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证据独立性及其对目标识别的影响研究

系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 192-198页

作者：关欣于昊天衣晓海军航空大学山东烟台264001

证据理论在不确定信息的表达和处理上有独特的优势,而证据独立是很多组合方法应用的前提,但目前没有完全有效的判断方法。针对这一问题,首先研究了证据组合的内涵和证据对识别框架的解释。然后从Smets证据独立性定义出发,分析了Dempste... 详细信息

证据理论在不确定信息的表达和处理上有独特的优势,而证据独立是很多组合方法应用的前提,但目前没有完全有效的判断方法。针对这一问题,首先研究了证据组合的内涵和证据对识别框架的解释。然后从Smets证据独立性定义出发,分析了Dempster组合规则中的独立性问题,并针对小样本或无样本情形,提出了一种证据独立性判断方法。同时,依据本方法对Zadeh悖论进行了分析和讨论。最后,针对多传感器单目标识别问题,研究了证据独立性对组合结果的影响。

关键词：信息融合目标识别证据理论证据独立性相关证据

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一种基于双站协同的时差频差定位方法

系统工程与电子技术 2023年第9期45卷 2698-2705页

作者：张铠宇于昊天卢雨海军航空大学山东烟台264001

在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信... 详细信息

在无源定位系统探测地球地面或海面目标时,考虑到目标在地球椭球面上,不能忽视地球曲率带来的影响。采用地球椭球模型,基于双空中观测站协同的时差频差无源定位方法,首先建立大地直角坐标系,然后利用双站接收目标的到达时差和到达频差信息,运用构建矩阵的方法解算一元四次方程,得出目标的大地直角位置坐标,并研究了双站的几何精度因子。相比四站时差定位算法,所提算法有更高的应用价值,为对远距离地面或海面目标无源探测提供了一种新的技术思路。

关键词：无源定位到达时间差双站协同地球椭圆方程到达频差

鄱阳湖湿地剖面土壤微生物群落结构及功能的变化特征

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鄱阳湖湿地剖面土壤微生物群落结构及功能的变化特征

作者：于昊天南昌大学

学位级别：硕士

鄱阳湖湿地是我国最大的天然淡水湖泊湿地,季节性水位动态明显,微地形复杂多变,拥有丰富的自然资源,随着人们对湿地功能性认识的不断高,鄱阳湖区湿地生态系统研究近年来受到学者们的普遍关注。对湿地土壤剖面的研究示,深层土壤中可能蕴... 详细信息

鄱阳湖湿地是我国最大的天然淡水湖泊湿地,季节性水位动态明显,微地形复杂多变,拥有丰富的自然资源,随着人们对湿地功能性认识的不断高,鄱阳湖区湿地生态系统研究近年来受到学者们的普遍关注。对湿地土壤剖面的研究示,深层土壤中可能蕴含有大量的微生物资源,对湿地生态系统的物质转化和能量循环具有重要影响。然而对于微生物群落的结构组成、功能、代谢活性如何随着深度剖面分布,主要受何种因素影响,我们知之甚少且缺乏系统研究。因此,本研究以鄱阳湖湿地土壤为研究对象,样地选择在蚌湖(BH)、常湖池(CHC)、南矶山(东湖)(NJS)等三个典型区,取样土壤剖面深度为1m,分为5层(0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm)。采用16S rRNA高通量测序、q-PCR、Biolog-ECO等多样研究方法,对土壤理化性质、胞外酶活性、碳源代谢活性、微生物生物量以及细菌丰富度和群落结构进行分析。以阐明鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构及代谢功能的空间变化,尤其是沿土壤剖面深度的变化特征,为多微生物组学角度示土壤演变机制供一条新的途径。结果表明:(1)鄱阳湖湿地土壤主要优势菌门为绿弯菌门(30.83%),其次是变形菌门(21.37%)和酸杆菌门(18.85%)。在更细的分类层次——科水平,主要的优势物种是Anaerolineaceae(17.49%),其次是Acidobacteriaceae(9.36%)和HSBF53-F07(8.00%)。与此同时,鄱阳湖湿地土壤细菌丰度(1.60×108-7.49×1010 copies/g)和Chao1指数(663-2664)也高于其它淡水湿地生态系统。使用METAGENassist进行基于细菌群落的代谢功能预测,结果显示:表层(0-20cm)土壤中细菌群落的代谢功能主要包括硫酸盐的还原(41.9%),氨氧化(35.8%),亚硝酸盐的还原(33.3%),脱卤(27.7%),硫化物的氧化(25.8%),木聚糖降解(20.1%),氮的固定(11.0%)等;深层(20-100cm)土壤中细菌群落的代谢功能主要包括氨氧化(37.7%),硫酸盐的还原(34.3%),亚硝酸盐的还原(27.8%),硫化物的氧化(25.7%),脱卤(22.9%),甲烷氧化(20.0%),木聚糖降解(18.7%)。(2)鄱阳湖湿地土壤细菌丰度及群落结构沿土壤剖面深度显著改变,且差异性主要表现在表层(0-20cm)土壤和深层(20-100cm)土壤之间,其中绿弯菌门、变形菌门以及酸杆菌门在湿地土壤剖面深度上有显著的差异性。细菌群落代谢功能方面,反硝化功能(7.0%)和储存聚羟基丁酸酯的功能(0.02%)只存在于表层土壤,而萘降解(0.9%)和硒酸盐还原剂功能(0.04%)只存在于深层土壤中。值得注意的是,深层土壤中的甲烷氧化功能(20.00%)明显的高于表层土壤(0.08%)。进一步研究发现,尽管在不同的样地间,土壤细菌群落结构存在显著的差异,但差异性远不及深度上的差异显著。(3)鄱阳湖湿地土壤微生物功能特性(微生物生物量、胞外酶活性、碳源代谢功能)显著受到土壤深度的影响,表层(0-20cm)土壤中微生物活性最高,土壤深度达到60cm以后,微生物活性开始稳定,但深层土壤中仍然进行着由微生物参与的复杂代谢活动。此外,仅微生物碳源代谢活性(AWCD)在样地间存在差异,土壤微生物生物量、胞外酶活性不随样地而发生改变,表明土壤微生物作为环境变化的敏感指标,其群落结构的改变会优先于某些代谢功能的改变,以此来应对外界环境的变化。(4)通过相关性分析以及冗余分析(RDA)发现,鄱阳湖湿地土壤微生物功能特性和细菌群落结构组成主要受到土壤有机质(AFDM)及营养元素(TOC、TN)的影响,除此之外,土壤含水量(SM)也是影响因素之一。其中AFDM、TOC和TN沿土壤剖面深度显著减小是导致鄱阳湖湿地土壤微生物的功能活性以及细菌群落结构随土壤剖面深度变化的主要原因;土壤SM在样地间的差异性,则使得土壤微生物碳源代谢活性及细菌群落结构随样地不同而发生改变。(5)通过相关性分析以及冗余分析发现,Bradyrhizobiaceae、4-29、Xanthobacteraceae与β-木糖苷酶(Bxyl)、过氧化物酶(Pero)、β-葡萄糖苷酶(Bglu)和土壤磷酸酶(Phos)的活性变化存在紧密的联系,Spirochaetaceae与乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性变化相关。Acidothermaceae、1921-3、HSBF53-F07、Cystobacteraceae、sh765B-TzT-35是影响碳源代谢活性的最主要物种。综上所述,鄱阳湖湿地土壤性质、土壤细菌群落结构、细菌丰富度和功能特性均随着深度表现出显著的差异,而在水平距离上差异并不明显。

关键词：鄱阳湖湿地土壤剖面胞外酶碳源代谢微生物生物量高通量测序细菌群落结构

全人源抗蓖麻毒素单链抗体制备及其生物学活性研究

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全人源抗蓖麻毒素单链抗体制备及其生物学活性研究

作者：于昊天军事科学院

学位级别：硕士

蓖麻毒素(Ricin Toxin,RT)为提取自蓖麻种子的植物毒素,属于Ⅱ型核糖体活性抑制剂,含有A亚基(Ricin Toxin A chain,RTA)和B亚基(Ricin Toxin B chain,RTB)。蓖麻毒素具有制备成本低廉、性质稳定、多种中毒途径和无特效解毒药等特点。蓖... 详细信息

蓖麻毒素(Ricin Toxin,RT)为提取自蓖麻种子的植物毒素,属于Ⅱ型核糖体活性抑制剂,含有A亚基(Ricin Toxin A chain,RTA)和B亚基(Ricin Toxin B chain,RTB)。蓖麻毒素具有制备成本低廉、性质稳定、多种中毒途径和无特效解毒药等特点。蓖麻毒素作为生物战剂和恐怖剂,严重威胁公共安全。目前蓖麻毒素无任何解毒剂,特异性抗体治疗可能成为一种高效的治疗方法。单链抗体(single chain antibody fragment,sc Fv)具有亲本单克隆抗体对于抗原的高亲和力、高特异性等优势,还拥有体内免疫原性低、容易透过体内的屏障组织等诸多优点。应用噬菌体抗体库技术,将单链抗体基因重组至噬菌粒的特定位置,通过将单链抗体与噬菌体的外壳蛋白融合表达,最终得到噬菌体抗体。不但避免繁琐的免疫和细胞操作,并且易于对抗体改造,有利于提高抗体的亲和力。本研究为制备特异性抗蓖麻毒素的全人源单链抗体进行相关探索,主要包括以下四部分内容:1.全人源抗蓖麻毒素单链抗体的筛选本研究通过对Tomlinson I+J噬菌体抗体库循环4轮“吸附-洗涤-洗脱-扩增”的富集筛选,成功筛选得到全人源抗蓖麻毒素单链抗体JE11。通过PCR和phage ELISA抗原交叉反应,对得到的阳性克隆进一步鉴定,筛选得到阳性率较高且假阳性率较低的克隆JE11。设计引物对筛选得到的JE11序列进行Ig BLAST,证明单链抗体为人源抗体,其VH属于VHⅢ亚群,VL为κ链,属于VκⅠ亚群。2.全人源抗蓖麻毒素单链抗体的表达工艺研究为确定制备全人源抗蓖麻毒素单链抗体的最优表达工艺,本研究通过SDS-PAGE和灰度分析,对比不同表达条件下的单链抗体表达量,确定JE11工程菌的最优诱导表达条件为:以0.5 mmol/L IPTG浓度,37℃诱导12 h。通过金属螯合层析和离子交换层析对单链抗体粗提液进行纯化,利用薄层扫描分析产物的纯度变化,最终确定JE11包涵体的纯化方法为:先用金属螯合亲和层析以50 mmol/L咪唑洗脱杂蛋白,以100 mmol/L咪唑洗脱目的蛋白。然后用p H=7.2的平衡液使目的蛋白通过阴离子交换层析柱,目的蛋白以流穿形式流出。本研究获得97.88%纯度的JE11抗体,为下一步体内外实验验证奠定了基础。3.全人源抗蓖麻毒素单链抗体的生物学活性研究本研究利用ELISA法验证人源抗RT单链抗体JE11对RT呈剂量依赖性的特异性结合,其线性率R为95.23%。另外,通过Western Blot实验进一步验证人源抗RT单链抗体JE11对RT的特异性结合。通过MTT验证10μg/m L JE11可保护He La细胞抵御10×ICRT毒性,对小鼠进行肌肉注射JE11与RT,证明320μg/只JE11可在72 h内保护小鼠抵御2×LD的RT毒性。4.利用生物信息学技术预测抗体结合力的研究本研究通过Discovery Studio软件对RT和JE11的分子模型进行对接,得到RT与JE11的复合物模型。由于结合界面的氨基酸大多集中在重链可变区,因此采用单点突变的策略,对于重链可变区CDR区或结合界面上的氨基酸向二十个天然氨基酸进行突变。通过软件组合、比较亲和力,最终设计出三株突变体进行下一步实验。通过ELISA方法比较JE11的三株突变体与JE11的亲和力区别,ELISA结果显示,JE11-5759的亲和力和稳定性均得到明显提高。综上,本研究通过筛选全人源噬菌体单链抗体库,制备了全人源抗蓖麻毒素单链抗体,并对单链抗体进行表达条件、纯化的工艺优化及生物学活性的研究,最后利用生物信息学技术预测抗体结合力,并提高了该抗体的稳定性与亲和力。研究制备的全人源抗蓖麻毒素单链抗体为蓖麻毒素检测、蓖麻毒素中毒的诊断或治疗奠定基础。

关键词：蓖麻毒素单链抗体噬菌体展示技术亲和力成熟

江汉平原典型地区季节性水文条件影响下氮的动态变化规律

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地球科学（中国地质大学学报） 2017年第5期42卷 674-684页

作者：沈帅马腾杜尧邓娅敏於昊天罗可文中国地质大学环境学院湖北武汉430074 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

江汉平原东部地区地下水硝态氮和氨氮污染严重,地表水-地下水相互作用强烈,季节性水文条件变化极其显著.选取典型试验场地,对试验场内沉积物(025m)氮形态进行测定,并对地下水氮含量及其他水化学指标进行连续性监测.研究表明:沉积物NO_3^... 详细信息

江汉平原东部地区地下水硝态氮和氨氮污染严重,地表水-地下水相互作用强烈,季节性水文条件变化极其显著.选取典型试验场地,对试验场内沉积物(025m)氮形态进行测定,并对地下水氮含量及其他水化学指标进行连续性监测.研究表明:沉积物NO_3^--N含量较高(25.8119.48mg/kg),是可交换态氮的主要组成部分,NH_3_-N含量与TOC和TN均呈一定的正相关性,表明NH_3-N含量主要受沉积物中埋藏有机质的控制.试验场深度较深(≥2m)地下水氮的含量和形态对地下水位波动有明显响应:雨季开始,地下水位抬升,含水介质还原性增强,NO_3^--N生成受抑制且通过反应消耗,矿化作用加强,导致NH_3-N成为氮的主要赋存形态;雨季结束,地下水水位下降,含水介质的氧化性增强,NO_3^--N的生成受到促进,硝化作用增强而反硝化作用减弱,导致NO_3^--N的浓度增加.近地表人类活动(外源输入)对试验场浅表地层(<2m)地下水氮形态有明显的影响.自然或者人为因素引起的水文条件变化导致地下水流场的变化,从而改变含水介质固有的氧化还原环境,是导致试验场氮季节性变化的主要原因.

关键词：江汉平原三氮季节性变化地下水迁移转化水文地质

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江汉平原东部地区浅层地下水水化学特征

地球科学（中国地质大学学报） 2017年第5期42卷 685-692页

作者：於昊天马腾邓娅敏杜尧沈帅鲁宗杰中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学环境学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

浅层地下水是江汉平原东部地区重要的供水水源,但面临着污染及天然水质异常等问题.基于水化学与氢氧同位素结果,并运用数理统计和因子分析等方法,查明了研究区浅层地下水的化学特征、控制过程以及影响因素.结果显示,浅层地下水的化学类... 详细信息

浅层地下水是江汉平原东部地区重要的供水水源,但面临着污染及天然水质异常等问题.基于水化学与氢氧同位素结果,并运用数理统计和因子分析等方法,查明了研究区浅层地下水的化学特征、控制过程以及影响因素.结果显示,浅层地下水的化学类型主要为HCO_3-Ca型;其中潜水中Ca^(2+)和Mg^(2+)含量与承压水接近,Fe、As和NH_4^+含量低于承压水,而Cl^-、SO_4^(2-)、Mn和NO_3^-含量高于承压水.浅层地下水主要为大气降水补给,其中潜水经历了一定程度的蒸发以及与地表水的混合.在影响浅层地下水化学特征的因素中,地质成因在总体上可能起主导作用;人类活动的输入显著地改变着潜水的化学特征,而浅层承压水则主要受径流过程中水-岩相互作用的影响.

关键词：江汉平原东部浅层地下水水化学因子分析离子比值法水文地质

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基于双站协同的目标时差定位算法

电光与控制 2023年第10期30卷 27-33页

作者：张铠宇于昊天卢雨海军航空大学山东烟台264000

无源定位系统在探测远距离目标时,容易受到地球曲率的影响,在对多个观测站坐标系进行统一的过程还会引入额外误差,造成系统对目标的估计位置与真实位置存在较大偏差,进而给后续的数据关联、信息融合等造成严重的影响。鉴于此,提出了一... 详细信息

无源定位系统在探测远距离目标时,容易受到地球曲率的影响,在对多个观测站坐标系进行统一的过程还会引入额外误差,造成系统对目标的估计位置与真实位置存在较大偏差,进而给后续的数据关联、信息融合等造成严重的影响。鉴于此,提出了一种考虑地球曲率、基于双站协同的时差无源定位算法。首先将所有的地理坐标转换至大地直角坐标系下,然后利用双站接收目标的到达时差信息,基于地球椭圆方程和泰勒级数展开的方法解算出目标的大地直角位置坐标。理论分析与仿真实验表明,所提算法能克服地球曲率的影响,实现定位系统的坐标系标准化,且有效地降低了定位误差,为对远距离目标无源探测提供了一种新的技术思路。

关键词：无源定位到达时间差双站协同地球椭圆方程泰勒级数

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含氮杂环碳氢键碘代方法的研究进展

含能材料 2022年第1期30卷 70-77页

作者：于昊天赵铖陈旎菡尹平何春林庞思平北京理工大学先进材料实验中心北京100081 爆炸防护与应急处置技术教育部工程研究中心北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 浙江嘉兴314019 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

多碘含能化合物是近年来发展起来的一类新型杀菌材料,其通过含能组分在受激发后释放出能量或气体驱动其产生的碘基杀菌剂,实现对环境病菌的高效快速洗消,具有响应时间短,灵活性好,杀菌效率高,适应复杂环境需要等优点。本综述总结归纳了... 详细信息

多碘含能化合物是近年来发展起来的一类新型杀菌材料,其通过含能组分在受激发后释放出能量或气体驱动其产生的碘基杀菌剂,实现对环境病菌的高效快速洗消,具有响应时间短,灵活性好,杀菌效率高,适应复杂环境需要等优点。本综述总结归纳了通过I2/KI,I2/氧化剂,N‑碘代琥珀酰亚胺(NIS),氯化碘(ICl)等用于制备多碘代五元或六元氮杂环的方法,比较分析了不同碘化方法的适用范围和优缺点。指出了未来多碘含能化合物制备重点应围绕提高碘的原子经济性和绿色友好的合成工艺来展开,可为新型多碘含能化合物的设计与合成及规模化制备提供一定的参考。

关键词：碘化反应含能杀菌材料有机合成

流域地球关键带调查理论方法:以长江中游江汉平原为例

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地球科学 2020年第12期45卷 4498-4511页

作者：马腾沈帅邓娅敏杜尧梁杏王志强於昊天中国地质大学环境学院湖北武汉430078 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室湖北武汉430078

围绕如何运用地球关键带理论解决巨型流域生态环境保护问题,在总结国内外地球关键带研究进展的基础上,结合在长江中游开展的地球关键带调查实践,将流域侵蚀基准面定义为流域地球关键带底边界,建立了流域生态环境问题库、地球四大圈层变... 详细信息

围绕如何运用地球关键带理论解决巨型流域生态环境保护问题,在总结国内外地球关键带研究进展的基础上,结合在长江中游开展的地球关键带调查实践,将流域侵蚀基准面定义为流域地球关键带底边界,建立了流域生态环境问题库、地球四大圈层变量库和人类活动变量库;构建了以典型生态环境问题为导向的、基于地球系统四大圈层、人类活动和时间的六维环境变量矩阵;提出了流域地球关键带横向三断面和垂向五界面的结构概化模型,识别了各断面和界面的共性变量和特征变量.有效突破了传统地球关键带研究局限于小流域、环境变量梯度和生态环境问题相对单一的不足,科学回答了流域地球关键带"在哪里调查"、"调查什么"和"监测什么"的问题,初步构建了流域地球关键带调查理论方法体系,并在江汉平原进行了示范性研究.本文为长江流域地球关键带调查以及长江大保护战略的实施提供了科学依据,并为我国流域地球关键带调查理论方法体系的建立提供探索性经验.

关键词：流域地球关键带六维环境变量矩阵长江江汉平原水文地质