检索结果-南通市图书馆

作者：付琪玥南昌大学

学位级别：硕士

近年来,全球对于能源的需求呈指数爆炸型增长,传统的化石燃料已无法满足能源需求。此外,化石燃料燃烧释放大量有毒有害气体,引发了全球变暖及各类极端天气的发生。氢能,因其能量密度大、热值高、环境友好等优势已经成为最有前途的能源... 详细信息

近年来,全球对于能源的需求呈指数爆炸型增长,传统的化石燃料已无法满足能源需求。此外,化石燃料燃烧释放大量有毒有害气体,引发了全球变暖及各类极端天气的发生。氢能,因其能量密度大、热值高、环境友好等优势已经成为最有前途的能源载体。传统的制氢方法不仅制氢效率低而且伴随有大量温室气体的排放,得不偿失。因此急需开发一种环境友好的、简便的、可持续且廉价的制氢方法。基于太阳能的光催化析氢（PHE）是生产氢燃料的一种重要方法,但其效率通常受到光生电子与空穴复合、太阳能利用率低下等限制。研究学者们通常使用负载助催化剂来克服这些问题。贵金属如Pt、Au等因其特有的等离子体共振效应及优异的光催化性能而在众多材料中备受青睐。尽管光催化活性得到了提升,但是高昂的成本以及资源的稀缺致使该方法不能实现工业化的应用。因此,开发一种低廉的、能够替代经典贵金属的非贵金属助催化剂迫在眉睫。在众多非贵金属催化剂中,过渡金属磷化物（TMPs）是炙手可热的研究热点。这归因于其具有丰富的活性位点、独特的物理化学性质、可调的组分结构和优异的催化活性。过渡金属磷化物是一种非常有前途的产氢助催化剂。在提高催化剂制氢活性的同时,如何提高太阳能的利用率也是光催化制氢走进实际应用的重要环节。研究表明,构建染料制氢体系是提高太阳能利用率的捷径,染料分子能够大大提高光的吸收率,从而提高光催化制氢效率。本论文主要由以下两部分组成:（一）通过简易的气固煅烧法,以Na2WO4·2H2O和Na H2PO2·H2O分别作为钨源和磷源,通过调整原料中的P/W摩尔比,在400℃合成了不含贵金属的WP/WO3复合助催化剂。通过XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL技术对合成样品的结构、形貌、组成和光电特性进行了表征。在可见光（λ≥420 nm）照射下,以Eosin-Y（EY）染料为敏化剂、三甲胺（TMA）为电子供体制备的样品的光催化HER活性进行了研究。结果表明,WP/WO3复合材料作为一种助催化剂,具有较好的PHE活性。最高表观量子产率（AQY）达到32.8%。晶体中非晶态WO3的存在可以提高光生电子和空穴的分离效率、降低产氢反应的过电位,并促进H2O在碱性介质中的解离。因此,WP/WO3复合物光催产氢活性高于单一晶相的WP。（二）以Na2WO4·2H2O为钨源,Na H2PO2·H2O为磷源,Co Cl2·6H2O为钴源,采用低温煅烧法,合成了Co掺杂改性的WP/WO3-Co（m）复合助催化剂。通过XRD、XPS、BET、PL技术对合成样品的结构、形貌、成分和光电特性进行了表征。同样地进行了光催化活性的测试。结果表明Co掺杂有效提高了WP/WO3助催化剂的活性。当Co的掺杂量为1.5 wt%时,WP/WO3-Co（1.5）表现出最高的染料敏化光催化制氢活性。最佳条件下,420 nm入射光照射时,WP/WO3-Co（1.5）的AQY为38.14%。Co掺杂WP/WO3中能增大助催化剂的比表面积和孔径孔容,提高助催化剂对染料的吸附和H2的释放能力;同时增大催化的表面活性位点,提高光生电子和空穴的分离效率,从而有效提高光催化制氢反应的活性。

关键词： WP WO3 WP/WO3-Co(m) 产氢量助催化剂染料敏化

基于Transformer的医学图像分割模型的研究与实现

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基于Transformer的医学图像分割模型的研究与实现

作者：盛玥黑龙江大学

学位级别：硕士

在医学诊断和治疗规划中,精确的医学图像分割扮演着关键的角色。近年来,随着基于卷积神经网络(CNN)和视觉Transformer进行医学分割的模型出现,大量的医学图像分割算法和技术层出不穷,同时促进了医学专家对医学图像分割质量的全面评估。... 详细信息

在医学诊断和治疗规划中,精确的医学图像分割扮演着关键的角色。近年来,随着基于卷积神经网络(CNN)和视觉Transformer进行医学分割的模型出现,大量的医学图像分割算法和技术层出不穷,同时促进了医学专家对医学图像分割质量的全面评估。但是现有的医学图像分割面临如下挑战:(1)现有的方法只侧重于CNN和Transformer的单一尺度,忽略了多尺度包含不同特征,且现有的CNN和Transformer混合方法虽然效果有提升,但只是通过简单的堆叠和串行,不能够充分有效的发挥CNN和Transformer各自的能力;(2)现有的分割方法都依赖于大量的标注数据,但是医疗图像标注成本高,需要专业的医生来完成,因此标签数据很稀缺。虽然半监督医学图像分割方法能够有效解决标签稀少的问题,但是现有的半监督分割模型多数是单一骨干网络,而基于混合骨干网络的半监督模型研究的比较少,在发挥CNN和Transformer各自优势上还有待提高。针对以上挑战,本文提出了两种分割模型来解决这些问题。主要有两个方面:(1)提出了交叉金字塔Transformer医学图像分割模型(CPT-UNet)。该模型是一种CNN和视觉Transformer的并行混合架构。该模型包括CNN分支和Transformer分支,两个分支同时对医学图像进行语义信息提取。为了更好的进行特征融合,该模型提出了融合模块,以获得包括高层语义和低层细节在内的精确特征表示。此外,该模型对解码器进行了优化,采用金字塔视觉Transformer(PVT)进行进一步特征解码。通过在Synapse和ACDC这两个数据集上进行各种对比和消融实验,验证了本文提出的这种并行架构能够更好地提取特征。在Dice相似性系数(DSC)指标方面,它比当前最优模型的分割结果分别提高了1.08%和0.78%。(2)提出了基于一致性正则化和对比学习的半监督医学图像分割模型(Sim CRC)。Sim CRC基于均值教师(Mean Teacher)架构,它利用了一致性正则化增强学生网络的学习能力,从而增强教师网络预测无标签样本的能力。此外,该模型设计了一个双向多路复制粘贴策略,以减少标记数据和未标记数据之间的差异,从而提高模型对未标记数据的利用能力,进一步优化了半监督视图的一致性,增强了模型的泛化能力,并提高了对未标记数据的利用效率。另外,该模型引入对比学习进一步优化模型的特征表示能力,从而改善对小目标的分割效果。通过在Synapse和ACDC这两个数据集上进行的一系列对比和消融实验,验证了本文提出的这种策略能够更好地提取特征。当选用10%的ACDC和50%的Synapse有标注数据时,在DSC指标方面,它比当前最优模型的分割结果分别提高0.47%和5.45%。尤其是在ACDC数据集上,DSC取得了89.31%的好成绩,接近有监督分割效果。

关键词：医学图像分割监督学习半监督学习 CNN Transformer

抽蓄-风-光-火联合发电系统低碳优化运行与碳减排评估

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抽蓄-风-光-火联合发电系统低碳优化运行与碳减排评估

作者：杨婧玥西安理工大学

学位级别：硕士

在“双碳”目标和构建新型电力系统背景下,推进抽水蓄能建设能够有效提升电网调节能力,提高电网安全保供水平,促进电力行业绿色发展。基于此,本文构建了抽蓄-风-光-火联合发电系统日前优化调度模型,为系统配置适宜容量并计算合理弃能率... 详细信息

在“双碳”目标和构建新型电力系统背景下,推进抽水蓄能建设能够有效提升电网调节能力,提高电网安全保供水平,促进电力行业绿色发展。基于此,本文构建了抽蓄-风-光-火联合发电系统日前优化调度模型,为系统配置适宜容量并计算合理弃能率,构建系统“静-动”双态碳排放模型,并量化系统全生命周期碳减排量。本文主要工作内容如下:(1)构建以抽水蓄能为调能电源的抽蓄-风-光-火联合发电系统;采用改进K-means算法,对中国西北某能源基地实际数据聚类得到四季典型日;考虑各发电子系统运行约束,并对抽水蓄能机组细致化建模,构建稳定-低碳-经济的联合发电系统多目标日前优化调度模型。(2)设置对比方案,计算可得抽水蓄能电站使系统碳排放量平均降低60千克;设置不同容量配置场景,对比得到系统适宜容量配置和适宜风光渗透率;考虑未来超高比例可再生能源接入情景,综合源-网-荷三侧运行成本,提出合理弃能率计算方法,得到系统在合理弃能率为2%时效益最优。(3)基于生命周期评估方法(Life Cycle Assessment,LCA),将系统全生命周期碳排放过程分为“静-动”两大阶段;在静态阶段,构建综合碳排放清单,得到各发电子系统的静态总碳排放强度;在动态阶段,提出系统碳排放评价方法,定义综合能源动态增长指数(Comprehensive Energy Dynamic Growth Index,CEDGI),构建联合发电系统动态碳排放核算模型。(4)设置CEDGI不同规律变化情景,分别计算联合发电系统全生命周期碳能系数;计算可得,随着CEDGI增长,联合发电系统全生命周期碳排放量呈非线性增长趋势;基于中国核证减排量计划(The China Certified Emission Reduction scheme,CCER)设置基准情景和实际情景,计算得到系统全生命周期碳减排量为1705.67万吨;根据计算结果,提出构建新型电力系统的碳减排措施,为电力系统转型提供一定理论基础。

关键词：抽水蓄能优化调度碳减排全生命周期联合发电系统

基于磁性鱼骨结构的微流控芯片的设计及其应用研究

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基于磁性鱼骨结构的微流控芯片的设计及其应用研究

作者：袁鑫玥武汉纺织大学

学位级别：硕士

房地产行业上市公司社会责任信息披露问题研究 ——以华润置地为例

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房地产行业上市公司社会责任信息披露问题研究 ——以华润置地为例

作者：宋琪玥河北地质大学

学位级别：硕士

房地产行业作为我国国民经济的支柱性产业发展迅速,但是企业在追求经济利益的同时,更应该承担起社会责任。近几年,在经济不景气的大环境下,国家又相继出台“住房不炒”和“保障性住房”等政策,房地产行业也逐渐开始面对发展下行的压力... 详细信息

房地产行业作为我国国民经济的支柱性产业发展迅速,但是企业在追求经济利益的同时,更应该承担起社会责任。近几年,在经济不景气的大环境下,国家又相继出台“住房不炒”和“保障性住房”等政策,房地产行业也逐渐开始面对发展下行的压力。房地产行业不断出现破坏生态环境、违规销售、房屋质量差、资金链断裂等现象。而房地产行业与百姓生活息息相关,这些现象已经严重影响到百姓的生活,已是现在的热点问题。房地产企业在发展过程中,不能只顾眼前利益,而损害其他利益相关者的权益,这将不利于企业的可持续发展。因此,房地产企业履行的社会责任,不应仅限于完成经营目标上,更应该积极承担社会责任,为社会发展作出应有的贡献。本文首先归纳国内外有关社会责任的相关文献,并界定社会责任的概念和诠释利益相关者、信息不对称和可持续发展的相关理论基础,为文章提供理论支撑。其次,选取2022年沪深两市发布社会责任报告的54家房地产企业,在已有研究的基础上结合房地产行业特点,从地域分布、披露总体情况及具体内容去分析,得出房地产行业社会责任信息披露现状。然后选用案例研究法,以华润置地为例,从各个利益相关者的角度出发,对华润置地社会责任报告的指标内容进行定性和定量分析,并建立及应用房地产行业社会责任评分指标,更加直观清晰地找出其中值得借鉴的部分和存在的问题,如企业披露意识薄弱、部分指标变动幅度较大、编制依据尚未统一、行业特有指标较少和缺少负面信息等。通过深层透视得出当前困境的形成根源,如高管披露动力不足、财务绩效表现下降、利益相关方未发挥监管职能和披露成本较高等。最后,为了优化华润置地社会责任报告,本文尝试从增强披露理念、提高经营效率、提升利益相关者的责任感、健全法律法规和加强数据安全风险防控等方面提出相应的解决措施。本文旨在提升华润置地及房地产行业社会责任信息披露总体情况,促进社会和谐健康发展。

关键词：社会责任房地产信息披露

个人所得税专项附加扣除对生育意愿的影响研究 ——基于子女养育专项附加扣除视角

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个人所得税专项附加扣除对生育意愿的影响研究 ——基于子女养育...

作者：郑心玥中国财政科学研究院

学位级别：硕士

适度的生育水平是一个国家经济和社会发展的可持续引擎。近年来,我国的生育水平低下,人口正进入负增长阶段。迫切需要探索支持生育、释放生育潜力和刺激生育意愿、提高生育水平的“一揽子”政策体系,以缓解人口红利下降和人口老龄化带... 详细信息

适度的生育水平是一个国家经济和社会发展的可持续引擎。近年来,我国的生育水平低下,人口正进入负增长阶段。迫切需要探索支持生育、释放生育潜力和刺激生育意愿、提高生育水平的“一揽子”政策体系,以缓解人口红利下降和人口老龄化带来的双重压力。作为配套措施,近年来在个人所得税方面不断探索完善与养育相衔接的措施,最为突出的则是增设了“子女教育”和“3岁以下婴幼儿照护”专项附加扣除(以下一般统称子女养育专项附加扣除)政策。本文以个人所得税子女养育专项附加扣除为切入点,从理论和实证角度探讨专项附加扣除与居民生育意愿之间的关系,尝试从税收角度进一步探寻激励生育意愿,提升生育水平的手段。本文在梳理研究背景和相关文献后,分析了专项附加扣除对生育意愿的影响机制,并进一步从多个维度对我国当前生育水平和专项附加扣除政策现状及问题进行分析。之后,在中国综合社会调查(CGSS)2018年和2021年数据基础上,利用Logit模型,就子女教育专项附加扣除对提振居民生育意愿影响进行实证分析,结果表明子女教育专项附加扣除对提振居民生育意愿具有正向激励作用。与此同时,囿于数据的可获得性,以706个已婚育龄群体为调查对象,探索3岁以下婴幼儿专项附加扣除对生育意愿的影响。问卷结果显示,同子女教育专项附加扣除类似,婴幼儿专项附加扣除政策对育龄群体的生育意愿具有正向激励作用,且对不同特征育龄群体生育意愿的促进效果存在差异。总体来说,子女养育专项附加扣除政策对男性群体、中等及中上收入群体生育意愿的促进作用更为显著。此外,本文选取法国、德国、新加坡、俄罗斯四个“生育友好”型个税制度国家,对其相关政策进行研究,希望为我国当前面临的低生育处境提供方案借鉴。基于上述研究结论,提出相关的政策建议:细化完善当前3岁以下婴幼儿照护、子女教育扣除制度,并考虑增设抚养子女配套型专项附加扣除;对在职女性生育设立专项附加扣除,减轻女性生育所带来的机会成本;以及发放生育补贴的配套措施,进一步鼓励各收入群体生育。

关键词：专项附加扣除生育意愿子女教育婴幼儿照护

课后服务助力乡村小学生文化资本累积的研究 ——基于文化资本理论的视角

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课后服务助力乡村小学生文化资本累积的研究 ——基于文化资本理...

作者：沈新玥贵州师范大学

学位级别：硕士

受到城乡差异的影响,乡村家庭文化资本的持有量和使用情况均处于弱势地位,受到乡村家庭文化资本的制约,乡村小学生在文化资本的累积、惯习的养成与场域间的关系网络中均处于弱势地位。由于文化资本所具有的再生产功能,导致城乡学生文化... 详细信息

受到城乡差异的影响,乡村家庭文化资本的持有量和使用情况均处于弱势地位,受到乡村家庭文化资本的制约,乡村小学生在文化资本的累积、惯习的养成与场域间的关系网络中均处于弱势地位。由于文化资本所具有的再生产功能,导致城乡学生文化资本的持有差距逐渐增大,久而久之,城乡学生间的文化鸿沟也越来越广。但随着课后服务的开展,作为教育主阵地的乡村小学开始为学生提供更多样化的教育活动,通过拓宽乡村小学生文化资本累积的渠道,使文化上处于不利地位的乡村小学生的文化资本持有量与使用情况产生变化。本研究结合布尔迪厄的文化资本理论,运用深度访谈法对贵州省12所乡村小学的学生、家长与教师进行调查,分析课后服务对乡村小学生在文化资本的累积、惯习的养成以及在场域中的位置的影响。研究表明,丰富的课后服务活动加强了学校个性化的素质教育功能,使学校教育在缩小城乡教育差异和促进教育公平中有了更多的发挥空间。课后服务介入后,增加了乡村小学生可用于文化生产的时间、强化了乡村学校的师资力量、增强了乡村学校的办学质量,推动了乡村小学生文化资本积累的改变;明确了乡村小学生未来的规划、打破了家校合作分离的状态,优化了乡村小学生与家长惯习的改变;拓宽了家校合作场域与乡村场域,增强了乡村小学生的教育获得。课后服务可以提升乡村小学生的文化资本,弥补乡村家庭资本的短板,拓宽乡村学校教育职能,弱化了乡村小学生的文化资本再生产功能,为促进城乡义务教育均衡发展做出贡献。

关键词：文化资本文化再生产课后服务乡村小学生乡村小学

自拟天妙降压化浊汤治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症的临床研究

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自拟天妙降压化浊汤治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症的临床...

作者：唐功玥甘肃中医药大学

学位级别：硕士

目的:通过研究自拟天妙降压化浊汤治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症,对比患者治疗前后中医证候积分、诊室血压、24h动态血压、同型半胱氨酸、血脂四项、超敏C反应蛋白的指标变化,评价其有效性和安全性。方法:随机选取2023年1月至202... 详细信息

目的:通过研究自拟天妙降压化浊汤治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症,对比患者治疗前后中医证候积分、诊室血压、24h动态血压、同型半胱氨酸、血脂四项、超敏C反应蛋白的指标变化,评价其有效性和安全性。方法:随机选取2023年1月至2023年12月就诊于天水市中医医院名中医门诊2(心血管科)的60例阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症患者,进行随机分组,分为两组,对照组(30例)和治疗组(30例),对照组的服药方案是马来酸依那普利叶酸片10mg/0.8mg(1片)/次,1次/晨,口服,阿托伐他汀钙片10mg(1片)/次,1次/日,口服;治疗组在此基础上予以自拟天妙降压化浊汤,治疗周期为4周,对两组患者的中医证候积分、诊室收缩压(SBP)、诊室舒张压(DBP)、24h SBP、24h DBP、日间SBP(d SB P)、日间DBP(d DBP)、夜间SBP(n SBP)、夜间DBP(n DBP)、同型半胱氨酸(Hcy)、血脂四项、超敏C反应蛋白(hs-CRP)及降压、降脂、中医临床疗效运用SPSS25.0进行统计分析,同时记录不良反应。结果:1.基线资料分析:两组在性别、年龄、病程、BMI等方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。2.两组治疗前的诊室血压、动态血压、血脂四项、Hcy、hs-CRP比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3.中医证候单项积分分析:两组组内比较,对照组治疗后头晕、五心烦热、心悸、脘腹胀满、失眠、胸闷、身重困倦的症状明显缓解(P0.05),治疗组治疗后症状较治疗前明显改善,差异有统计学意义(P0.05),主症和其余次症差异显著(P0.05),其余各阶段血压有差异(P<0.05)。8.降压疗效分析:对照组的降压总有效率83.33%,治疗组93.33%,两组间总有效率比较有差异(P<0.05)。***水平分析:治疗后两组内Hcy水平比较有差异(P<0.01),两组间Hcy比较有差异(P<0.05)。10.血脂四项水平分析:治疗后两组内TC、TG、LDL-C、HDL-C水平比较均有差异(P<0.01),两组间血脂比较有差异(P<0.05)。11.降脂疗效分析:治疗组的降脂总有效率86.67%,对照组90%,两组间总有效率比较有差异(P<0.05)。***-CRP分析:治疗后两组内hs-CRP比较有差异(P<0.01),两组间hs-CRP比较有差异(P<0.05)。结论:1.自拟天妙降压化浊汤联合西药治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症在降低血压、血脂、Hcy、hs-CRP方面优于单纯西药治疗组。2.自拟天妙降压化浊汤联合西药治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症能有效改善患者的头晕头痛、腰膝酸软、五心烦热、脘腹胀满、舌苔黄腻等中医证候。3.自拟天妙降压化浊汤联合西药治疗阴虚湿热型H型高血压合并高脂血症安全有效,无明显不良反应。

关键词：自拟天妙降压化浊汤阴虚湿热型 H型高血压高脂血症临床研究

吕梁山区域森林破碎化空间格局特征及影响因素分析

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吕梁山区域森林破碎化空间格局特征及影响因素分析

作者：张奇玥中南林业科技大学

学位级别：硕士

景观格局变化是自然、社会和生物要素相互作用的结果,森林作为重要的景观类型,其性质对区域内生态环境和动植物变化有着直接影响。森林破碎化作为全球重大环境问题之一,制约了生态环境的可持续发展。因此对区域森林破碎化景观格局演变... 详细信息

景观格局变化是自然、社会和生物要素相互作用的结果,森林作为重要的景观类型,其性质对区域内生态环境和动植物变化有着直接影响。森林破碎化作为全球重大环境问题之一,制约了生态环境的可持续发展。因此对区域森林破碎化景观格局演变及其影响因素的研究,对推动森林生态系统恢复和森林可持续经营具有重要的现实意义。本文利用2000年、2010年、2020年的全球地表覆盖数据,通过土地利用转移矩阵,分析吕梁山区域不同土地利用类型之间的变化特征。采用移动窗口等方法确定合适的分析粒度和尺度,对森林景观格局演变特征进行分析,通过空间格网单元,分析森林破碎化的时空演变特征,并采用空间自相关的单变量和双变量分析,进一步探讨了森林景观破碎化及破碎化与景观指数之间的空间相关性特征。最后,采用相关性和逐步回归分析筛选影响因素,构建地理加权回归模型,对2000年、2010年和2020年森林破碎化的影响因素进行分析。主要研究结果如下:(1)吕梁山区域的土地利用类型以耕地、林地和草地为主,2000-2020年耕地和草地均有不同程度的减少,林地面积随着时间的推移逐年增加,吕梁山区域的土地利用转换表现为耕地、草地和林地三者之间的相互转换,其中2010-2020年是土地利用类型面积变化和土地利用类型转换的主要时期。(2)通过移动窗口分析可知,林地景观空间分布变化集中在北部和南部,破碎化在中部忻州市尤为明显,吕梁山区域的林地景观面积逐年增加,并以中部区域为主。由空间格网单元对森林破碎化分析中可以看出,森林破碎化主要在北部、西部以及西南部区域,2000-2020年吕梁山区域森林破碎化表现为逐年减少。根据全局和局部Moran's I指数,森林破碎化空间分布均呈正相关关系和空间聚集状态,且2000-2020年森林破碎化空间分布和空间聚集程度在逐渐减弱。三个时期的森林破碎化与斑块密度、斑块个数、边界密度和香浓多样性指数在空间上均呈正相关关系,与蔓延度指数呈负相关关系。(3)从回归系数统计结果中可知,2000-2020年解释变量局部相关系数随着时间的推移范围逐渐减小。地形因素中坡度的影响程度最大,2000年和2010年中可达性变量以负效应为主,2010年与2020年的年均气温与森林破碎化呈正相关关系,夜间灯光数据在2020年作为全局变量与森林破碎化存在负相关关系;从回归系数空间分布图中可知,自然因素对森林破碎化的影响程度最高,其次为可达性因素,最后为社会因素。自然因素中,2000年和2020年坡度为造成破碎化的主要影响因素,2010年以年均气温为主。可达性因素中,2000年对破碎化程度的影响以距高速距离为主,2010年以距道路距离为主。社会因素中,除2010年的夜间灯光数据对森林破碎化影响较显著外,2000和2010年的社会因素均无显著影响。

关键词：破碎化移动窗口景观格局指数空间相关性地理加权回归

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可解释的目标检测对抗攻击方法研究

可解释的目标检测对抗攻击方法研究

作者：邓滨玥广州大学

学位级别：硕士

目标检测技术在生活中有着广泛的应用场景,比如自动驾驶、人脸识别等。但同时目标检测技术具有脆弱性,容易受到对抗样本的攻击。数字域攻击直接在原图上进行微小改动,再将改动后的图片作为对抗样本,计算机可以直接识别到微小的改动而导... 详细信息

目标检测技术在生活中有着广泛的应用场景,比如自动驾驶、人脸识别等。但同时目标检测技术具有脆弱性,容易受到对抗样本的攻击。数字域攻击直接在原图上进行微小改动,再将改动后的图片作为对抗样本,计算机可以直接识别到微小的改动而导致目标检测技术出现错误结果。而物理域攻击将攻击方法应用在现实世界中,将对抗样本放入实际场景中并进行采集,再使用目标检测技术进行识别。在数字域中的对抗扰动大部分针对全图进行攻击,并且在数字域中人眼难以分辨的扰动无法迁移到物理域中进行对抗攻击;针对局部攻击的对抗补丁通常是不自然且易被人眼察觉的,导致其很难实际应用于现实世界中。本文针对目标检测模型,分别涉及了数字域和物理域的可解释对抗攻击方法,旨在提升对抗攻击方法的攻击性能与不可察觉性,更好地实现对抗样本自然性与攻击效果之间的平衡,提升其在现实世界中的可实现性。本文主要研究内容如下:(1)面向数字域的可解释的动量梯度对抗攻击方法。针对数字域中对抗攻击大部分对全图进行扰动的问题,该方法通过可解释性技术来识别目标检测模型最为关注的图像区域,生成最佳的攻击区域对原图添加对抗扰动,然后通过动量梯度迭代方法更新对抗样本,以提升攻击成功率与收敛速率。相较于传统全局对抗攻击,该方法大幅减少了所需扰动的范围,降低了对图像整体质量的影响,解决了攻击性能和扰动范围大小之间不平衡的问题。最后基于COCO数据集对YOLO v3-v5模型进行了实验,实验结果验证了该方法的有效性。(2)面向物理域的基于风格迁移技术的自然对抗补丁生成方法。针对数字域对抗攻击方法难以在真实世界中复现,且对抗扰动易被人眼察觉的问题,该方法使用可解释性技术获取对攻击最敏感的区域,并在区域内生成风格化的对抗补丁,以此生成形状不规则的自然补丁。在此基础上,增加了多样的环境变换模拟来生成更具有鲁棒性的对抗补丁,使得生成的对抗样本在物理域中也能获得很高的攻击成功率。该方法生成的对抗补丁更真实,通过交通标识分类任务进行了数字域与物理域的攻击实验,实验结果验证了该方法的有效性和可行性。(3)目标检测系统对抗攻击原型系统。该系统提供用户交互、模型演示与数据处理功能,对本文中提出的攻击算法进行集成,在前端页面上演示对抗攻击的过程与攻击后的扰动效果与检测结果。

关键词：对抗攻击目标检测可解释性技术深度学习