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广东省东南部菜地水田砷含量空间分布

农业工程学报 2016年第23期32卷 263-268,F0004页

作者：姜晓璐邹滨汤景文涂宇龙中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中南大学冶金与环境学院国家重金属污染防治工程技术研究中心长沙410083

针对稀疏采样条件下农用地土壤砷含量空间分布难以高效准确识别的问题,以广东省东南部农用地为例,采集表层土壤（0-20 cm）样本104个,借助空间分析与多元回归建模手段,分菜地、水田和果园3类农用地分析土壤砷含量统计特征、模拟揭示土... 详细信息

针对稀疏采样条件下农用地土壤砷含量空间分布难以高效准确识别的问题,以广东省东南部农用地为例,采集表层土壤（0-20 cm）样本104个,借助空间分析与多元回归建模手段,分菜地、水田和果园3类农用地分析土壤砷含量统计特征、模拟揭示土壤砷含量空间分异的成因与空间分布格局。结果表明：1）研究区农用地土壤砷含量总体上达标,但个别样点土壤砷含量值高达137.80 mg/kg,显著高于国家土壤环境质量二级标准（GB156182-1995）;2）3类农用地中菜地土壤砷含量最高、水田次之、果园相对较低,均值分别为11.04、9.89和2.54 mg/kg;3）各类农用地土壤砷污染来源不同,菜地砷污染主要在不同地形条件下,受河流污水灌溉和烟囱排放的废气沉降随地表径流累积影响,在空间上呈现北部偏高、其他地区偏低的分布格局;4）水田砷污染受河流污水灌溉影响显著,空间上呈现南北部偏高、中部地区偏低的污染格局。研究结果对在稀疏采样监测地区开展农用地土壤重金属污染制图与精细防控策略的制定提供了一种行之有效的方法。

关键词：土壤重金属污染砷多元回归建模空间分析

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土壤Cd含量实验室与野外DS光谱联合反演

光谱学与光谱分析 2019年第10期39卷 3223-3231页

作者：邹滨涂宇龙姜晓璐陶超周茉熊立伟中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院

土壤重金属高光谱遥感建模理论上能够大大降低传统化学分析测定所需成本,正逐步发展为有效探查土壤污染空间分布与开展污染土壤综合防治的关键技术。然而土壤重金属高光谱遥感调查技术目前多局限于稳定可控条件下的实验室光谱模型,野外... 详细信息

土壤重金属高光谱遥感建模理论上能够大大降低传统化学分析测定所需成本,正逐步发展为有效探查土壤污染空间分布与开展污染土壤综合防治的关键技术。然而土壤重金属高光谱遥感调查技术目前多局限于稳定可控条件下的实验室光谱模型,野外诸多因素(光照、湿度、土壤粗糙度等)影响下野外原位光谱模型的有效性已成为困扰该项技术大范围推广亟待突破的关键科学问题。以湖南衡阳市某矿区为例,分别利用ASD地物光谱仪和等离子发射光谱法测定46个土壤样品350~2500nm的实验室光谱和Cd含量,并在土壤取样时同步测量样品野外原位光谱。在运用DS(directstandardization)转换算法处理野外光谱的基础上,融合实验室光谱先验知识,基于主成分逐步回归建模方法开展了土壤Cd含量实验室与野外原位DS光谱联合反演实验,交叉验证了模型的稳定性。同时为深入探究实验室与野外原位DS光谱联合反演模型的有效性,将其与基于实验室光谱、野外原位光谱、野外原位DS光谱、实验室与野外原位光谱联合建立的主成分逐步回归模型开展了对比分析。结果表明:野外原位光谱反演模型精度(R2=0.56)明显低于实验室光谱反演模型(R2=0.64),野外原位DS光谱反演模型与之相比精度有所提升(R2=0.66);在野外原位光谱DS转换校正基础上,联合实验室光谱先验知识的土壤Cd含量反演模型精度最高,R2可达0.72。与此同时,实验室与野外原位DS光谱联合反演模型揭示482,565,979和2206nm波段对研究区土壤Cd含量有较好指示性,此结果与实验室光谱反演模型所识别的特征波段一致,两者物理意义相同。研究结果证实了实验室光谱先验知识以及DS转换算法能够提升野外原位光谱模型的可靠性,可为发展土壤Cd含量野外原位高光谱遥感探测提供重要的提供理论与方法支撑。

关键词：土壤重金属高光谱 DS转换遥感反演

关联类标准化样品特征波段的矿区土壤重金属Pb高光谱反演

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光谱学与光谱分析 2020年第7期40卷 2182-2187页

作者：周茉邹滨涂宇龙夏吉品中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

目前土壤重金属Pb的高光谱反演实验样本多源于研究区采样,忽略了自然样本中复杂组分的光谱混杂问题,所建立的模型精度偏低,重金属光谱响应机理解释仍不明确。基于此,选取湖南省某铅锌矿区采集相对清洁背景土壤,运用控制变量方法,制作Pb... 详细信息

目前土壤重金属Pb的高光谱反演实验样本多源于研究区采样,忽略了自然样本中复杂组分的光谱混杂问题,所建立的模型精度偏低,重金属光谱响应机理解释仍不明确。基于此,选取湖南省某铅锌矿区采集相对清洁背景土壤,运用控制变量方法,制作Pb类标准化样品40个,同时采集矿区86个自然污染样本。首先利用类标准化样品建立偏最小二乘回归(PLSR)定量反演模型,提取Pb光谱反射特征波段,然后基于特征波段进行矿区自然污染样本土壤Pb定量回归建模,对比全波段建模结果,验证特征波段的有效性。实验结果表明:(1)在背景土壤性质稳定的前提下,制作的类标准化样品具有总体一致的光谱形态,同时Pb含量作为引起反射率变化的唯一驱动因子证实了土壤中重金属Pb光谱响应信号的存在;(2)相较于自然样本光谱反演结果,类标准化样品能显著提升土壤Pb含量模型估算能力,决定系数(R^2p)为0.85,相对分析误差(RPD)2.30,有效排除其他组分对于光谱建模的干扰,模型性能良好;使用变量重要性投影指标(VIP)与PLSR系数提取的类标准化样品特征波段集中在970~1 000, 1 700~2 080和2 220~2 400 nm区间;(3)与全波段建模对比,基于特征波段的矿区自然污染样本的PLSR建模结果,R^2p由0.32提升至0.55, RPD由1.20提升至1.44,表明特征波段能够较好表征Pb的响应信号,波段提取有助于过滤噪声,减少数据冗余同时提高模型反演精度。提出的基于类标准化样品特征波段反演自然土壤样本Pb含量,有效解决自然样本成分复杂,重金属光谱信号微弱的问题,丰富了土壤重金属遥感监测理论与应用实例。

关键词：类标准化样品土壤重金属 Pb 特征波段 VIP 偏最小二乘回归

民办高校大一学生人际交往状况调查及对策分析

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湖北经济学院学报（人文社会科学版） 2009年第1期6卷 166-167页

作者：全桂艳涂宇龙广东培正学院广东广州510830

在调查研究和分析广东省部分民办高校大一学生人际交往状况的基础上,对民办高校及德育教师如何有效开展心理健康教育,加强对大一学生心理指导,引导其建立健康向上的人际关系,提出了具体对策和建议。

关键词：人际交往心理健康大一学生对策分析

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类标准化土壤样品Cd含量高光谱定量反演

光谱学与光谱分析 2018年第10期38卷 3254-3260页

作者：姜晓璐邹滨涂宇龙冯徽徽陈旭中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心湖南长沙410083

针对土壤Cd高光谱遥感反演精度低、特征波段难以有效识别的问题,以湖南省某典型重金属污染矿区为例,开展类标准化Cd污染土壤样品和自然污染土壤样品Cd含量高光谱定量反演对比研究。创新之处主要在于以相对清洁的背景土壤作为内控样本,... 详细信息

针对土壤Cd高光谱遥感反演精度低、特征波段难以有效识别的问题,以湖南省某典型重金属污染矿区为例,开展类标准化Cd污染土壤样品和自然污染土壤样品Cd含量高光谱定量反演对比研究。创新之处主要在于以相对清洁的背景土壤作为内控样本,通过实验室定量添加Cd标准溶液制备符合自然污染规律的类标准化Cd污染土壤样品方案的提出与对比实验的开展,研究实验过程还包括自然污染土壤样品野外采集,类标准化样品与自然样品土壤重金属、有机质含量及350~2 500nm光谱反射率等的测定,光谱全要素主成分逐步回归土壤Cd含量反演建模。研究发现,类标准化土壤样品Cd含量高光谱反演模型精度(adj R2=0.87)明显高于野外自然污染土壤样品Cd含量高光谱反演建模结果(adj R2=0.39)。土壤Cd含量与土壤光谱反射率间确实存在一定的响应关系,但各光谱波段对土壤Cd含量及其变化产生响应的程度存在差异,其中1 000,2 000以及2 300nm波段光谱响应信号较强。该研究创新引入的类标准化Cd污染土壤样品制备方法有助于深入探索重金属Cd污染土壤光谱特征响应规律并发现重金属Cd含量及其变化的真正指示性特征波段,可为多要素混淆污染模式下模拟反演土壤重金属含量提供先验知识。

关键词：土壤 Cd 类标准化样品高光谱定量反演

土壤重金属铅、锌高光谱反演模型可迁移能力分析研究

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光谱学与光谱分析 2018年第6期38卷 1850-1855页

作者：陶超王亚晋邹滨涂宇龙姜晓璐中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心湖南长沙410083

现有基于高光谱遥感技术的土壤重金属含量反演模型,大多是采用同一试验区且有限的样本点进行定量反演建模。但考虑到实际应用需求,该类模型在不同试验区是否具有较好的迁移推广能力是目前迫切需要回答的问题。如不可行,是否存在其他可... 详细信息

现有基于高光谱遥感技术的土壤重金属含量反演模型,大多是采用同一试验区且有限的样本点进行定量反演建模。但考虑到实际应用需求,该类模型在不同试验区是否具有较好的迁移推广能力是目前迫切需要回答的问题。如不可行,是否存在其他可行手段用于土壤重金属污染评估?为回答上述问题,选取湖南省郴州市和衡阳市两铅锌矿区作为实验研究区,并首先利用郴州地区采样点分别对Pb和Zn两种重金属进行定量回归建模和定性分类建模,然后比较两种模型在衡阳实验区的可迁移能力。实验结果表明:(1)基于偏最小二乘回归(PLSR)的定量回归模型可迁移能力较差。分别采用四种光谱预处理方式建模,发现回归模型对异地采样的预测精度很低,难以正确反演衡阳试验区重金属Pb和Zn的含量。(2)基于支持向量机(SVM)分类的定性反演模型具有一定的可迁移能力,以郴州地区采样数据训练得到的SVM分类模型能有效判定衡阳试验区Pb、Zn的污染状况,分类精度分别达到84.78%和86.96%。结果表明,在快速检测土壤重金属污染状况的问题上,定性分类是一种更加切实可行的方式。

关键词：重金属污染高光谱可迁移分析 SVM分类偏最小二乘回归

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矿区土壤Cu含量高光谱反演建模

光谱学与光谱分析 2018年第2期38卷 575-581页

作者：涂宇龙邹滨姜晓璐陶超汤玉奇冯徽徽中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

为探究高光谱遥感手段反演土壤Cu含量方法的可行性,以湖南省某矿区为例,利用ASD地物光谱仪和实验室电感耦合等离子发射光谱法测定83个土壤样品350~2 500nm光谱信号和Cu含量。在光谱重采样、一阶/二阶微分、标准正态变换预处理对比分析... 详细信息

为探究高光谱遥感手段反演土壤Cu含量方法的可行性,以湖南省某矿区为例,利用ASD地物光谱仪和实验室电感耦合等离子发射光谱法测定83个土壤样品350~2 500nm光谱信号和Cu含量。在光谱重采样、一阶/二阶微分、标准正态变换预处理对比分析基础上,分别采用主成分分析与相关分析对潜在建模变量进行初步筛选,运用逐步回归方法确定最终模型变量,建立土壤Cu含量反演模型,基于最优模型识别Cu含量光谱指示特征波段。结果表明,相对于传统主成分分析方法,标准正态变换后的光谱全要素主成分分析逐步回归建模方法因保留土壤样品弱光谱信号能有效提升土壤Cu含量估算能力,R2达0.86,模型对于预测样本的估计效果较好,建模样本和预测样本的残差分别为0.76和1.29,且通过F检验;360~400,922~1 009,1 833~1 890与2 200~2 500nm波段对研究区土壤Cu含量有较好指示性。研究结果将丰富南方矿区土壤Cu含量估算典型案例,同时为发展基于高光谱遥感的土壤环境监测手段提供理论支撑。

关键词：重金属土壤高光谱遥感主成分分析逐步回归

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混凝土坝施工场景人-机-环多要素识别方法

水力发电学报 2024年

作者：陈云涂宇轩陈述晋良海三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室三峡大学水利与环境学院

混凝土坝施工空间狭窄、工序转换不断、人员-机械-环境（人-机-环）等要素繁多，而且存在要素遮挡、密集重叠、尺寸和方向各异等情况，导致传统机器视觉目标识别方法难以满足复杂施工现场目标识别要求。因此，本文提出混凝土坝施工场景... 详细信息

混凝土坝施工空间狭窄、工序转换不断、人员-机械-环境（人-机-环）等要素繁多，而且存在要素遮挡、密集重叠、尺寸和方向各异等情况，导致传统机器视觉目标识别方法难以满足复杂施工现场目标识别要求。因此，本文提出混凝土坝施工场景人-机-环多要素识别的YOLOv5-SS新方法。通过插入CBAM注意力模块，改进目标检测器的性能，增强目标检测器对不同尺寸和位置的人-机-环要素敏感性；同时融入加权双向特征金字塔网络（BiFPN），使得目标检测器聚焦于实时人-机-环要素等关键图像信息。为验证所提方法识别能力，以混凝土拱坝施工现场的图像信息为基础数据集，通过对比YOLOv5-SS、YOLOv5和Faster R-CNN等模型，验证了所提方法能够有效提高混凝土坝施工场景中各类目标的效率和精准度。

关键词：混凝土坝人-机-环多要素识别计算机视觉 YOLOv5-SS

H11钢大型压铸模块真空气淬的数值模拟与试验

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金属热处理 2024年第2期49卷 227-235页

作者：陈浩涂宇杰蒋志鹏吴晓春上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200072

采用数值模拟与试验相结合的方法研究了淬火压力对H11钢大模块(500 mm×500 mm×500 mm)真空气淬过程中的温度场、组织场和应力场的影响。结果表明,更大的淬火压力具有更好的冷却效果,但与此同时也会造成更大的淬火应力从而增加模块开... 详细信息

采用数值模拟与试验相结合的方法研究了淬火压力对H11钢大模块(500 mm×500 mm×500 mm)真空气淬过程中的温度场、组织场和应力场的影响。结果表明,更大的淬火压力具有更好的冷却效果,但与此同时也会造成更大的淬火应力从而增加模块开裂的风险。模块整体的冷速随着淬火压力的增加而加快,在高温相变区(600~800℃),8 bar淬火压力模块心部的最大冷速为0.20℃/s,比4 bar淬火压力高0.06℃/s。8 bar和4 bar淬火压力下模块的最大应力分别为655 MPa和437 MPa。通过试验验证得知,4 bar淬火压力下模块心部出现了沿晶碳化物,故H11钢大模块真空气淬的过程中在600~800℃其心部冷速至少要≥0.16℃/s。

关键词： H11钢大模块气体淬火数值模拟