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基于视觉注意力机制的多源遥感图像语义分割

信号处理 2022年第6期38卷 1180-1191页

作者：谭大宁刘瑜姚力波丁自然路兴强海军航空大学信息融合研究所山东烟台264001 中科卫星(山东)科技集团有限公司山东济南250199

近年来,随着空间感知技术的不断发展,对多源遥感图像的融合处理需求也逐渐增多,如何有效地提取多源图像中的互补信息以完成特定任务成为当前的研究热点。针对多源遥感图像融合语义分割任务中,多源图像的信息冗余和全局特征提取难题,本... 详细信息

近年来,随着空间感知技术的不断发展,对多源遥感图像的融合处理需求也逐渐增多,如何有效地提取多源图像中的互补信息以完成特定任务成为当前的研究热点。针对多源遥感图像融合语义分割任务中,多源图像的信息冗余和全局特征提取难题,本文提出一种将多光谱图像(Multispectral image,MS)、全色图像(Panchromatic image,PAN)和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像融合的基于Transformer的多源遥感图像语义分割模型Transformer U-Net(TU-Net)。该模型使用通道交换网络(Channel-Exchanging-Network,CEN)对融合支路中的多源遥感特征图进行通道交换,以获得更好的信息互补性,减少数据冗余。同时在特征图拼接后通过带注意力机制的Transformer模块对融合特征图进行全局上下文建模,提取多源遥感图像的全局特征,并以端到端的方式分割多源图像。在MSAW数据集上的训练和验证结果表明,相比目前的多源融合语义分割算法,在F_(1)值和Dice系数上分别提高了3.31%~11.47%和4.87%~8.55%,对建筑物的分割效果提升明显。

关键词：多源遥感图像语义分割图像融合注意力机制

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单细胞测序在植物研究中的应用

科学通报 2024年第12期69卷 1586-1597页

作者：安妍妍张明惠谭何新上海理工大学健康科学与工程学院海军军医大学药学院同济大学附属上海第四人民医院

同一个基因在不同的细胞中表达存在一定的差异,常规的转录组测序方法(RNA-Seq)在组织或器官水平上进行分析,容易忽略细胞间的差异,但近几年迅速发展的高通量单细胞转录组测序技术在单细胞水平上分析,可以补充常规测序所忽略的异质性.目... 详细信息

同一个基因在不同的细胞中表达存在一定的差异,常规的转录组测序方法(RNA-Seq)在组织或器官水平上进行分析,容易忽略细胞间的差异,但近几年迅速发展的高通量单细胞转录组测序技术在单细胞水平上分析,可以补充常规测序所忽略的异质性.目前,植物生物学领域已经全面开始单细胞转录组学,多组学研究成为趋势.本文综述了单细胞测序发展历程以及分离单细胞的方法并总结了各种方法的优缺点,介绍了近年来单细胞转录组测序技术在揭示植物细胞发育和分化过程、生物合成途径、应对生物与非生物胁迫的响应及在分析不同物种间细胞类型分化等方面取得的显著进展.此外,多组学联合应用不仅有助于人们更深入地理解植物生物学,也为植物育种等领域提供了新的研究方向,可以为将来在更多物种中广泛开展单细胞水平的研究提供参考.

关键词：单细胞转录组学单细胞分离多组学植物研究

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高速公路除雪融冰技术比较与优化

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第5期 25-29页

作者：武大宁河南交通投资集团有限公司南阳分公司河南南阳473006

在冬日里对高速公路的养护工作中,融除冰雪重要任务之一,为了保持路面的畅通安全,必须的步骤就是去除冰雪,本文致力于对比和优化这一清雪工序中用到的各种方法,如机械清雪,化学融冰以及热力融冰等,从技术表现、环境影响以及成本效益等... 详细信息

在冬日里对高速公路的养护工作中,融除冰雪重要任务之一,为了保持路面的畅通安全,必须的步骤就是去除冰雪,本文致力于对比和优化这一清雪工序中用到的各种方法,如机械清雪,化学融冰以及热力融冰等,从技术表现、环境影响以及成本效益等方面进行深入研究比对,建立起一套完整的评价模型与选择策略,机械式清雪尽管效果显著,但耗时较长;化学式融冰虽快速,却对环境影响较大;热力融冰好处是环保,然而成本上却高。经过详尽比对并借助该模型,本研究认为必须视实际道路环境和天气情况,灵活应用各类方法,才能构筑起一套确保效益、综合性强的冬季公路维护体系。此外,针对化学融冰的环保问题,提出了利用环保型融冰剂的研发方向。最后,优化方案的实施可以极大地提高冬季高速公路的行车安全性和通行效率,同时降低环境污染,为高速公路冬季运行维护提供有益参考。

关键词：高速公路除雪融冰机械除雪化学融冰热能融冰综合评价模型

不同频段下IGBT自组装非线性绝缘材料介电性能的温度依赖性

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高电压技术 2024年

作者：姚欢民穆海宝李鹤李元李文栋张大宁电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学)

本研究探讨了利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求，深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先，选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料，在五... 详细信息

本研究探讨了利用介电泳原理构筑的非线性复合绝缘材料在IGBT局部电场优化中的应用。针对IGBT宽频率和温度范围的工作需求，深入研究了复合材料在不同频段下介电性能的温度依赖性。首先，选取碳化硅晶须(SiCw)作为非线性电导填料，在五种不同辅助场强下制备了复合绝缘材料。在此基础上，通过X射线衍射定量表征了填料在基体中的取向程度。进一步，研究了S1(100Hz< f <5000Hz)、S2(0.01Hz< f <100Hz)、S3(0.001Hz< f <0.01Hz)三种频段下温度对复合材料介电性能的影响规律。结果表明：随温度升高，S1频段偶极子极化损耗均不断增大，S2频段界面极化损耗则逐渐减小，S3频段电导损耗呈现先增大后减小的趋势。上述现象在宏观角度上均符合Debye模型的温度依赖性，微观层面则与双势阱弛豫模型中电荷越障概率及跳跃电导模型中载流子浓度变化特性相关。最终，本研究通过有限元仿真证实了这种复合绝缘材料在抑制IGBT局部场强畸变方面的有效性，其能显著降低场强的瞬态值和稳态值，分别达到38.5%和90.2%的降幅。本研究的结果为复合材料在IGBT不同工作频段的应用提供了理论依据。

关键词： IGBT 介电泳不同频段不同温度介电性能

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时空轨迹多维特征融合的行为规律挖掘算法

航空学报 2023年第5期44卷 195-206页

作者：姜乔文刘瑜谭大宁孙顺董凯海军航空大学信息融合研究所烟台264000 中国电子科学研究院北京100041

在预警监视系统中,利用数据挖掘技术可以从海量的目标时空轨迹数据中挖掘出目标的行为规律,实现态势信息的智能感知。目前大部分行为规律挖掘方法仅考虑目标轨迹的空间位置信息,忽略了航向和速度信息,因此难以区分空间位置相似但运动速... 详细信息

在预警监视系统中,利用数据挖掘技术可以从海量的目标时空轨迹数据中挖掘出目标的行为规律,实现态势信息的智能感知。目前大部分行为规律挖掘方法仅考虑目标轨迹的空间位置信息,忽略了航向和速度信息,因此难以区分空间位置相似但运动速度和方向不同的行为。除此之外,轨迹聚类算法普遍存在参数设置复杂的问题,而且容易受到轨迹行为分布密度的影响。针对上述问题,首先,通过构造时间滑窗定义了时空Hausdorff距离,可度量时空轨迹多维特征差异;其次,结合k最近邻和密度峰值聚类中决策图的思想,提出了时空轨迹多维特征融合的行为规律挖掘算法;最后,使用仿真飞行器轨迹和实测雷达轨迹数据进行实验分析和验证,结果表明在典型应用场景下本文算法可以准确地挖掘出目标所有行为规律,在智能监视任务中具有较好的应用前景。

关键词：行为规律挖掘时空轨迹多维特征 Hausdorff距离轨迹聚类

三维TI和OA介质中优化黏滞纯声波方程及其数值模拟

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2415-2428页

作者：包乾宗谭崔文长安大学地质工程与测绘学院地球物理系西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容... 详细信息

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容易出现伪横波污染及传播不稳定.针对此问题,本文应用优化方案对原始的耦合各向异性纯声波频散关系式进行近似展开,进而发展了针对三维TI(横向各向同性)介质和OA(正交各向异性)介质的优化纯声波方程,结合有限差分和泊松算法对其进行了有效求解.同时,考虑到介质对地震波的吸收衰减效应,本文结合发展的纯声波方程和标准线性体模型,推导了黏滞各向异性优化纯声波方程.相速度分析表明优化方案能够产生高精度近似结果.数值模型算例证明优化黏滞纯声波方程在产生精确稳定P波响应的前提下,能够有效模拟各向异性介质中纯声波的振幅衰减和相位频散.整体而言,本文推导的方程能够为各向异性衰减介质成像和反演提供有效帮助.

关键词：各向异性黏滞性波动方程数值模拟

界面工程与等离激元效应协同作用增强的ZnO微米线同质结自驱动紫外探测器

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Science China Materials 2024年第3期67卷 842-851页

作者：唐楷沙树林万鹏翟亚林阚彩侠施大宁姜明明 College of Physics MIIT Key Laboratory of Aerospace Information Materials and PhysicsKey Laboratory for Intelligent Nano Materials and DevicesNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China

高灵敏度的自驱动紫外探测器在许多应用中都大有可为.本研究提出了一种一维ZnO基同结光电探测器,它包括表面覆盖着Ag纳米线的锑掺杂ZnO微米线(AgNWs@ZnO:Sb MW)、MgO缓冲纳米层和ZnO薄膜.该探测器在0 V偏压下对紫外光非常敏感,其性能参... 详细信息

高灵敏度的自驱动紫外探测器在许多应用中都大有可为.本研究提出了一种一维ZnO基同结光电探测器,它包括表面覆盖着Ag纳米线的锑掺杂ZnO微米线(AgNWs@ZnO:Sb MW)、MgO缓冲纳米层和ZnO薄膜.该探测器在0 V偏压下对紫外光非常敏感,其性能参数包括约7个量级的开关比、292.2 mA W^(-1)的响应度、6.9×10^(13)Jones的比探测率,以及微秒量级的快速响应速度(上升时间16.4μs,下降时间465.1μs).特别是10μW cm^(-2)的微弱紫外光时接近99.3%的外量子效率.此外,本文系统研究了MgO纳米薄膜和表面修饰AgNWs对探测器件性能增强的机理.作为自驱动光接收器,该光电二极管被进一步集成到能够实时传输信息的紫外通信系统中.此外,基于AgNWs@p-ZnO:Sb MW/i-MgO/n-ZnO的同质结9×9阵列显示出均匀的光响应分布,可用作具有良好空间分辨率的成像传感器.这项研究有望为设计高性能紫外光检测器提供一条具有低功耗和可大规模建造的途径.

关键词： interface engineering p-type ZnO:Sb microwire selfpowered photodetector imaging sensor UV optical communication plasmonic effect

光子拓扑绝缘体:超快激光直写加工与应用(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 199-214页

作者：楼旻晗谭德志之江实验室浙江杭州311121 浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310058

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦... 详细信息

超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦,手性边缘态、局域态与拓扑不变量之间的关系),介绍最新的拓扑光子学进展与应用(如高阶拓扑绝缘体、Floquet拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑,以及量子拓扑保护),重点综述在超快激光直写平台下实现的拓扑现象与应用。

关键词：激光光学光子拓扑绝缘体超快激光直写 Floquet光子拓扑绝缘体非厄米拓扑非线性拓扑光子芯片

城市绿色空间对居民心理健康的因果效应及分层分析

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地理科学进展 2024年第1期43卷 110-124页

作者：谢波谭徐媛武汉大学城市设计学院湖北省人居环境工程技术研究中心武汉430072

快速城镇化引发城市居民生活方式与居住环境的变化,对居民心理健康产生重要影响,通过建设绿色空间促进居民接触自然环境并缓解心理压力已成为重要的健康干预措施。现有关于绿色空间与居民心理健康的关系研究大多采用横断面设计,难以识... 详细信息

快速城镇化引发城市居民生活方式与居住环境的变化,对居民心理健康产生重要影响,通过建设绿色空间促进居民接触自然环境并缓解心理压力已成为重要的健康干预措施。现有关于绿色空间与居民心理健康的关系研究大多采用横断面设计,难以识别两者的因果关系,且缺乏探讨绿色空间对不同社会群体的心理健康效应的差异性。论文以武汉东湖绿道为例,基于2016年和2019年跟踪调查的1020份东湖绿道周边居民的问卷数据,在控制邻里环境特征的基础上,运用自然实验方法和双重差分模型探究绿色空间干预与居民心理健康变化的因果关系,并结合分层分析方法揭示绿色空间对于不同社会群体心理健康的因果效应的差异性。研究发现:①绿色空间干预显著促进了实验组居民心理健康水平的提升;②绿色空间干预对心理健康的因果效应在不同性别和教育程度的群体中无显著差异,而在不同职业和收入水平的群体之间存在显著差异,表现为绿色空间干预仅显著提升了未就业群体、低收入和中低收入群体的心理健康水平。总体而言,大型绿色空间的建设显著改善了周边居民的心理健康水平,尤其对于未就业、低收入和中低收入等弱势群体的心理健康促进作用更显著。绿色空间干预对于改善居民心理健康、缓解由社会经济地位差异造成的心理健康受益不均等问题具有重要意义。

关键词：绿色空间心理健康因果效应健康受益不均等自然实验