先利用Savitzky-Golay平滑滤波进行去噪声处理,获取其连续统去除光谱并提取出最大吸收深度、总面积、左面积、右面积、对称度、面积归一化最大吸收深度6个特征参数。同时对滤波后的光谱反射率数据和连续统去除光谱反射率数据进行一阶微分处理。在对不同马铃薯品种这两种光谱反射率曲线对比分析的基础上构建反射率差异性指数、一阶导数差异性指数、连续统去除光谱特征参数差异性指数共3类8种差异性指数作为评价指标。其中反射率差异性指数和一阶导数差异性指数研究“绿峰”550nm,“红谷”670nm以及可见光-近红外平台760nm附近的波段。利用这些差异性指数定量地分析了不同马铃薯品种高光谱差异性。将连续统去除法应用到植物高光谱差异性分析中来,并且深入到不同马铃薯品种以及其不同生育时期。构建的差异性指数取得了很好的评价效果,结果表明:(1)相比反射率差异性指数和最大吸收深度差异性指数,一阶导数差异性指数、总面积差异性指数、左面积差异性指数、右面积差异性指数、对称度差异性指数和归一化差异性指数都可以很好地描述不同马铃薯品种的高光谱差异性,连续统去除光谱局部放大了两个不同马铃薯品种的高光谱差异;(2)滤波光谱和连续统去除光谱反射率差异性最大的波长位置和时间都相同,均处于8月16日波长671.24 nm处;最大吸收深度差异性指数值最大仅为0.01;滤波光谱一阶导数差异性指数值在6月24日波长673.55nm处最大达到0.977,连续统去除光谱一阶导数差异性指数在6月24日波长759.74nm处最大达47.87,在不同马铃薯品种光谱差异性分析中作用最为明显;总面积差异性指数值、右面积差异性指数值、对称度差异性指数值和归一化差异性指数值均在6月24日最大,最大值分别为0.13,0.214,0.205和0.113,左面积差异性指数值在7月24日最大,为0.199;(3)根据所构建的差异性指数定量评价结果综合推测可知,两个不同马铃薯品种高光谱差异最大的时期处于早熟品种费乌瑞它结薯期的中晚期,中晚熟品种延薯4号结薯期的初期。
西南地区生态重要性格局研究

生态保护重要性是表征区域生态系统结构和功能重要性程度的综合指标。在明确西南地区自然环境特征和关键生态问题的基础上,综合分析生态敏感性和生态服务功能重要性,构建西南生态重要性评估指标体系,并运用GIS技术识别具有重要保护意义的地区,为优化生态保护策略、划定生态红线和主体功能区划提供技术支持。研究表明:西南地区生态保护极重要区为75.7万km~2,主要分布于雅鲁藏布江流域、横断山区、川西高原等地区。该区占西南地区总面积的32.5%,提供了59.4%的土壤保持总量和54.5%的水源涵养总量,保护了69.7%的重要物种。研究建议,划定极重要区为生态红线进行强制性严格保护,以保障和维护生态安全,促进西南地区可持续发展。
纳米CeO_(2-x)N_x固溶体的光谱特征对其催化性能影响研究

二氧化铈(CeO_2)具有储量丰富,价格低廉,催化性能优异等特性而得到广泛应用。通过在其晶格中掺杂其他离子制得CeO_2固溶体,可以进一步调控CeO_2的晶格大小,增加晶格缺陷浓度,从而有效提高催化性能。目前研究较多的掺杂离子多为金属阳离子,而对非金属阴离子掺杂的研究尚有待深入探索。本文以CO(NH_2)_2为N源,采用水热法合成不同N掺杂浓度的纳米CeO_(2-x)N_x固溶体(x=0.00,0.05,0.10, 0.15,0.20),系统对固溶体的微观结构及光谱特征进行表征。X射线衍射(XRD)结果表明,所有掺杂浓度的CeO_(2-x)N_x固溶体均呈萤石立方单相结构。与纯CeO_2相比,N含量为0.05时样品的晶胞参数显著增大,而随掺杂浓度的进一步增加,晶胞参数又呈现出逐渐减小的趋势。拉曼(Raman)测试表明,N掺杂样品的F2 g振动模式峰向高波数移动,其原因是由于当N~(3-)取代部分O~(2-)后,Ce~(4+)周围出现Ce—N键,Ce—N键长因静电引力变强而缩短,从而引起峰位的移动。通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)分析掺杂所引起样品电子跃迁状态的改变,发现N元素的掺杂使CeO_2在可见光区域具有了吸光性能,CeO_(2-x)N_x固溶体的能隙明显减小,这是由于N(2p)与O(2p)的电子轨道发生交互作用而形成中间能级,使得电子跃迁所需能量降低,从而引起能隙的红移。荧光光谱(PL)测试表明,发射峰强度随N掺杂浓度的增大而增大,其原因一方面是由于N掺杂会引起晶格缺陷及氧空位比例的提升,发生带间跃迁的几率变大,进而提高发射峰的相对强度;另一方面,N的掺杂在价带O(2p)与导带Ce(4f)间形成中间能带,同样会导致发射峰变强。为表征纳米固溶体的催化特性,分别选取N掺杂量最小的CeO_(1.95)N_(0.05)与N掺杂量最高的CeO_(1.80)N_(0.20)以及纯CeO_2作为典型催化剂,采用球磨法制备Mg_2Ni/Ni/CeO_(2-x)N_x复合材料,系统分析了复合材料电极的储氢动力学性能。交流阻抗(EIS)测试发现,催化剂可以有效提高储氢合金的表面电荷转移活性,N掺杂量越高,CeO_2基固溶体的催化活性越强;动电位极化曲线测试表明,掺杂催化剂也能显著提高H原子在合金内部的扩散速率,且CeO_(1.95)N_(0.05)较CeO_(1.80)N_(0.20)具有更好的催化活性。催化机理主要从催化剂的微观结构及光谱特征进行分析,如前所述,随着N含量的提高,CeO_2固溶体晶格中的氧空位比例增大,晶格畸变程度提高,N的掺杂还使固溶体的电子跃迁能隙降低,从而有利于电子在合金表面的迁移;同时,纳米材料的晶粒尺寸越小,表明晶粒表面缺陷比例越大,说明催化剂的活性增强,因此表现为N掺杂浓度越高,复合材料电极交流阻抗弧半径的越小,即CeO_(1.80)N_(0.20)可以更加有效提高复合材料的表面活性;另一方面,若催化剂的晶胞体积增大,可使H原子在穿过材料表面的传输过程中具有更大的空间,由于CeO_(1.95)N_(0.05)的晶胞参数大于CeO1.80 N0.20催化剂,故H原子通过催化剂进入合金内部的传输更加容易。H原子在合金内部的扩散速率与催化剂的晶胞参数或晶胞体积的大小密切相关。
森林地表凋落物含水率红外光谱特性分析

为了实现森林地表凋落物含水率的实时测量,研究了森林地表凋落物含水率与红外光谱特性参数之间的关系。选取了四种森林地表凋落物,搭建了含水率红外光谱测量装置,获得了不同含水率所对应的红外吸收光谱图,分析了不同含水率与峰值吸收光强、谷肩连线与谷底连线交点纵坐标、吸收谷面积之间的关系。结果表明,含水率吸收谱线峰值在1 450nm附近;三种光谱参数中,森林地表凋落物含水率与峰值吸收光强线性相关性最好,所得一元回归方程经F检验显著性良好,斜率的相对不确定度均小于1.0%和截距的相对不确定度小于0.51%,相关系数γ>0.95。为含水率实时测量仪的光源选择和标定提供了依据。
基于Fisher判别分析与随机森林的马尾松毛虫害检测

虫害检测算法的构建是耦合“地—天”特征的过程,是实现其遥感监测的重要保障。以福建省三明市、将乐县、沙县、南平市延平区等4个县(区、市)为试验区,收集182组马尾松毛虫害样本数据,随机划分为训练集与验证集,设置5次重复试验及1次指标筛除试验。结合马尾松毛虫危害下的寄主表征,获取松林叶面积指数LAI、叶面积指数标准误SEL、归一化差值植被指数NDVI、缨帽变换湿度轴WET及影像绿光波段B2、红光波段B3、近红外波段B4等7个地面与遥感特征指标,建立其危害等级的Fisher判别分析与随机森林模型,从检测精度、Kappa系数、ROC曲线等角度综合比较两种算法的检测效果,并给予配对t检验。结果表明:7个指标均具备虫害响应能力,SEL和NDVI相对较弱;Fisher判别分析6次试验的虫害平均检测精度为73.26%,Kappa系数为0.631 9,而RF法则分别为79.30%,0.715 1,显著优于前者(p< 0.05);RF法对无危害、轻度危害、中度危害3个虫害等级的检测精度、Kappa系数、AUC均显著高于Fisher判别分析(p<0.05),对于重度危害等级,Fisher判别分析则占优。总体而言,RF法对马尾松毛虫害的检测效果优于Fisher判别分析,但Fisher判别分析对重度危害等级有更高准确性且模型明确、易于推广,可综合应用两种算法开展虫害监测工作。该成果为马尾松毛虫害及其他森林病虫害的有效检测提供技术参考,奠定其遥感监测的基础。
三种典型荒漠植物生长期光谱特征变化分析

荒漠植物长势、变化、演替是反映荒漠地区生境状况的重要指标。目前荒漠植物监测与光谱研究多基于定时采样数据,波谱时序动态研究相对薄弱。荒漠植物光谱因受时间尺度影响,常引起辨识误差。将荒漠植物中最具代表性的灌木———柽柳、白刺、梭梭作为样本,旨在揭示三种荒漠植物光谱生长期变化规律及种间动态分异特征,为荒漠植被空间遥感辨析奠定基础。实验选取旺盛植株采集生长期内(5月—10月份)光谱数据,对不同月份植物光谱曲线分析比较并剖析机理,得出荒漠植物生长期光谱特征变化规律及其物候现象对应波谱表现。结论指出:(1)三种荒漠植物反射率曲线总体特征均符合绿色植被波谱规律,可观察到较明显的12峰谷分布,红边斜率与面积从大到小分别为:梭梭、柽柳、白刺。其光谱曲线峰谷幅度值相对较小,且变化较快,红边参数表现活跃期分别为柽柳8月、白刺10月、梭梭9月。(2)荒漠植物的光谱变化与植物本身物候特征、气候变化植物响应密切相关。光谱特征在可见光波段与营养期、花期、落叶期有一定响应关系;近红外波段与结实期、休眠期、降雨情况相关;短波红外波段与营养期、落叶期、降雨状况呈现关联性。(3)7月份三种植物的生长状况差异光谱曲线表现为:衰败植株地物光谱反射率可见光、短波红外波段呈高反射,近红外波段反射减弱,趋近于土壤光谱反射率曲线。
用于固体火箭羽焰真温测量的宽量程多光谱高温计

现有的多光谱高温计的测量下限均大于1 173K(900℃),不适用于新型火箭羽焰真温测量范围的要求(900~2 700K)。为了解决现有的多光谱高温计无法测量1 173K以下羽焰真温的问题,研制了用于固体火箭发动机羽焰真温测量的宽量程多光谱高温计。该多光谱高温计采用了并联光电探测器阵列相邻像元的方法,并且创建了基于对数函数的900~1 173K温区的温度标定方法,从而拓宽了高温计的温度测量范围。针对某型号固体火箭发动机羽焰的三个目标点进行了现场测量,实验结果验证了该高温计的有效性。
无人机多光谱遥感在玉米冠层叶绿素预测中的应用研究

叶绿素含量是植物生长中的重要参数,与农作物产量密切相关。无人机遥感技术作为一种新的数据获取手段,在农业中已得到广泛应用。以玉米为目标作物,将具有不同光谱响应函数的两种轻小型多光谱传感器(MCA和Sequoia),同时搭载在六旋翼无人机上,获取不同氮肥水平下大田玉米花期的多光谱影像。利用无人机影像空间分辨率高的特点,在小区尺度上,分别计算了基于两种多光谱传感器的各26种植被指数,并将其与地面实测的叶绿素含量(SPAD)值进行回归分析,研究不同波段反射率对SPAD值的敏感性,利用不同多光谱传感器及植被指数预测SPAD值的精度及稳定性。结果表明,对于具有较宽波段的Sequoia,在550nm(绿波段)、735nm(红边波段)的反射率对SPAD值的变化较敏感,其中,550nm与SPAD值的相关系数最大(R~2=0.802 9)。而对于较窄波段的MCA,720nm(红边波段)的反射率与SPAD值具有较高的相关性(R~2=0.724 8),550nm(绿波段)次之。此外,由于两传感器红波段的中心波长和波段宽度不同,660 nm(Sequoia)反射率与SPAD值的相关系数为0.778 6,而680 nm(MCA)反射率与SPAD值的相关性较小,仅为0.488 6。利用无人机多光谱遥感技术预测大田玉米的SPAD值精度较高,但对于不同的多光谱传感器而言,同一植被指数却表现出较大的差异,其中,红波段和近红外波段组合构造的植被指数RVI,NDVI, PVI和MSR差异较大,具有较宽波段的Sequoia传感器优于窄波段的MCA;此外,对于Sequoia相机, GNDVI与RENDVI预测SPAD值的精度较高,RMSE分别为3.699和3.691;对于MCA相机,RENDVI预测精度最高(RMSE=3.742),GNDVI预测精度低于RENDVI(RMSE=3.912);两传感器中MCARI/OSAVI预测SPAD值精度均较低,RMSE分别为7.389(Sequoia)和7.361(MCA)。在所有的植被指数中,利用绿波段和近红外波构造的植被指数(G类),以及用红边波段和近红外波段构造的植被指数(RE类),预测SPAD值精度更高,均高于红外和近红外波段构造的植被指数;利用更多波段(三个及以上)组合构造的复杂植被指数,并不能显著提高预测精度。就预测模型而言,MCARI1更适用于对数模型,可有效提高预测精度,而其他植被指数变化不显著。研究还发现,在小区水平SPAD值的预测方面,除NDVI和TVI,Sequoia相机对于不同氮肥条件下植被覆盖度、阴影和裸露土壤等环境背景因素具有较强的抗干扰能力;而对于MCA相机来说,TVI,DVI,MSAVI2,RDVI和MSAVI对环境背景因素非常敏感,预测SPAD精度低;此外,去除环境背景因素并不总是能够提高SPAD值的预测精度。本研究对于利用无人机多光谱遥感技术进行高精度的叶绿素含量预测具有指导意义,对于精准农业的推广和应用具有一定的借鉴价值。
基于拉曼光谱的PE膜包装食用农产品品质检测误差的校正方法

透明保鲜膜包装以其方便、经济、卫生的特点被广泛应用于超市卖场及日常生活中,却也给食品农产品的检测增加了难度,所以急需一种能够隔透明薄膜无损检测农产品的方法。叶绿素是影响黄瓜品质的重要因素之一,该研究主要探讨了拉曼技术检测黄瓜品质时,食品保鲜膜层数对叶绿素特征峰的影响,并通过对菠菜、油菜和芹菜对得出的结论进行验证。采用点检测拉曼光谱系统,采集无保鲜膜包装以及多层包装下黄瓜的拉曼光谱。拉曼信号经Savitzky-Golay(SG)5点平滑和自适应迭代惩罚最小二乘法扣除荧光背景,探究不同层数(1~6层)的PE保鲜膜对黄瓜叶绿素特征峰的影响。采集被保鲜膜覆盖的黄瓜的拉曼信号并处理,即可建立叶绿素的特征峰(1 158和1 528cm~(-1))减少值与保鲜膜层数之间的变化规律,并对规律的预测效果进行评价。随着保鲜膜层数的增加,透明包装层数与黄瓜叶绿素特征峰强度之间呈现良好的线性相关关系。提取出单层透明包装对叶绿素在1 158和1 528cm~(-1)处特征峰强度的降低值分别为81.4和103.1,分别占未加保鲜膜时叶绿素特征峰强度值的7.98%和8.56%,多组验证结果的相关系数达到0.95以上,验证的相关系数达到0.94。随着样品浓度增高,线性递减效果越明显。作为验证,通过透明保鲜膜检测菠菜、油菜和芹菜叶片中的叶绿素表明,每加一层膜叶绿素在1 158和1 528cm~(-1)处的特征峰强度会比覆膜前分别降低7.9%~8.6%和8.1%~8.6%;导致检测信号强度呈线性降低是由于保鲜膜使激发光分散不聚焦导致,保鲜膜成分对检测结果无影响。该研究为拉曼光谱隔透明包装检测拉曼光谱特征峰强度,进而获得农产品品质信息提供了一种新的分析方法。
烟蚜热激蛋白Hsp90基因的克隆及在UV-B胁迫下的表达分析

为探讨UV-B胁迫对烟蚜Myzus persicae热激蛋白Hsp90基因表达量的影响,采用RT-PCR与RACE技术克隆了烟蚜热激蛋白Hsp90基因的全长,并对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术研究了烟蚜Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下的表达量变化。结果表明,烟蚜Hsp90基因的cDNA全长为2 670 bp,编码728个氨基酸,编码蛋白质的相对分子量为82.6 kD,等电点为4.95,获得的氨基酸序列具有Hsp90蛋白家族的1个签名序列及C末端MEEVD基序,推测其属于胞质型热激蛋白。系统进化树结果显示,烟蚜Hsp90与其它昆虫Hsp90具有很高的相似性。实时荧光定量PCR结果表明,不同时长UV-B胁迫下烟蚜Hsp90均有表达,随着照射时间延长,Hsp90表达量表现为先上升后下降的趋势;与对照相比,照射时间为15、30、60、90和120 min时,Hsp90表达量均显著升高,且在60 min时Hsp90表达量达最大,是对照组的2.05倍。表明Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下差异表达,在烟蚜适应紫外胁迫的分子机制中具有重要作用。
基于脑电的产品意象推理模型研究

将用户对产品的感性认知通过脑电数据量化,探求消费者认知过程脑电与产品意象的对应关系,并以此建立相应的意象推理模型。以吊灯为研究样本,通过多组感性意象形容词描述产品意象空间。基于被试的行为数据、脑电信号和事件相关电位,分析被试在吊灯产品意象辨别过程中的决策行为。研究不同意象匹配情况下,各脑区N200、P300、N400等脑电成分的波幅和分布情况,确定脑电成分与产品意象匹配的映射关系。基于被试的反应时长、选择率和脑电信号等评价因素,构建模糊推理的产品意象认知模型。通过试验验证,推理模型与意象语义评估的结果有一致性,具有较好的可靠性。
准静态与动态载荷下斜齿轮齿面粘着磨损计算

基于反向圆锥滚子等效接触模型和Archard磨损计算通式,提出了一种适用于标准斜齿轮齿面粘着磨损的计算方法。由时变接触线长百分比和弯-扭-轴耦合动力学模型确定齿面载荷,根据等效接触模型和Hertz接触理论计算齿面压力和滑移距离,求出准静态与动态载荷下的齿面磨损量。通过将主动轮磨损曲线与相关文献结果比较,验证了上述方法的正确性。几何与工作参数对磨损量的影响分析显示,齿根与齿顶处的磨损量较大,且齿根的磨损量大于齿顶,节圆处的磨损量趋近于零;齿轮前端面至后端面,主动轮磨损量逐渐减小而从动轮磨损量逐渐增大;宽齿轮的磨损量沿齿宽渐趋均布。参数分析表明:增大模数、传动比、齿宽或减小扭矩均可降低磨损量,增大螺旋角或改变转速对减小齿面磨损的作用不明显。上述研究对于提高齿轮表面质量与传动性能,对于减磨设计具有一定的参考价值。
超磁致伸缩谐波电机致动器设计方法与特性研究

针对普通谐波齿轮传动需由电机经波发生器输入运动和动力,空间利用率低、惯性大、高速响应差的问题,提出一种由超磁致伸缩材料驱动的有源谐波电机。致动器作为谐波电机动力源及换能装置,对其磁场强度、均匀性、漏磁及空间限制等均有严格要求,据此提出分段内置式永磁结构布局,充分利用空间并改善均匀性;通过对偏置磁场和驱动磁场强度及均匀性影响因素研究,优化致动器参数;随后利用有限元法建立致动器模型并对磁场特性仿真分析;根据优化结构研制出超磁致伸缩谐波电机致动器样机,并对其输出特性试验研究。理论分析与试验结果表明,分段内置式永磁结构漏磁极小,所提出的设计理论和方法,保证了磁场强度和均匀性的同时也保证了致动器工作在准线性范围内,输出规律符合啮合要求,易于实现精准控制,为超磁致伸缩谐波电机走向实际应用奠定了基础。
青藏高原那曲地区一次深对流云垂直结构的多源卫星和地基雷达观测对比分析

为了加强对青藏高原深对流云垂直结构的深入认识,利用TRMM、CloudSat和Aqua多源卫星观测资料及地基垂直指向雷达(C波段调频连续波雷达和KA波段毫米波云雷达)资料,对第三次青藏高原大气科学试验期间2014年7月9日13—16时(北京时)发生在那曲气象站附近的深厚强对流云和那曲气象站以西100 km左右的深厚弱对流云的垂直结构特征进行了分析,得到的结果如下:(1)深厚强对流云和深厚弱对流云的水平尺度均较小(10—20 km),垂直发展高度较高(15—16 km,均指海拔高度);深厚强对流云在0℃层以下雷达反射率因子递增非常快,表明对流云内固态降水粒子下落至0℃层以下后融化过程有很重要的作用;在对流减弱阶段有明显的0℃层亮带出现,亮带位于5.5 km左右(距地1 km);(2)对比TRMM测雨雷达和C波段调频连续波雷达观测到的雷达反射率因子,发现TRMM测雨雷达在11 km以下存在高估;(3)深对流云主要为冰相云,云内10 km以上主要是丰富小冰粒子,而10 km以下是较少的大冰晶粒子;深厚强对流云和深厚弱对流云的微物理过程都主要包括混合相过程和冰化过程,混合相过程分为两种:一种是-25℃(深厚强对流云)或-29℃(深厚弱对流云)高度以下以凇附增长为主,另一种是该高度以上主要以冰晶聚合、凝华增长为主,该过程冰晶粒子有效半径增长较快。这些空基和地基的观测证据进一步揭示了青藏高原深对流云的垂直结构特征,为模式模拟青藏高原深对流云的检验提供了依据。
夏季青藏高原对流系统移出高原的气象背景场分析

利用1998—2004年6—8月共21个月的ISCCP对流路径集资料,结合NCEP/NCAR再分析资料和TRMM3B42降水资料,采用合成统计分析方法,对夏季生成于青藏高原(高原)地区的对流系统进行了分类对比分析,目的在于研究各类高原对流系统动热力场的水平和垂直结构特征,探讨各类对流系统能否移出高原的气象背景场差异。结果表明,夏季高原对流系统主要生成于青藏高原中东部,存在两个高发中心。夏季高原对流系统按照对流系统的移动路径可以分为未移出高原、向南移出高原和向东移出高原3类。高原对流系统的移动、发展和生成源地没有直接关系,主要决定于气象背景场。当生成的高原对流系统上升运动强、水汽条件优越时,其强度不断增大,利于对流系统维持发展并移出高原,如果这类高原对流系统处于强西风气流控制下,容易向东移出高原,如受较强偏北风气流影响,则容易向南移出高原;而当生成的高原对流系统上升运动弱、水汽条件不理想时,其强度不断减弱,不利于对流系统发展移动,高原对流系统在高原区逐渐消亡。
高坝泄流诱发事故闸门的爬行振动研究

事故闸门承担着上/下游发生事故时在动水中紧急落门,以封堵水流、防止事故扩大的重要任务,然而闸门无法完全落门并伴随爬行振动的工程问题屡屡发生,不仅导致无法封堵水流,在紧急情况下可能造成严重损失,而且使相关结构受到强烈的冲击荷载,对启闭设备及闸门的长期安全运行极为不利。从系统控制理论的基本观点出发,将由动/静摩擦力转换导致的非线性摩擦特性从闸门动水落门过程中剥离出来作为一个单独的环节,并合理选取被控量与参据量,构建了负反馈控制系统模型以描述上述工程问题。通过理论模型与工程问题互相印证、闸门爬振位移时程模拟和闭门持住力反演,表明理论模型是合理有效的。基于所提出的理论模型,阐明了闸门无法完全落门并伴随爬行振动工程问题的发生机制,为旨在避免上述工程问题的闸门改造方案提供了理论指导。