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基于物质来源解析的汕头市土壤重金属环境容量研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 403-416页

作者：严丽萍谢先明汤振华长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430100 广东省水文地质大队广东广州510510

大多数研究评价土壤环境容量时忽略了重金属来源的影响,而基于物质来源解析探讨土壤重金属环境容量,能更好地评估区域环境容量特征及其动态变化原因,对有效防控、预警和治理重金属污染具有重要意义。汕头市是广东省的经济特区之一,拥有... 详细信息

大多数研究评价土壤环境容量时忽略了重金属来源的影响,而基于物质来源解析探讨土壤重金属环境容量,能更好地评估区域环境容量特征及其动态变化原因,对有效防控、预警和治理重金属污染具有重要意义。汕头市是广东省的经济特区之一,拥有较高的工业化和城市化水平,土壤重金属污染不容忽视,而目前区域环境容量状况尚不明确。因此本研究以汕头市表层土壤为研究对象,采集了511件土壤样品,以进行土壤环境容量研究。基于GIS技术和地统计学方法,我们采用富集因子法评估研究区土壤重金属富集程度,运用主成分分析和相关性分析方法判断土壤重金属来源,根据综合指数法分析土壤重金属的环境容量特征以及各环境容量指数空间分布规律。结果表明:汕头市表层土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量分别为4.84(0.23~119.4)、0.14(0.013~4.94)、36.05(2.2~109.1)、19.08(2.9~453.1)、0.18(0.008~1.394)、13.29(3.7~229.6)、51.73(9.9~1000)和79.83(9.2~309.5)mg/kg。除土壤Pb整体为中度富集,研究区其他土壤重金属整体为轻度富集。主成分分析结果表明:5个主成分来源分别为自然和农业混合源、农业和工业混合源、工业来源、采矿来源和石材开采来源。土壤重金属静态环境容量大小排序为Zn>Cr>Ni>Pb>Cu>As>Hg>Cd。土壤重金属综合环境容量为中等容量水平,受地质背景的影响,但盐鸿镇、贵屿镇和陈店镇等区域由于综合人类活动导致重金属环境容量普遍较低,存在一定风险。本研究结果可为汕头市预警和管控土壤重金属污染,修复和治理污染土壤,提高环境容量和土壤质量提供科学参考依据。

关键词：土壤重金属环境容量污染评价来源分析空间分布规律

基于深度学习的平方根容积卡尔曼滤波多基线相位解缠算法

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广西科技大学学报 2024年

作者：田冲宵谢先明广西科技大学自动化学院广西科技大学电子工程学院

相位解缠是干涉合成孔径雷达技术的关键步骤。在多基线高程重建算法中，聚类分析算法是一种极具潜力的高效率算法，但其噪声鲁棒性有待于进一步提高。针对这一问题，提出一种基于深度学习的平方根容积卡尔曼滤波多基线相位解缠算法。首... 详细信息

相位解缠是干涉合成孔径雷达技术的关键步骤。在多基线高程重建算法中，聚类分析算法是一种极具潜力的高效率算法，但其噪声鲁棒性有待于进一步提高。针对这一问题，提出一种基于深度学习的平方根容积卡尔曼滤波多基线相位解缠算法。首先，构建一种多通道边缘检测网络，用于从多通道干涉图中提取边缘信息；其次，根据边缘信息将多通道干涉图分为突变区域与连续区域，对于突变区域采用聚类分析算法反演高程，连续区域使用平方根容积卡尔曼滤波进行预测。实验结果表明该方法具有较好的高程重建精度和噪声鲁棒性。

关键词：相位解缠干涉合成孔径雷达多基线聚类分析深度学习

一种基于深度学习的多基线InSAR高程反演方法

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广西科技大学学报 2024年第2期35卷 65-77页

作者：周宇翀谢先明广西科技大学自动化学院广西柳州545616 广西科技大学电子工程学院广西柳州545006

提出一种深度学习与聚类分析算法结合的多基线合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)高程反演方法。该方法利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,作为干涉像元类别属性判断的依据,精确获取干涉像... 详细信息

提出一种深度学习与聚类分析算法结合的多基线合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)高程反演方法。该方法利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,作为干涉像元类别属性判断的依据,精确获取干涉像元聚类中心,在此基础上利用聚类分析算法获得观测场景的高程信息。主要步骤如下:首先,获取干涉图截距信息,随后利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,获得干涉像元类别属性。其次,对网络预测的同一类别像元截距取其平均作为该类别像元的聚类中心,有效避免传统算法因对噪声敏感造成的错误分类。最后,利用聚类分析算法对网络预测聚类中心进行后处理得到观测场景高程信息。模拟和实测实验数据表明,在不同信噪比的情况下,该方法对不同地形高程反演的均方根误差比传统CA算法更小,重建精度更高。

关键词：多基线InSAR 深度学习聚类分析

基于改进DFSMN模型的语音交互服务系统设计

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自动化与仪器仪表 2024年第1期 150-154页

作者：王晓丹谢先明李活湖南外国语职业学院长沙410211 湖南交通职业技术学院长沙4101326

为了进一步提升服务机器人的自动化语音交互服务质量,提出一种改进的DFSMN-CTC模型,以提升语音交互系统的识别能力。其中,对传统的DFSMN模型中记忆模块的结构以及记忆单元之间的连接方式进行改进,然后将改进得到的模型与CTC进行结合,以... 详细信息

为了进一步提升服务机器人的自动化语音交互服务质量,提出一种改进的DFSMN-CTC模型,以提升语音交互系统的识别能力。其中,对传统的DFSMN模型中记忆模块的结构以及记忆单元之间的连接方式进行改进,然后将改进得到的模型与CTC进行结合,以实现日语语音的识别。实验结果表明,与其他建模准则构建的语音识别模型以及改进前的DFSMN模型相比,改进的DFSMN-CTC模型能够取得效果更好的语音交互效果,词错误率分别降低了6.42%和6.17%;与其他语音识别模型相比,改进的DFSMN-CTC模型在各种实验条件下均能保持最低的平均字错误率,语音识别精度较高。综上,使用改进的DFSMN-CTC模型所构建的日语语音交互系统能够实现效果良好的日语语音交互,实现更好的日语语音交互服务,具有一定的实际使用价值。

关键词：服务机器人语音交互 DFSMN模型 CTC

清远市清城区土壤中重金属的空间分布、来源解析和健康评价:基于PCA和PMF模型的对比

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地学前缘 2023年第4期30卷 470-484页

作者：宁文婧谢先明严丽萍长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验湖北武汉430100 广东省水文地质大队广东广州510510

本研究在中国东南部一个典型的快速转型工业城区采集了122个土壤样品。我们采用富集因子(EF)、地质累积指数法(I_(geo))、斯皮尔曼相关性分析、潜在生态风险综合指数(RI)和人体健康风险模型(HHR)多种分析方法对研究区9种重金属(As、Co... 详细信息

本研究在中国东南部一个典型的快速转型工业城区采集了122个土壤样品。我们采用富集因子(EF)、地质累积指数法(I_(geo))、斯皮尔曼相关性分析、潜在生态风险综合指数(RI)和人体健康风险模型(HHR)多种分析方法对研究区9种重金属(As、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Ti和Zn)的污染特征进行评估,并结合主成分分析(PCA)、正矩阵分解(PMF)模型和地统计学法对研究区土壤进行来源解析。结果表明,土壤中As、Cu、Hg、Pb、Zn存在明显富集,但研究区整体处于清洁状态。由于PCA和PMF模型对重金属聚类分组的结果并不完全一致,故分别将9种重金属元素划分为两个来源和3个来源,以便互相验证元素划分的准确性。在潜在生态风险评价中,研究区整体处于轻微生态风险水平;值得注意的是,Hg元素带来的生态风险是所有元素中最高的。对于人体健康风险评价,在该研究区中,成人和儿童均不存在非致癌风险和致癌风险,但是我们发现儿童比成人在面对重金属带来的健康风险时表现得更敏感,应当引起重视。

关键词：土壤重金属来源解析主成分分析(PCA) 正定矩阵模型(PMF) 健康评价

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基于GAUNet的深度学习相位解缠方法

遥感信息 2023年第3期38卷 77-84页

作者：李东旭谢先明广西科技大学自动化学院广西柳州545006 广西科技大学电子工程学院广西柳州545006

提出了一种基于全局注意力上采样网络的相位解缠方法。首先,结合全局注意力上采样机制和PU-M-Net,对不同噪声量级的干涉图进行解缠。其中,全局注意力上采样机制有效利用高级特征信息为低级特征图提供加权指导以减少高级特征与低级特征... 详细信息

提出了一种基于全局注意力上采样网络的相位解缠方法。首先,结合全局注意力上采样机制和PU-M-Net,对不同噪声量级的干涉图进行解缠。其中,全局注意力上采样机制有效利用高级特征信息为低级特征图提供加权指导以减少高级特征与低级特征之间语义条纹信息的差距;PU-M-Net所采用的跳跃连接促进了相位细节信息和语义条纹信息的有效融合。其次,利用噪声量级评估系统对干涉图进行噪声等级划分,构建不同噪声量级的数据集对网络模型进行训练,使完成训练后的网络可有效处理不同噪声量级干涉图的相位解缠问题。最后,将待解缠干涉图匹配至相应噪声量级的解缠网络进行解缠。模拟和实测干涉图相位解缠实验验证了该方法的有效性。

关键词：相位解缠全局注意力上采样跳跃连接噪声评估深度学习

一种融合残差点信息的改进的多基线InSAR高程重建方法

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电子与信息学报 2018年第5期40卷 1159-1165页

作者：谢先明唐超桂林电子科技大学桂林541004

针对不连续地形难以精确重建地形高程的问题,将干涉图残差点和相邻像素点差异比较相结合的坏点判断方法与基于全变分能量函数的最大后验估计算法结合起来,该文提出一种改进的多基线InSAR高程重建方法。该方法利用干涉图残差点和相邻像... 详细信息

针对不连续地形难以精确重建地形高程的问题,将干涉图残差点和相邻像素点差异比较相结合的坏点判断方法与基于全变分能量函数的最大后验估计算法结合起来,该文提出一种改进的多基线InSAR高程重建方法。该方法利用干涉图残差点和相邻像素点差异比较对不连续点计算原理的不同,对基于全变分能量函数的最大后验估计算法重建的预估地形高程图进行坏点判断,有效判断出高程图不连续点中由于噪声或计算误差引起的坏点,并对预估地形高程图中坏点进行适当加权更新获得最终估计的地形高程图。该文算法在保留基于全变分能量函数的最大后验估计算法简便的优点的同时提高了目标地形高程的估计精度。最后通过2种不同类型地形的仿真实验,表明该方法简单有效。

关键词：高程重建多基线残差点最大似然估计能量函数最大后验估计

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一种基于多基线组合频率估计的相位展开方法

测绘学报 2012年第1期41卷 93-99页

作者：谢先明皮亦鸣桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 电子科技大学电子工程学院四川成都611731

提出一种新的多基线干涉SAR相位估计方法。该方法选取适当的基线组合,用最大似然估计器提取每一复像元(随基线变化的)频率,在展开最短基线干涉相位基础上,最终获得长基线干涉相位估计值。该方法简单有效,且不需要进行大量的迭代运算,甚... 详细信息

提出一种新的多基线干涉SAR相位估计方法。该方法选取适当的基线组合,用最大似然估计器提取每一复像元(随基线变化的)频率,在展开最短基线干涉相位基础上,最终获得长基线干涉相位估计值。该方法简单有效,且不需要进行大量的迭代运算,甚至当最短基线较短时,不需要进行干涉相位展开。仿真数据处理结果验证本文方法的有效性。

关键词：多基线相位展开最大似然估计

结合滤波算法的不敏卡尔曼滤波器相位解缠方法

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测绘学报 2014年第7期43卷 739-745页

作者：谢先明桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

提出结合滤波算法的不敏卡尔曼滤波(UKF)相位解缠方法。该方法把UKF、传统路径跟踪策略、全方位的局部相位梯度估计技术以及干涉图小窗口滤波算法有效结合起来,能在相位解缠的同时进行干涉相位噪声抑制,既不受相位残差点影响,又避免了... 详细信息

提出结合滤波算法的不敏卡尔曼滤波(UKF)相位解缠方法。该方法把UKF、传统路径跟踪策略、全方位的局部相位梯度估计技术以及干涉图小窗口滤波算法有效结合起来,能在相位解缠的同时进行干涉相位噪声抑制,既不受相位残差点影响,又避免了传统方法在相位解缠之前须尽可能滤除干涉图中相位噪声的不足。模拟和实测数据试验结果验证了本文方法的有效性。

关键词：相位展开路径跟踪策略不敏卡尔曼滤波器局部频率估计