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基于InVEST模型的水源涵养功能评价的时空变化——以兰州市为例

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干旱区地理 2024年第9期47卷 1518-1529页

作者：石莹别强苏晓杰李欣璋兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

“四水四定”背景下,科学地量化评估水源涵养能力是保障社会经济高质量发展和对生态环境有效保护的基础。生态保护重要性评价作为“双评价”重要组成部分,对农业生产和城市建设等评价起指导作用。基于InVEST产水量模块利用地形指数、土... 详细信息

“四水四定”背景下,科学地量化评估水源涵养能力是保障社会经济高质量发展和对生态环境有效保护的基础。生态保护重要性评价作为“双评价”重要组成部分,对农业生产和城市建设等评价起指导作用。基于InVEST产水量模块利用地形指数、土壤饱和导水率和流速系数对其修正获得水源涵养量,定量评估2000—2020年兰州市水源涵养量时空演变,探讨土地利用类型变化对其影响,并划分水源涵养功能重要性等级。结果表明:(1)2000—2020年兰州市农田面积减少,其他土地利用类型面积均增加,其中草地增加最显著。(2)兰州市水源涵养量空间上呈现“高低相间分布”,多年平均单元水源涵养量15.42 mm,水源涵养总量2.03×10^(8) m^(3)。2000—2020年兰州市平均单元水源涵养量和总量增加,且增加幅度逐渐上升。(3)兰州市不同土地利用类型水源涵养总量依次为:草地>农田>林地>不透水面>裸地>灌木。其中,林地的平均单元水源涵养量最大,而草地的水源涵养总量最大。(4)2000—2020年兰州市水源涵养功能重要性一般重要和较重要地区面积减少,中度重要、高度重要和极重要地区面积增加。水源涵养功能评价和重要性分级可以为中国干旱区巩固现有退耕还林还草成果、推进生态文明建设、促进区域经济发展提供科学参考与指导。

关键词：兰州市 InVEST模型水源涵养土地利用变化

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基于时空谱约束的相似像素插值去云方法

遥感信息 2024年第2期39卷 135-145页

作者：苏晓杰别强石莹李欣璋兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

光学遥感影像不可避免会受到云的遮挡,导致影像应用性降低,遥感影像去云是近些年来的热门研究方向。插值算法利用一张或多张影像计算相似像素来重建缺失像素,但是最佳相似像素的确定和地物突变的高精度重建仍存在挑战。文章利用多时相... 详细信息

光学遥感影像不可避免会受到云的遮挡,导致影像应用性降低,遥感影像去云是近些年来的热门研究方向。插值算法利用一张或多张影像计算相似像素来重建缺失像素,但是最佳相似像素的确定和地物突变的高精度重建仍存在挑战。文章利用多时相影像时间相关性关系、空间关系和光谱关系,提出了基于时空谱约束的相似像素插值(SPISTS)的去云方法。该方法利用时域和谱域特征选择相似像素,并通过空间、时间相关性和光谱关系约束求得影像缺失值,最后通过正则化项对预测进行偏差改正。在3个不同地区进行实验并与加权线性回归(weighted linear regression,WLR)、时空加权回归(spatio-temporal weighted regression,STWR)、改进邻域相似像素插值(modified neighborhood similar pixel interpolation,MNSPI)结果进行比较。实验结果表明,该方法精度较高,能够减弱辐射差异带来的影响。

关键词：去云影像重建插值相似像素厚云无云影像

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黄河流域上游植被覆盖变化特征及其影响因素

干旱区研究 2024年第8期41卷 1385-1394页

作者：张宏伟别强石莹苏晓杰李欣璋兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测实验室甘肃兰州730070

植被覆盖度能很好的反映流域生态状况,遥感技术为大规模、高效、精准地监测植被覆盖变化提供了重要手段。本文分析了2001—2020年黄河流域上游植被覆盖度时空变化特征,利用Hurst指数与Cv系数检验其持续性、稳定性,分析气候、地形和人口... 详细信息

植被覆盖度能很好的反映流域生态状况,遥感技术为大规模、高效、精准地监测植被覆盖变化提供了重要手段。本文分析了2001—2020年黄河流域上游植被覆盖度时空变化特征,利用Hurst指数与Cv系数检验其持续性、稳定性,分析气候、地形和人口对植被覆盖度变化的影响。结果表明:(1)植被覆盖度由东北向西南递增,69.25%区域呈增长趋势。稳定区域面积占总面积的73.79%,强持续性区域面积占比为66.49%。(2)植被覆盖度与降水正相关区域占比75.63%,与气温正相关区域占比39.28%。(3)植被覆盖度随着高程的增加先升高后下降,与坡度呈正相关,与坡向关系不显著。(4)植被覆盖度在人口密度为65~85人·km^(-2)与GDP为27000~37000元·km^(-2)时最高,人类活动对黄河流域上游植被覆盖变化呈现促进作用。研究结果为黄河流域上游生态高质量发展提供科学参考。

关键词：植被覆盖度时序变化影响因素黄河流域上游

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新形势下高校学生廉洁教育存在问题与对策

高教学刊 2024年第15期10卷 51-54页

作者：苏晓杰马铁东黄江帅谷振宇重庆大学自动化学院重庆400044

随着国家反腐倡廉工作的深入推进,党和国家对新形势下的高校廉洁教育工作提出新的要求。当前,大学生廉洁教育中存在的主要问题包括廉洁教育意识薄弱、参与积极性不足;廉洁教育未能有序推进、教育无层次、无重点;廉洁教育力量分散、育人... 详细信息

随着国家反腐倡廉工作的深入推进,党和国家对新形势下的高校廉洁教育工作提出新的要求。当前,大学生廉洁教育中存在的主要问题包括廉洁教育意识薄弱、参与积极性不足;廉洁教育未能有序推进、教育无层次、无重点;廉洁教育力量分散、育人格局欠佳。为更好地推进大学生廉洁教育工作,该文在深入理解廉洁育人内涵的基础上,立足于“三全育人”理念和“立德树人”目标,探索符合当代大学生特点的“全员、全程、全方位”三全齐力的廉洁育人途径,为大学生身心的健康成长、高等教育的高质量发展和反腐倡廉建设的稳步推进提供理论支撑。

关键词：廉洁教育反腐倡廉三全育人立德树人高校思想政治教育

基于高校科研团队的创新创业人才培养模式探索与实践

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高教学刊 2024年第4期10卷 62-66页

作者：苏晓杰薛方正马铁东王楷重庆大学自动化学院重庆400044

随着国家创新创业发展战略的有力推动,高校创新创业教育改革进入快速发展新时期。目前,高校还存在着创新创业教育意识不足、创新创业教学融入度不高、创新创业师资力量匮乏、实践教学体系不完备等问题。为促进创新创业教育高质量可持续... 详细信息

随着国家创新创业发展战略的有力推动,高校创新创业教育改革进入快速发展新时期。目前,高校还存在着创新创业教育意识不足、创新创业教学融入度不高、创新创业师资力量匮乏、实践教学体系不完备等问题。为促进创新创业教育高质量可持续发展,该文以高校自动化专业为例,通过分析高校创新创业教育主要特点和现存问题,提出基于高校科研团队的“科教融合、产教融合、赛教融合、理实融合”四个层次的创新创业教育体系,利用科研团队的优势资源、学术氛围、实践经验,有效促进学生的创新创业思维形成和创新实践能力提升,相关措施在自动化专业创新创业教育及复合型优秀人才培养中取得显著成效。

关键词：创新创业教育自动化专业人才培养探索实践

信息技术环境下大学生高效学习行为分析与对策

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高教学刊 2024年第7期10卷 1-4页

作者：苏晓杰马铁东杨欣朱婉婷重庆大学自动化学院重庆400044

信息技术环境下的学习模式具有开放性、交互性、虚拟性、智能性和便捷性等优势,在“互联网+教育”和疫情常态化的大背景下,在线教育成为高校学生学习的重要方式。同时,由于在线学习的时空阻隔问题,学生缺少直接有效的监督、课堂互动交... 详细信息

信息技术环境下的学习模式具有开放性、交互性、虚拟性、智能性和便捷性等优势,在“互联网+教育”和疫情常态化的大背景下,在线教育成为高校学生学习的重要方式。同时,由于在线学习的时空阻隔问题,学生缺少直接有效的监督、课堂互动交流不足、且容易受到外界环境的干扰,上述因素不同程度地影响教学效果。该文在“高效学习”的定义框架上,深入探讨学生在线学习行为的内外在特征和运行机制,梳理高效学习行为影响因素,并从“学校-教师-学生”和“课前-课中-课后”二个维度六个方面探讨高效提升学生学习效果的应对措施。

关键词：信息技术在线学习高效学习行为应对措施学习效果

基于创新实践共享平台的“递进四层级”人才培养新模式

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创新创业理论研究与实践 2024年第7期7卷 167-171页

作者：苏晓杰马铁东杨欣黄江帅井冈山黄秀财重庆大学自动化学院重庆401331

为了抓住科技革命和产业变革机遇,主动服务国家创新驱动发展战略,抢占未来高等教育发展的制高点,亟须全面推进高校工程创新能力培养体系改革。当前高校工科专业核心课程普遍存在实验设备缺乏、平台建设落后等问题,导致实验环节无法有效... 详细信息

为了抓住科技革命和产业变革机遇,主动服务国家创新驱动发展战略,抢占未来高等教育发展的制高点,亟须全面推进高校工程创新能力培养体系改革。当前高校工科专业核心课程普遍存在实验设备缺乏、平台建设落后等问题,导致实验环节无法有效开展,理论知识教学与实践教学脱节,严重限制了学生创新能力的培养与提升。基于上述问题,该文结合自动化专业教学实践,以人才培养为中心,以自动化核心课程为基础,探索创新实践共享平台建设新途径,提出“兴趣激发—基础夯实—综合实训—项目升华”的“递进四层级”课程平台培养新模式,助力培养具有较强创新实践能力的高层次复合型人才。

关键词：创新实践共享平台自动化专业人才培养核心课程平台建设

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安全平滑的改进时间弹性带轨迹规划算法

控制与决策 2022年第8期37卷 2008-2016页

作者：文郁黄江帅江涛苏晓杰重庆大学自动化学院重庆400044

传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨... 详细信息

传统TEB(time elastic band)算法在杂乱场景下规划易出现倒退、大转向等异常行为,造成加速度跳变,控制指令不平滑,机器人受到大冲击,不利于移动机器人轨迹跟踪.鉴于此,提出一种改进TEB算法,通过增加危险惩罚因子约束规划更安全的运动轨迹,增加加速度跳变以抑制约束减小运动中的最大冲击,增加末端平滑约束以减小末端冲击,实现目标点平滑、准确到达.构建图优化问题,以机器人的位姿和时间间隔为节点、目标函数和约束函数为边,利用问题的稀疏性快速获得相应时刻点的控制量.最后,通过基于机器人操作系统的大量对比仿真测试以及真实差速机器人上的物理实验对提出的改进TEB算法进行性能验证.结果表明,改进TEB算法在复杂环境中能够规划出更安全、平滑的轨迹,减小机器人所受冲击,实现移动机器人更合理地运动.

关键词：时间弹性带算法加速度跳变抑制危险惩罚因子末端平滑移动机器人

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波浪与带窄缝箱体系统作用的非线性数值模拟

波浪与带窄缝箱体系统作用的非线性数值模拟

作者：苏晓杰大连理工大学

学位级别：硕士

为了有效利用海洋空间资源,超大型浮体在海洋工程得到应用。为了方便制造、运输以及安装,大型浮式结构物都由若干模块组成,各个模块之间并不是无缝连接,大都存在相对模块特征长度很小的窄缝。除此之外,各种船舶进行海上联合作业时,船体... 详细信息

为了有效利用海洋空间资源,超大型浮体在海洋工程得到应用。为了方便制造、运输以及安装,大型浮式结构物都由若干模块组成,各个模块之间并不是无缝连接,大都存在相对模块特征长度很小的窄缝。除此之外,各种船舶进行海上联合作业时,船体之间也会有缝隙存在。缝隙内的水体在某些频率波浪作用下会发生共振现象,诱发很大的波浪爬高和荷载,进而对海洋结构的作业安全带来很大的影响。窄缝内强烈的水体运动也会影响结构前的反射波高以及透过结构物的透射波高。实际海域的环境很复杂,除一般常见的规则波外,还有可能出现极值波浪。为了方便有效地研究此种波浪,可以将其近似为只有单一波峰,周期无限大的孤立波。孤立波含有惊人的能量,破坏力极大,对海洋结构物的安全产生巨大的危害。因此,研究规则波和孤立波与带窄缝箱体系统相互作用问题有很重要的意义。本文基于势流理论,应用高阶边界元方法建立了完全非线性二维数值水槽模型,模拟波浪与带窄缝固定箱体系统相互作用问题。采用源造波法生成规则波,推板方法生成孤立波。自由表面满足完全非线性自由水面运动学和动力学边界条件,并且在窄缝内布置人工阻尼模拟由涡旋脱落和流动分离引起的粘性耗散。对瞬时自由表面流体质点采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪,采用四阶Runge-Kutta法对下一时间步的波面升高和自由表面速度势进行更新。采用加速度式法求解结构物体表面速度势对时间的偏导数,对瞬时物体湿表面上的水动力压强积分得到作用在物体上的波浪力。本文首先针对规则波与带窄缝两箱和三箱系统相互作用问题进行了模拟研究,重点分析了窄缝内对应的共振频率和波高,以及箱体的受力情况。针对孤立波与直墙相互作用问题,统计了孤立波在直墙上的爬高以及施加在直墙上的水平波浪力,通过与已发表的实验结果及数值结果进行对比,验证模型模拟规则波与带窄缝箱体系统相互作用问题以及孤立波与结构物相互作用问题的正确性。然后考虑了箱体数量对箱体间窄缝内水体共振频率,共振波高,结构物迎浪侧和背浪侧波高以及箱体波浪力的影响规律;超大型浮体是否开孔及孔隙数量对系统水动力的影响规律;最后模拟了双孤立波与带窄缝双箱体相互作用问题,着重研究了箱体尺寸,入射波高和两波时间间隔对结构物两侧波高以及受力的影响规律。

关键词：窄缝共振多箱体系统孤立波完全非线性数值水槽高阶边界元