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草海自然保护区不同土地利用方式土壤氮初级转化速率研究

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土壤学报 2024年

作者：郎漫聂浩朱四喜李平南京信息工程大学生态与应用气象学院贵州民族大学生态环境工程学院

为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率，深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响，以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象，通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数... 详细信息

为明确不同土地利用方式土壤中无机氮转化的过程速率，深入理解土地利用方式改变对土壤氮循环和生态环境的影响，以云贵高原草海自然保护区的湿地、旱地、菜地和林地土壤为对象，通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究不同利用方式土壤氮初级转化速率的差异。结果表明，土地利用方式对土壤氮初级转化速率具有显著影响。湿地土壤的氮初级矿化速率(11.95 mg·kg-1·d-1，以N计，下同)和固定速率(6.13mg·kg-1·d-1)最高，林地土壤的氮初级矿化速率最低(2.39mg·kg-1·d-1)，但是氮初级固定速率(2.09mg·kg-1·d-1)与旱地土壤(2.29mg·kg-1·d-1)和菜地土壤(1.52mg·kg-1·d-1)没有显著差异。林地土壤的初级硝化速率(0.77mg·kg-1·d-1)显著低于湿地土壤(2.68 mg·kg-1·d-1)、旱地土壤(6.33mg·kg-1·d-1)和菜地土壤(5.39mg·kg-1·d-1)。旱地土壤和菜地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比以及氮初级矿化速率与初级固定速率之比均大于1，而湿地土壤和林地土壤的初级硝化速率与铵态氮固定速率之比均小于1，且林地土壤的氮初级矿化速率与初级固定速率之比接近1。结果表明，林地土壤相对于其他三种土壤而言，土壤中氮素矿化和固定过程耦合更为紧密，从而减少了硝化作用的发生及硝态氮的淋溶风险。本研究结果可为草海自然保护区土地利用方式的合理布局及生态修复工程的环境效应评价提供科学依据。

关键词：土地利用方式氮初级转化速率矿化固定硝化

隧道掌子面施工区域全过程多元信息智能感知技术研究与实践

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：田四明连捷黎旭王列伟中国铁路经济规划研究院有限公司南京派光智慧感知信息技术有限公司

针对当前隧道施工信息监测存在的自动化程度低、设备相互独立、数据多元异质、可靠度不高等问题，研究掌子面地质、围岩-结构变形、精细化施工等多元信息的智能采集方法，提出基于双目视觉-网格结构光、视频图像深度分割网络等技术的信... 详细信息

针对当前隧道施工信息监测存在的自动化程度低、设备相互独立、数据多元异质、可靠度不高等问题，研究掌子面地质、围岩-结构变形、精细化施工等多元信息的智能采集方法，提出基于双目视觉-网格结构光、视频图像深度分割网络等技术的信息智能分析算法，研发掌子面多元信息的集成化智能感知装备，并在西渝高铁华蓥山等隧道开展现场试验和应用。结果表明：1）该技术及装备在隧道掌子面施工区域的复杂条件下，能够实时、精准、可靠地采集地质、变形、施工多元信息；2）系统采集的信息在完整程度、采集效率、准确性和可靠性等方面比传统采集方法有大幅提升，为保障隧道施工安全和提升铁路隧道智能建造水平提供了数据支撑。

关键词：铁路隧道多元信息全过程智能信息感知结构变形

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基于图像语义匹配的可见光室内定位算法研究

基于图像语义匹配的可见光室内定位算法研究

作者：冀省杰西安工业大学

学位级别：硕士

随着科技的进步与城市化的不断推进,大型建筑物如商场、写字楼、工厂等规模和数量不断增加,其内部结构也越来越复杂,人们对室内定位导航功能的需求日益增长。可见光定位凭借低成本、无电磁干扰、兼顾照明与通信等优点成为最具有应用前... 详细信息

随着科技的进步与城市化的不断推进,大型建筑物如商场、写字楼、工厂等规模和数量不断增加,其内部结构也越来越复杂,人们对室内定位导航功能的需求日益增长。可见光定位凭借低成本、无电磁干扰、兼顾照明与通信等优点成为最具有应用前景的室内定位技术之一。针对可见光非成像定位系统中所面临的环境光干扰和遮挡效应等问题,本文利用相机可以将来自不同方向的光线投影到不同位置的特性,设计了可见光成像定位系统,通过融合深度学习与视觉词袋模型提出了一种基于图像语义匹配的可见光室内定位算法,本文工作总结如下:(1)分析室内LED(Light Emitting Diode)光源特性与可见光通信系统的原理搭建了可见光成像室内定位系统模型,利用相机在接收端将光信号转换为图像信号,将可见光图像经过预处理后与预先标注的位置信息结合建立可见光图像数据库。(2)针对传统特征匹配应用于可见光成像定位系统中存在的稳定性较差的问题,引入深度学习Super Point算法,利用深度学习具有自学性与优秀的泛化性能的优点解决了图像变换造成的提取特征鲁棒性较差的问题,通过实验验证了深度语义特征匹配性能优于在相同条件下的传统特征匹配。(3)针对循环遍历特征匹配实时性不满足要求的问题,利用视觉词袋模型来优化基于图像匹配的可见光室内定位算法,可以有效降低图像匹配的计算效率,但在构建视觉词袋模型时k均值算法随机指定初始聚类中心,会影响后续定位精度的稳定性。本文针对视觉词袋模型应用于室内可见光定位系统中的不足,提出改进的视觉词袋模型,利用麻雀搜索算法的易于获取全局最优解等特点优化k均值聚类算法,实验验证了改进的视觉词袋模型具有良好的性能,完成基于改进视觉词袋模型优化的可见光室内定位算法设计。(4)为验证所提定位算法的性能,模拟真实的室内环境搭建了实验环境,并采集可见光图像构建图像库。在0.8m×0.8m×0.8m的模拟实验环境中测试得出系统的平均定位误差为4.4cm,并验证了改进视觉词袋模型可以实现更可靠的定位效果。在4m×4m×3m的实际实验环境中得到系统的平均定位误差为17.8cm,通过设计对比实验进一步验证了算法的可靠性。

关键词：可见光室内定位 SuperPoint算法图像匹配视觉词袋模型麻雀搜索算法

级联耦合纳米激光器混沌时延特征消除和带宽增强

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物理学报 2024年第10期73卷 184-193页

作者：穆鹏华陈昊刘国鹏胡国四烟台大学物理与电子信息学院烟台264005

纳米激光器作为光学源的重要组成部分,其非线性动力学更是成为近年来研究的热点之一.本文针对级联耦合纳米激光器系统中时延特征和带宽特性进行了研究.引入0-1混沌测试对纳米激光器的动力学特性进行了量化,利用自相关函数分析激光器输... 详细信息

纳米激光器作为光学源的重要组成部分,其非线性动力学更是成为近年来研究的热点之一.本文针对级联耦合纳米激光器系统中时延特征和带宽特性进行了研究.引入0-1混沌测试对纳米激光器的动力学特性进行了量化,利用自相关函数分析激光器输出信号中的时延特征.仿真中,针对中间纳米激光器是否带有明显时延特征峰的两种情况进行对比分析.研究结果表明:选择合适的系统参数,可以使从纳米激光器始终输出无明显时延特征的宽带混沌信号.通过改变频率失谐参数使得中间纳米激光器存在明显的时延特征,此时从纳米激光器可以在较小的参数区间内输出时延抑制及带宽增强的混沌信号,当中间纳米激光器时延信号完全隐藏时,从纳米激光器可以在较大的参数平面上实现时延特征的抑制,同时带宽得到明显展宽.此外,还通过绘制频率失谐及注入强度下从纳米激光器输出的二维空间分布图和带宽线图,确定了纳米激光器在混沌信号下能够同时实现抑制时延特征与带宽增大的较宽参数范围.这对于实现保密性增强的混沌光通信应用提供了重要理论基础.

关键词：纳米激光器混沌时延带宽

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生物工程的研究和应用

生物工程的研究和应用

高性能氯化物熔盐的结构与热物性分子动力学研究

1984年

作者：陕西省科学技术情报研究所

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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储能科学与技术 2024年

作者：于超潘格川崎东莞理工学院化学工程与能源技术学院东莞新能源研究院

近年来可再生能源的大力发展以及火电深度调峰调频的推进对熔盐储热材料工作温度范围和热物性提出了更高的要求，MgCl2-NaCl-KCl（MgNaK）熔盐是优秀的候选熔盐之一。然而，MgNaK熔盐的热物性数据不完善。本工作利基于第一性原理分子动... 详细信息

近年来可再生能源的大力发展以及火电深度调峰调频的推进对熔盐储热材料工作温度范围和热物性提出了更高的要求，MgCl2-NaCl-KCl（MgNaK）熔盐是优秀的候选熔盐之一。然而，MgNaK熔盐的热物性数据不完善。本工作利基于第一性原理分子动力学模拟（FPMD）得到的能量和原子受力信息，开发了一种能够精确地描述MgNaK熔盐（45.4%mol-33%mol-21.6%mol）微观粒子间相互作用的机器学习势函数并对其可靠性进行了验证。该机器学习势函数模拟计算的偏径向分布函数（PRDF）和配位数（CN）与FPMD基本重合。我们从原子和电子的角度对局域结构和热性能随温度的变化进行了详细的研究。Na+或K+离子的引入破坏了原本紧密连接的MgClx网状结构，从而影响输运性质。采用机器学习势函数模拟计算的密度（ρ）和恒压比热容(CP)与实验数据高度一致，偏差均小于2%。通过动能理论讨论了MgNaK熔盐导热系数（λ）随温度负线性相关的原因，得到与其他氯化物熔盐类似的结论。最后，基于分子模拟和实验测量，我们对MgNaK熔盐在整个工作温度范围内的λ和粘度（η）给出了推荐值。

关键词：高性能氯化物熔盐储能技术微结构与热物性机器学习势函数

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《印刷与数字媒体技术研究》征稿启事

印刷与数字媒体技术研究 2024年第3期 321-321页

作者：《印刷与数字媒体技术研究》编辑部《印刷与数字媒体技术研究》编辑部

《印刷与数字媒体技术研究》，原刊名《数字印刷》，是由中国文化发展产业集团有限公司主管、中国印刷科学技术研究院主办、《印刷技术》杂志社出版的国内外公开发行的印刷包装及数字媒体技术相关领域的创新技术科技期刊，曾连续四版入...

《印刷与数字媒体技术研究》，原刊名《数字印刷》，是由中国文化发展产业集团有限公司主管、中国印刷科学技术研究院主办、《印刷技术》杂志社出版的国内外公开发行的印刷包装及数字媒体技术相关领域的创新技术科技期刊，曾连续四版入选北大中文核心期刊（2014版、2017版、2020版、2023版）。自2023年第1期起，启用新刊名《印刷与数字媒体技术研究》。《印刷与数字媒体技术研究》以刊登国内外印刷、包装、数字媒体技术相关专业领域的综述、学术研究论文、应用研究论文及行业创新成果为主，包括颜色科学与技术、图像传播工程与技术、数字媒体技术、材料科学与工程、机电工程与自动化、计算机科学与技术、信息化工程与技术、数据科学等基础研究以及其在泛印刷包装、媒体技术领域中的应用研究（如印刷技术、包装技术、印刷/包装机械工程、印刷/包装智能制造、印刷/包装材料与测试、数字信息获取与处理技术、数字传播技术、数字信息管理与安全、跨媒体信息传播技术、相关技术标准与标准化、人才培养与专业教育）等内容。本刊常年欢迎国内外印刷包装、数字媒体技术相关院校、研究机构、生产企业、设备制造企业的科研人员、教学人员及高校学生投稿。为了更好地提高论文写作质量，提高审稿、编辑和排版的效率，请按照下述要求写作与投稿，谢谢合作。

关键词：

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光纤量子光源频谱调控研究

光纤量子光源频谱调控研究

作者：瞿川战略支援部队信息工程大学

学位级别：硕士

量子信息技术基于量子力学机理实现信息的获取、传输和处理,具备极高安全性和算力,给未来信息通信、数字经济和国防安全等领域带来革命性变革。光量子信息技术以光子作为信息载体,光子以光速传输,抗干扰能力强,易于操控,系统具有优异的... 详细信息

量子信息技术基于量子力学机理实现信息的获取、传输和处理,具备极高安全性和算力,给未来信息通信、数字经济和国防安全等领域带来革命性变革。光量子信息技术以光子作为信息载体,光子以光速传输,抗干扰能力强,易于操控,系统具有优异的扩展性和稳定性。高品质量子光源是光量子信息技术的核心资源。光纤是一种高效的非线性光学介质,近年来,光纤自发四波混频效应被证实是制备高品质量子光源的一种有效途径。优化光纤结构可获得较高非线性系数,实现高的纠缠光子产率;所产生的光量子态以光纤导模传输,易于与光纤网络兼容;光纤体积小,便于小型化集成。此外,光纤色散包括材料色散、波导色散、偏振模色散和非线性色散,多种色散效应为四波混频联合频谱调控提供有力支撑。基于联合频谱调控技术,光纤量子光源将展现出波长大范围可调、纯态、三光子纠缠和频率多模高维纠缠等卓越特性,这些特性将显著增强光量子信息技术的功能性与实用性。本文基于光纤量子光源频谱调控开展研究,具体工作如下:(1)波长可调使得量子光源能满足各种不同应用场景的需求。研究增强光纤非线性系数,通过调控光纤色散,形成满足四波混频相位匹配条件的不同方式,实现波长大范围可调的关联光子对。仿真分析了光纤非线性系数随纤芯直径以及纤芯-包层折射率差的变化关系,提高非线性系数能够显著增强四波混频强度,核心是缩小芯径、增加纤芯-包层折射率差,从而减小光模场有效面积,提高传输光场能量密度。仿真分析了微纳光纤、光子晶体光纤和保偏光纤的相位匹配频率失谐曲线,通过改变光纤直径、包层折射率以及引入偏振模间色散补偿等方式,能够调控光纤内四波混频相位匹配,从而实现波长大范围可调的关联光子对。(2)纯态能大幅提高光子干涉的干涉可见度,从而实现高保真度的量子比特操作。研究微纳光纤非线性量子干涉仪,实现波长大范围可调纯态单光子。光纤自发四波混频产生纯态单光子需满足群速度匹配条件,关键是相位匹配轮廓方向斜率为正。仿真了单根微纳光纤相位匹配函数二维图像,其轮廓闭合,会在部分波长产生纯态单光子。利用光纤非线性量子干涉仪引入额外色散调制,将使相位匹配轮廓方向发生旋转,斜率由负变正,从而满足群速度匹配。理论上,利用微纳光纤和常规单模光纤组合非线性量子干涉仪,可在微纳光纤任意相位匹配波长组合处实现无关联联合频谱,产生纯态单光子,显著拓展了纯态单光子的波长范围,单光子纯度可达0.97。(3)三光子或多光子纠缠态称为多组分纠缠,将携带更多的信息比特,同时并行进行多个纠缠态量子位操作。研究微纳光纤中三阶参量下转换过程,实现高信噪比、频率分离以及波长可调三光子纠缠态。基于微纳光纤强非线性效应和多模传输特性,可实现三阶参量下转换过程模间相位匹配,直接产生三光子纠缠态。将相位匹配方程展开至二阶色散,发现三光子态的联合频谱轮廓为椭圆,且离心率固定为6 3,利用该特性,设计出三光子频率分离方案,将三光子高效地分离至不同通道。另外,分析了椭圆大小随泵浦波长偏移以及微纳光纤直径偏差的变化关系,通过选择合适泵浦波长可补偿微纳光纤拉制直径误差,降低收集到的噪声光子数量,减小三光子态产生难度。利用长周期微纳光纤光栅的色散振荡特性,引入新的色散调控自由度,单一相位匹配条件弱化为准相位匹配,通过选择不同的准相位匹配阶数,可改变三光子波长。(4)高维度纠缠具有更强的非定域违背特性,更高的信道容量,更强的抗干扰能力,以及更出色的量子并行计算能力。研究色散振荡光纤环形腔内四波混频准相位匹配,实现频率多模高维纠缠态。色散振荡光纤环形腔中,光脉冲循环传输,经历周期性色散调制。建立经典模式耦合方程,利用平均场近似计算光纤环形腔内泵浦功率,表现出双稳态响应。将耦合振幅方程转换为半经典算符方程,建立循环演化矩阵法,求解得到参量增益解析式,从中提炼准相位匹配方程。色散振荡光纤环形腔中的参量增益频谱表现为多个边带,对称共轭边带对应准相位匹配相同阶数,代表一个频率模式,各频率模纠缠态叠加输出形成频率多模高维纠缠态。

关键词：四波混频关联光子对纯态三光子纠缠频率多模高维纠缠

基于深度学习的农作物叶片病害诊断方法研究和系统开发

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基于深度学习的农作物叶片病害诊断方法研究和系统开发

作者：薛兴川东北电力大学

学位级别：硕士

农作物病害是导致农作物减产和质量下降的主要原因之一。对农作物病害及时准确地识别,并采取相应的防控措施,可以减少病害对农作物产量和质量的影响,提高农作物的产量和品质。传统病害识别方法主要依靠人工经验进行判断,然而这种方法存... 详细信息

农作物病害是导致农作物减产和质量下降的主要原因之一。对农作物病害及时准确地识别,并采取相应的防控措施,可以减少病害对农作物产量和质量的影响,提高农作物的产量和品质。传统病害识别方法主要依靠人工经验进行判断,然而这种方法存在一些问题,例如,人工经验受限于个体的知识和经验水平,容易因为主观因素而产生误诊。不同的农民或专家可能对同一病害有不同的判断,导致结果不一致。如果不能及时发现和识别农作物病害,就会错过病害的最佳防治时机,造成农业生产的严重损失。为了解决这些问题,现代农作物病害识别技术逐渐应用于农业生产中。这些技术基于先进的图像处理、机器学习和人工智能算法,通过采集农作物叶片、果实等部位的图像数据,利用图像处理技术提取特征,并结合深度学习算法进行模型训练,可以实现高精度的病害识别。这种方法不受个体经验的限制,减少了主观性误判的可能性。本文以神经网络为基础,开发出能快速识别农作物病害的Android应用。本论文的主要研究内容如下:(1)在农作物病害识别领域,深度学习需要大量数据进行训练才能提高识别精度,而部分农作物病害无法大量获得样本数据的问题,当前缺少可公开或高质量的图像数据集。本课题以苹果叶病害为实验对象,数据来自公共数据集Plant Village,构建基于注意力机制生成对抗网络(Attention GAN),注意力机制生成对抗网络由一个生成器和一个判别器组成,两者经过多次迭代的训练,可以生成与原始图像具有相同有效特征的图像。结果表明,使用Attention GAN进行数据扩充,解决了农作物病害分类模型训练集不足的问题,农作物病害诊断网络的准确率从89.511%提高到了94.480%。(2)对MobileNetV2模型进行改进,借助迁移学习共享权重。以Mobile Net V2模型为骨干网络添加了通道注意力机制(SE)模块提高了模型的特征提取能力,使用了类别加权交叉熵损失函数提高模型应对类别不平衡的问题,提高模型的准确率和F1分数的性能。在研究分类算法的过程中引入迁移学习,将通过Image Net已训练好的模型参数迁移到本文所用模型来帮助模型训练,在来自公共数据集Plant Village中的农作物数据集上再次进行训练,对权重进行微调。结果表明,迁移学习让网络具有更高的初始性能,更快的进行迭代优化,SE模块的引入提高了模型的特征提取能力,网络的准确率高达99.25%。(3)在Android Studio平台设计了一个适用于安卓手机操作系统的农作物病害诊断系统,能够通过本地图像以及手机拍照的方式对4种苹果病害类别:黑星病、苹果黑腐病、苹果胶病和健康,4种葡萄病害类别:葡萄黑腐病、葡萄黑麻疹、葡萄健康、葡萄叶枯病,8种番茄病害类别:番茄早疫病、番茄健康、番茄晚疫病、番茄叶霉病、番茄斑枯病、番茄花叶病毒、番茄褐斑病和番茄双斑蜘蛛螨病进行精准识别,将苹果数据集的验证集在农作物病害诊断APP上进行测试。结果表明,农作物病害诊断系统的准确率为94.085%,能够满足农业工作者的实际需求。综上所述,本文所提出的生成对抗网络和迁移学习技术都在数据量不足的条件下完成了农作物病害诊断任务,提高了神经网络的准确率,并将神经网络部署在开发的APP上,可以满足农户的农作物病害诊断需求。

关键词：深度学习植物病害识别迁移学习数据增强