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基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构

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基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构

作者：党悦晨陕西科技大学

学位级别：硕士

自十八大以来,党中央将文化遗产保护工作摆在更加突出的位置。由于文物的不可再生产性,破损文物的修复工作举足轻重。当前修复工作多依靠修复人员的专业知识及经验,但碎片数目的庞大以及形状的复杂,使修复工作不仅耗时耗力,且在碎片已... 详细信息

自十八大以来,党中央将文化遗产保护工作摆在更加突出的位置。由于文物的不可再生产性,破损文物的修复工作举足轻重。当前修复工作多依靠修复人员的专业知识及经验,但碎片数目的庞大以及形状的复杂,使修复工作不仅耗时耗力,且在碎片已经破损的基础上易造成二次损坏。随着计算机辅助工作在文物修复领域逐渐被认可,虚拟复原研究针对大型石雕等特征较为显著的碎片逐渐开展。然而陶瓷类的薄壁器型碎片由于特征量较少的缘故,鲜有学者问津。因此,针对陶瓷碎片特性所导致的修复难点,本文在现有修复方法基础上,重在研究和解决以薄壁器型为对象的断裂区域边缘提取、特征提取与表示、相邻碎片匹配拼接以及全局拼接等技术难点,进而提出一种薄壁碎片自动化拼接重构方法。前期以二维碎片为对象探索出整体修复流程,而后将目标升级至三维空间。本文主要的研究内容包括以下方面:（1）二维碎片拼接重构方法研究针对传统二维碎片拼接对角点检测精度的高依赖性,导致算法整体鲁棒性较差的问题,以及局部融合存在的高回溯问题。本文以计算视觉理论为基础,提出使用素描图的形式过滤图中冗余信息,利用富含语义的有向线段完成目标对象的标识,同时对弧长-累计转角图法进行改进,将特征信息量化为一维序列,从而高效地解决抽象信息的数字量量化问题。最终拼接阶段,提出使用图论对问题抽象,结合搜索算法完成全局拼接策略设计,最终构建出二维碎片的完整修复流程。（2）基于断裂面边缘几何特征的陶瓷碎片拼接重构方法研究深度挖掘断裂面边缘线的空间几何结构信息,设计出基于双层曲率半径特征与挠率特征相融合的特征描述方法,实现从多重角度细致地对曲线进行分析,在表征空间几何结构的同时,完成曲线方向变化的预测。同时发掘出的个性化特征可以避免相似轮廓的误匹配问题。针对碎片拼合的优劣情况,提出球体空间点共存检测算法进行数据化度量,以更加客观的评分模式区分出真正相邻的匹配组。针对全局组合策略问题提出使用进化计算,将问题的可行解转换到可处理的搜索空间,通过优胜劣汰进化出全局最优的方案,最终实现三维碎片的拼接修复。（3）提出基于断裂区域点集相似性的陶瓷碎片拼接重构方法针对陶瓷碎片特性所导致的边缘线提取困难,提出基于邻域点平面拟合的边缘线提取方法,精准提取出断裂区域周边的边缘轮廓,克服部分脊线被忽视的问题。为了充分利用陶瓷碎片的几何特征信息,提出以邻域点集作为特征描述点集,根据相似度进行匹配,此方法所获取到的基准点集跨越碎片两侧,目标识别度较高,拼接稳定性较强。之后提出多层级筛选策略,从不同维度出发,不断缩小疑似相邻碎片的可能范围。提出基于拼接面的配准步骤,达到校准拼接精度的效果。使用碎纸片以及平面陶瓷碎片对本文所提出的二维碎片修复流程进行可行性验证,结果表明Primal Sketch算法可以有效提取碎片目标的位置结构信息,根据相似度匹配实现碎片拼合,提高了二维碎片的修复成功率和算法效率。同时,本文所提出的基于精准边缘线提取以及几何特征匹配的三维碎片修复流程可以有效地克服薄壁碎片修复难点的制约,突破碎片类型的限制,将拼接误差缩小在2.0mm之内,保证了拼接的准确率以及成功率。本文所提出的碎片修复流程可以有效地辅助文物修复工作,缓解修复人员压力的同时提升修复准确率以及效率,助力文物保护,促进文化传承。

关键词：陶瓷碎片拼接修复几何特征边缘轮廓提取特征提取与匹配区域点集相似性进化计算

高电流密度高稳定性镍基催化电极构筑及其阴离子交换膜电解水制氢性能研究

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高电流密度高稳定性镍基催化电极构筑及其阴离子交换膜电解水制氢...

作者：党悦晨延安大学

学位级别：硕士

发展低碳清洁氢能已成为全球共识。电解水制氢技术的发展是供应纯净氢气的突破口,将成为未来支撑高比例新能源发展以及构建氢电协同格局的重要领域。阴离子交换膜电解水(AEM)因其独特的低成本、高效率优势被认为是极具发展前景的制氢技... 详细信息

发展低碳清洁氢能已成为全球共识。电解水制氢技术的发展是供应纯净氢气的突破口,将成为未来支撑高比例新能源发展以及构建氢电协同格局的重要领域。阴离子交换膜电解水(AEM)因其独特的低成本、高效率优势被认为是极具发展前景的制氢技术。阴离子交换膜水电解槽(AEMWE)是三种低温(200m A cm)和稳定的阴离子交换膜水电解槽(AEMWE)电催化剂是实现绿色制氢从基础研究到实际应用的关键。目前已开发出Pt/C、Ir O等多种用于析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的贵金属催化剂。然而,由于贵金属基催化剂的高成本和稀缺性问题,导致商业化发展受到很大阻碍。为了降低制备成本,全面的水电解催化剂仍需要用地球上含量丰富的成分合成,最重要的是要与最先进的贵金属基催化剂的性能相媲美。在电解水方面,以Co、Mn、Mo、Ni、Fe等含金属材料为基础合成各种不含贵金属电催化剂的研究一直在深入进行。到目前为止,Ni基催化剂由于其高催化活性而引起了人们的极大关注。本论文以Ni基材料为研究对象并通过调节电子结构和本征活性等策略构建了两种不同的Ni基电催化剂,系统研究了材料的电催化性能以及在电解槽方面的应用。主要内容如下:(1)Ru,W-Ni Se电催化剂的制备通过简单的两步水热法得到并大大提高了Ni Se在碱性和海水电解中的析氢性能。在10 m A cm时,Ru,W-Ni Se在碱性和海水的过电位分别为100 m V和353 m V。通过与单掺杂样品的XPS结果对比,证明Ru和W的配位可以调节Ni Se的电子结构。原位阻抗揭示了共掺杂过程中可能的析氢机理和更快的反应动力学。同时,ECSA和TOF计算结果表明,共掺杂策略有利于活性位点的暴露和本征活性的增强。最后,通过各种电化学和反应后测试表征,证实了Ru,W-Ni Se具有良好的析氢稳定性。(2)NiS@Ni(OH)表现出显著的HER和OER性能,在大电流密度下也具有良好的催化活性。NiS纳米片阵列拥有丰富的活性位点和高导电性,并且具有快速的传质和良好的电子传递,同时Ni(OH)具有高的亲水性,电沉积Ni(OH)在NiS上不仅提高了NiS@Ni(OH)组分的亲水性和水解离能力,而且使NiS@Ni(OH)更稳定。NiS@Ni(OH)作为正极和阴极的AEMWE,在500/1000 m A cm时需要1.85/1.96 V的电池电压,在100 m A cm下生产每立方米的氢气比商用泡沫Ni电极节省0.67 KW·h。

关键词：镍基电催化剂金属共掺杂异质结构析氢反应阴离子交换膜电解槽

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基于进化计算的碎纸拼接重构算法研究

实验室研究与探索 2020年第10期39卷 131-136,214页

作者：党悦晨李婉周强陕西科技大学电气与控制工程学院西安710021 陕西科技大学电子信息与人工智能学院西安710021

碎纸拼接重构算法,即通过计算机进行辅助实现碎纸片的自动拼接,解决人工修复中存在的效率低、准确率低以及2次破坏的问题。特征提取阶段,通过Primal Sketch算法对目标区域进行稀疏表示,得到包含语义信息的初始素描模型,从中提取转向角特... 详细信息

碎纸拼接重构算法,即通过计算机进行辅助实现碎纸片的自动拼接,解决人工修复中存在的效率低、准确率低以及2次破坏的问题。特征提取阶段,通过Primal Sketch算法对目标区域进行稀疏表示,得到包含语义信息的初始素描模型,从中提取转向角特征,作为后续匹配段寻找的依据。匹配段寻找阶段,遍历采样点对齐算法,通过比对的方式得到拼接数据库。拼接阶段,采用进化计算,通过“优胜劣汰”,以全局代替局部的方式进行基于全局的最优解寻找,克服传统拼接回溯性高的问题,提高算法鲁棒性。使用Matlab对真实的发票碎纸数据以及照片碎纸数据进行仿真,证明该算法可以有效实现碎纸片的拼接重构。

关键词：碎纸拼接进化计算全局最优解

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基于多特征信息融合与进化计算的碎片重组

陕西科技大学学报 2022年第2期40卷 195-200,206页

作者：党悦晨李婉周强陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021 陕西科技大学电子信息与人工智能学院陕西西安710021

三维碎片的拼接重组对文物修复具有重要意义.针对薄壁类器型难以提取断裂区域特征以及碎片组间如何通过组合优化得到最终修复方案的问题,本文提出基于多特征信息融合与进化计算的碎片重组方法.通过提取改进的曲率特征以及挠率特征实现... 详细信息

三维碎片的拼接重组对文物修复具有重要意义.针对薄壁类器型难以提取断裂区域特征以及碎片组间如何通过组合优化得到最终修复方案的问题,本文提出基于多特征信息融合与进化计算的碎片重组方法.通过提取改进的曲率特征以及挠率特征实现断裂区域的量化,同时进行碎片间的匹配以及拼接;提出球体空间点共存检测算法对断裂面拼接贴合程度进行度量;针对传统方法在最终拼接时存在的回溯危机,设计反映全局拼合效果的进化计算,通过迭代优化出全局最佳拼合方案,完成三维碎片的拼接重组.实验结果表明,该方法能有效地完成多类碎片结构的拼接重组,精度可达98.92%,极大地提高了修复精准度与效率.

关键词：三维碎片重组多特征信息融合边缘量化进化计算

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低阶煤宏观煤岩组分孔隙结构特征研究

延安大学学报（自然科学版） 2022年第3期41卷 38-45页

作者：王传涛党悦晨高飞马旭庞香香张壮壮杨晓霞甄延忠付峰延安大学化学与化工学院延安大学石油工程与环境工程学院延能-延大综合能源技术研究院油气资源高效开发与生态环境保护陕西高校工程研究中心陕西延安716000

宏观煤岩组分孔隙发育规律研究对准确评价煤储层孔隙结构特征具有重要的现实意义。为得到低阶煤不同组分的孔裂隙发育特征,基于核磁共振技术研究了具有代表性宏观组分(镜煤和暗煤)的孔裂隙类型、孔隙连通性、孔隙度和孔径结构分布。研... 详细信息

宏观煤岩组分孔隙发育规律研究对准确评价煤储层孔隙结构特征具有重要的现实意义。为得到低阶煤不同组分的孔裂隙发育特征,基于核磁共振技术研究了具有代表性宏观组分(镜煤和暗煤)的孔裂隙类型、孔隙连通性、孔隙度和孔径结构分布。研究发现,低阶煤饱和流体煤样核磁共振横向弛豫时间T_(2)谱3个谱峰分布于0.1~1 ms、10 ms和>100 ms处,分别对应于吸附孔、渗流孔和裂隙,孔裂隙类型以吸附孔为主;各煤样的T_(2)截止值和有效孔隙度均表现为暗煤大于镜煤,且煤岩有效孔隙度与渗透率呈线性相关关系;通过表面弛豫率和吸附峰T_(2)值得出各煤样孔径分布特征,孔径分布结果与液氮吸附测试结果吻合。结果表明,低阶暗煤孔裂隙发育程度优于镜煤,暗煤具有较大的孔径和更好的连通性,更有利于煤层气等流体的渗流和迁移。

关键词：低阶煤镜煤暗煤孔隙结构核磁共振技术

海外学者视角下的中国乡村振兴战略:实施动因与成效

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西北农林科技大学学报（社会科学版） 2025年第1期25卷 44-52页

作者：高小升高嘉悦西北农林科技大学中国化马克思主义海外传播研究中心陕西杨凌712100

实施乡村振兴战略是党中央作出的重大决策部署,受到海外学界的持续关注和研究。海外学者的研究具有极强的实用主义目的,重在剖析中国实施乡村振兴战略的动因,评估乡村振兴战略的实施成效以及展望乡村振兴战略的未来前景。在海外学者看来... 详细信息

实施乡村振兴战略是党中央作出的重大决策部署,受到海外学界的持续关注和研究。海外学者的研究具有极强的实用主义目的,重在剖析中国实施乡村振兴战略的动因,评估乡村振兴战略的实施成效以及展望乡村振兴战略的未来前景。在海外学者看来,新时代中国共产党的使命担当、重塑中国城乡关系和应对复杂多变的国际形势是中国实施乡村振兴战略的主要原因。中国乡村振兴战略的实施不仅提振了新时代中国经济的发展,推动了新时代中国社会的伟大变革,而且极大地助推了新时代中国的文化传承。归因于世界农业发展的日益数字化趋势等因素,中国乡村振兴战略的未来发展有着前所未有的机遇,但也需要解决推进乡村振兴过程中产生的环境问题,需要平衡如土地用途调整与保障粮食安全的关系。总体来看,海外学者对中国乡村振兴战略的认知以肯定为主,并且从国内和国际两个层面提出了进一步推进乡村振兴战略的建议。然而受多种因素的影响,海外学者对乡村振兴战略实施过程中出台的部分政策的意图仍存在一定的误解和错误认知,需要在对外传播中主动予以回应、批驳和积极引导。

关键词：海外学者乡村振兴战略提出动因实施成效

共同富裕背景下个人所得税收入再分配效应研究

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会计之友 2025年第2期 108-114页

作者：章力丹李鑫晨马诗芮哈尔滨商业大学东北师范大学

共同富裕是中国特色社会主义的本质要求,既重视做大“蛋糕”,又强调分好“蛋糕”,分配制度是促进共同富裕的基础性制度。党的二十届三中全会明确提出完善收入分配制度和税收、社会保障、转移支付等再分配调节机制方面的政策要求。个人... 详细信息

共同富裕是中国特色社会主义的本质要求,既重视做大“蛋糕”,又强调分好“蛋糕”,分配制度是促进共同富裕的基础性制度。党的二十届三中全会明确提出完善收入分配制度和税收、社会保障、转移支付等再分配调节机制方面的政策要求。个人所得税具有重要的收入分配调节功能,探究如何深化个人所得税(以下简称个税)改革,强化收入公平分配,这是中国式现代化背景下推进共同富裕目标的必由之路。文章运用2020年中国家庭追踪调查(CFPS)数据分析个税的收入再分配效应,结果表明:个税具有收入再分配效应,但引入专项附加扣除后,降低了个税的累进性,并在整体上产生了一定的逆效应,且专项附加扣除带来的收益更倾向于高收入群体。故此,提出适度调整适用税率、扩大综合征收范围、拓宽专项附加扣除和完善个税改革配套措施等建议。

关键词：共同富裕个人所得税收入再分配专项附加扣除

生物医学领域碳纳米材料10年研究前沿与热点

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 752-760页

作者：党小雯黄海量黄雷王亚洁山东中医药大学康复医学院山东省济南市250355

背景:生物医学领域碳纳米材料的研究蓬勃发展,相关科研成果逐年增加,但此领域的年发文量、国家、机构、作者的研究情况及研究热点与趋势等内容的可视化分析相对匮乏。目的:展现生物医学领域碳纳米材料研究现状,揭示主要的研究主体,探索... 详细信息

背景:生物医学领域碳纳米材料的研究蓬勃发展,相关科研成果逐年增加,但此领域的年发文量、国家、机构、作者的研究情况及研究热点与趋势等内容的可视化分析相对匮乏。目的:展现生物医学领域碳纳米材料研究现状,揭示主要的研究主体,探索研究热点及发展趋势,为此领域未来发展提供参考。方法:以Web of Science核心集数据库为文献来源,检索2012-2023年生物医学领域碳纳米材料的相关文献,运用Citespace软件以国家、机构、作者、关键词、共被引为节点生成知识图谱并进行可视化分析。结果与结论:①共纳入2932篇文献,碳纳米材料在医学领域年发文量多且增长速度较快;美国发文量较多;中国是该领域的新兴力量,发文量虽然最多,但研究水平和影响力还有待提高;中国科学院是最大的合作网络机构,主要以国内机构为合作对象,缺少与国外知名单位的合作。②关键词分析显示,碳点的绿色合成方式及应用是近年来的研究热点;其次碳纳米材料与癌症光疗、免疫疗法相结合的新方法是未来研究中的重点方向。③共被引动态发展趋势提示,组织工程是生物医学领域碳纳米材料的热点研究主题,主要包括碳纳米材料对于心脏和神经组织修复和再生的研究以及作为3D和4D生物打印的生物墨水添加剂。④未来随着生物医学领域朝着以治疗为中心的精准方向发展,科研人员应加快创建科学有效的碳纳米材料与科技、新型聚合物或有机分子及新治疗方法等结合形成的碳基体系,发挥碳纳米材料的最大效应。

关键词：碳纳米材料生物医学可视化共被引文献计量学生物安全性研究热点癌症组织工程 Citespace

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