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基于3D深度学习的LiDAR建筑物震害信息提取

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基于3D深度学习的LiDAR建筑物震害信息提取

作者：崔驿宁中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

建筑物作为大地震的重要承载体,其震害信息不仅是衡量灾区受灾程度的重要指标,而且是科学开展地震应急救援、灾情评估的重要依据。LiDAR点云在震后复杂场景中能表现高精度的地表三维信息和丰富的地物空间结构信息,目前,仅以点云为数据... 详细信息

建筑物作为大地震的重要承载体,其震害信息不仅是衡量灾区受灾程度的重要指标,而且是科学开展地震应急救援、灾情评估的重要依据。LiDAR点云在震后复杂场景中能表现高精度的地表三维信息和丰富的地物空间结构信息,目前,仅以点云为数据源进行灾区建筑物震害信息提取方法大多仍集中在传统的逐步分类提取,很难满足应急救援时效性以及遥感地物自动化智能化识别的需求。深度学习作为数据智能处理技术之一,能够从大数据中快速地训练模型,识别复杂的模式,自动提取重要合适的特征,舍弃与判别无关的因素,代替人为特征工程,非常适应点云高密度、高精度、大数据量的特点。但目前3D深度学习在大型地质、地震灾害点云场景进行目标分类识别的应用还较少,所以针对震后点云场景中建筑物震害识别问题,本文提出使用3D点云深度学习方法建立单体建筑物震害分类识别和震后点云场景分割模型,采用2010年海地震后机载LiDAR点云数据,基于PointNet和PointNet++3D深度学习网络进行了建筑物震害信息提取实验,主要研究工作如下:（1）结合传统点云震害建筑物提取和3D点云深度学习目标分类识别,分析了3D点云深度学习进行建筑物震害类型分类识别的可行性,对比了目前常见的点云深度学习单体分类和语义分割数据集,重点剖析了三维深度学习算法中的PointNet、PointNet++网络结构。（2）构建了建筑物震害信息识别数据集:在对实验区LiDAR点云数据进行CFS滤波以及归一化预处理基础上,结合震前震后影像和点云数据中建筑物破坏特征,将震害建筑物分为倒塌、局部倒塌以及未倒塌三种破坏类型,并在实验区进行分类样本选取标注,将数据集组织为HDF5格式。将震害点云分割场景划分为背景、植被、倒塌、局部倒塌以及未倒塌五个类别,并在预处理后的点云数据中选取标注,将实验数据组织为HDF5与Pickle格式。（3）在单体建筑物震害分类实验时,根据PointNet++网络特点以及倒塌、局部倒塌点云样本形状特征,提出了一种包括反距离插值、对称和顶面投影的样本增强方法。对选取的倒塌、局部倒塌分类样本经过样本增强处理后,增加了倒塌和局部倒塌建筑物样本数量,不仅丰富了建筑物样本破坏形态,而且降低了样本量不均匀对分类结果的影响。倒塌和局部倒塌的分类精度分别提高了30%和20%左右,模型总体平均分类精度和kappa系数提高了10%以上,倒塌与未倒塌、局部倒塌与未倒塌的分类精度差异从40%和30%降低到15%左右。（4）在基于点云的场景分割实验中,比较了PointNet以及PointNet++对于相同数据集的分割效果,并修改网络池化方式,对比研究了最大池化、均值池化以及组合池化对总体分割精度的影响。组合池化的分割精度比其他两种池化结果高3%左右,但整体差别不大,PointNet++整体分割精度比PointNet高出4%左右,并且在可视化结果中对于目标边界的确定更为准确。此外,单体分类模型和场景分割模型在同一震害场景应用研究表明:单体分类模型对于倒塌、局部倒塌、未倒塌都表现了较好的分类结果,PointNet、PointNet++对于植被、倒塌、局部倒塌、未倒塌四类目标地物的分割虽然没有完全与原始场景保持一致,但可视化结果较好,实验进一步验证了3D深度学习在震害点云场景理解中具有一定应用前景。

关键词： LiDAR 建筑物震害场景分割深度学习 PointNet++ 样本增强

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冠状动脉钙化调控机制及评估技术的研究进展

中华心血管病杂志 2024年第3期52卷 303-310页

作者：陈雪宁金晓雪崔术刘德敏河北医科大学第二医院心内一科石家庄050000 河北省医学考试中心石家庄050000

血管钙化广泛存在于心血管疾病、糖尿病等疾病中,是导致心血管并发症的重要因素。随着钙化评估和诊断技术的发展,钙化过程为主动炎症过程的观点逐渐被接受,而调控冠状动脉钙化(CAC)的信号通路也被进一步探索。CAC的评估技术在不断革新,... 详细信息

血管钙化广泛存在于心血管疾病、糖尿病等疾病中,是导致心血管并发症的重要因素。随着钙化评估和诊断技术的发展,钙化过程为主动炎症过程的观点逐渐被接受,而调控冠状动脉钙化(CAC)的信号通路也被进一步探索。CAC的评估技术在不断革新,以期更清晰地显示斑块结构,评估斑块的钙化程度及预测术后并发症的风险。该文主要对CAC的分子调控机制及相关评估技术的研究进展作一综述,旨在结合目前的检测技术更好地识别病变,全面了解CAC的发生发展过程。

关键词：冠状动脉成骨样细胞转化平滑肌细胞内皮细胞光学相干断层成像

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世界上最荒凉的鱼薯店

江南 2024年第3期 111-119页

作者：武陵驿不详

一当心脏生病,我感受到了来自胸腔深处的不规则悸动。这些日子以来,从日常繁忙生活里消失了的是我,坐在窗下琢磨光影移动了多少的是我,闲到有心思重读《福尔摩斯探案集》《人生的枷锁》和《人间失格》,甚至开始爬梳比人生还要漫长的《... 详细信息

一当心脏生病,我感受到了来自胸腔深处的不规则悸动。这些日子以来,从日常繁忙生活里消失了的是我,坐在窗下琢磨光影移动了多少的是我,闲到有心思重读《福尔摩斯探案集》《人生的枷锁》和《人间失格》,甚至开始爬梳比人生还要漫长的《追忆似水年华》。自秋季突然患病以来,生理上心理上的双重荒芜,让我每天只剩下一种运动:出门散步,数点黄叶落在山道上。

关键词：《追忆似水年华》《人间失格》《福尔摩斯探案集》《人生的枷锁》悸动荒凉荒芜

基于间接比较Meta分析的甘精胰岛素300 U/ml与德谷门冬双胰岛素对2型糖尿病患者的疗效和安全性比较

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中国糖尿病杂志 2024年第5期32卷 399-400页

作者：曾龙驿中山大学附属第三医院内分泌与代谢病学科广州510630

T2DM是一种慢性进展性疾病,随着病程延长和胰岛β细胞功能下降,Ins治疗成为T2DM管理的重要手段。Ins治疗原则为尽可能模拟生理性Ins分泌和作用模式。基础胰岛素通过调控肝糖原分解和糖异生及外周组织对葡萄糖利用,控制基础高血糖,从而... 详细信息

T2DM是一种慢性进展性疾病,随着病程延长和胰岛β细胞功能下降,Ins治疗成为T2DM管理的重要手段。Ins治疗原则为尽可能模拟生理性Ins分泌和作用模式。基础胰岛素通过调控肝糖原分解和糖异生及外周组织对葡萄糖利用,控制基础高血糖,从而维持血糖稳态,调控葡萄糖代谢相关生理^([1])。2023年ADA指南^([2])建议,患者需起始Ins治疗时首选基础胰岛素。2020版中国T2DM防治指南建议,口服降糖药(OAD)治疗后血糖控制不佳的T2DM患者,起始Ins治疗首选基础胰岛素。随着T2DM病程进展,可能联合其他注射类药物,如胰高糖素样肽1受体激动剂(GLP-1RA)或餐时胰岛素或转为预混胰岛素治疗^([3])。

关键词：基础胰岛素葡萄糖利用口服降糖药 T2DM 胰岛β细胞功能预混胰岛素糖原分解糖异生

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氯化胆碱-尿素体系中锌镍合金的电沉积研究

表面技术 2024年

作者：孙海静刘爽王贺崔家宁周欣谭勇孙杰沈阳理工大学环境与化学工程学院

目的：本研究旨在探究在低共熔溶剂氯化胆碱-尿素（ChCl-Urea DES）体系电沉积Zn-Ni合金的电化学行为、成核机制和耐蚀性。方法：通过循环伏安曲线测试（CV）研究了Zn-Ni合金的电化学行为，用计时电流曲线测试（CA）探究了Zn-Ni合金电... 详细信息

目的：本研究旨在探究在低共熔溶剂氯化胆碱-尿素（ChCl-Urea DES）体系电沉积Zn-Ni合金的电化学行为、成核机制和耐蚀性。方法：通过循环伏安曲线测试（CV）研究了Zn-Ni合金的电化学行为，用计时电流曲线测试（CA）探究了Zn-Ni合金电沉积的形核/生长机制。使用扫描电镜（SEM）对合金镀层表面的微观形貌进行观察，结合能量色散谱仪（EDS）、X-ray衍射（XRD）以及X-ray光电子能谱（XPS）研究镀层的化学成分以及物相的组成，阻抗（EIS）测试和极化测试（Tafel）评估了Zn-Ni合金镀层的抗腐蚀性能。结果：研究结果显示，Zn-Ni合金在氯化胆碱-尿素的体系中表现出正常的共沉积，与水溶液中的异常共沉积不同。镍的含量高于锌的含量，且Zn-Ni合金的成核方式是三维瞬时成核。从扫描电镜观察的结果来看，当沉积电位从-0.70V负向移动时，镍含量有规律地降低，但镍始终高于锌的含量，与循环伏安结果一致。XRD和XPS分析表明，镀层中含有镍，并且确实存在Zn元素。耐蚀性的测试结果表明，在沉积电位为-0.85V时，制得的Zn-Ni合金镀层展示出更强的耐腐蚀性。这可能是因为该镀层结构致密，晶粒尺寸小而且在表面均匀分布。结论：综上所述，Zn-Ni合金在ChCl-Urea DES体系下经历扩散控制的不可逆电极过程，呈现正常共沉积，镍的含量高于锌。其成核机制为三维瞬时生长，扩散限制了生长过程。在-0.85V的沉积电位下镀得的Zn-Ni合金镀层由于致密性好、晶粒尺寸细小且均匀分布，具备良好的耐腐蚀性。

关键词：低共熔溶剂 ChCl-Urea Zn-Ni合金电沉积成核机制耐蚀性能

三峡水库蓄水20年以来宜昌水文站水文情势改变分析

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长江科学院院报 2024年第6期41卷 193-199,206页

作者：朱迪崔福宁卜慧汪琳王含长江水利委员会水文局武汉430010 云南华电金沙江中游水电开发有限公司昆明650000

三峡水库自2003年开展蓄水调度以来,已运行20 a,在防洪、发电、航运、水资源利用、生态环境保护等方面发挥了重要作用,但也对下游水文情势产生影响。选择宜昌水文站1950—2022年逐日径流和水位资料,采用MASH滑动平均法、Sen斜率估计法和... 详细信息

三峡水库自2003年开展蓄水调度以来,已运行20 a,在防洪、发电、航运、水资源利用、生态环境保护等方面发挥了重要作用,但也对下游水文情势产生影响。选择宜昌水文站1950—2022年逐日径流和水位资料,采用MASH滑动平均法、Sen斜率估计法和IHA/RVA法量化评估三峡水库投运以来宜昌水文站水文情势改变程度。研究结果表明:宜昌水文站1—5月份滑动平均流量序列呈现显著上升趋势,9—11月份滑动平均流量序列呈现显著下降趋势,而6—12月份滑动平均水位呈现显著下降趋势;宜昌水文站合计有14个水文改变指标(IHA)发生了高度水文情势改变,整体综合改变度为63.52%,属于中度改变;三峡水库通过径流调蓄,显著增加了年最小流量组分的中值和流量折转次数,且减少年最大1 d流量的中值,进一步反映了三峡水库防洪兴利的综合效益。研究结果可为三峡水库水资源综合管理提供参考依据。

关键词：三峡水库水文情势 MASH滑动平均法 IHA/RVA法宜昌水文站

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梯级水库中长期仿天然水文情势的生态流量多目标调度

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水生态学杂志 2024年第1期45卷 1-9页

作者：崔福宁朱迪卜慧郭卫汪琳云南华电金沙江中游水电开发有限公司云南昆明650000 长江水利委员会水文局湖北武汉430010

针对现有研究较少从水文情势角度开展梯级水库中长期生态流量调度的现状,基于场景缩减(SBR)技术推求的仿天然水文情势生态流量过程,以梯级水库下泄流量与生态流量的动态时间规整(DTW)距离最小为生态目标,以梯级水库发电量最大为发电目标... 详细信息

针对现有研究较少从水文情势角度开展梯级水库中长期生态流量调度的现状,基于场景缩减(SBR)技术推求的仿天然水文情势生态流量过程,以梯级水库下泄流量与生态流量的动态时间规整(DTW)距离最小为生态目标,以梯级水库发电量最大为发电目标,构建梯级水库多目标生态流量调度模型,并采用“参数模拟−优化”思路求解,选择金沙江中游梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉和观音岩6座梯级水库,对1953-2015年的旬径流资料开展分析研究,为梯级水库中长期生态流量调度提供参考。结果表明,推求的仿天然水文情势生态流量具有明显的季节性波动和上下游断面量级差异特征;相较梯级水库原调度方案,优化调度方案可通过径流调节,改善梯级水库中长期生态和发电效益,在不影响生态目标的状态下,可增加511亿kW·h的发电量,相应增幅为1.35%;在不影响发电目标的情况下,可减少134253的DTW距离,相应降幅为3.85%。

关键词：生态流量调度动态时间规整场景缩减梯级水库金沙江中游

月桂酸/硬脂酸/纳米复合相变材料制备及性能研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 532-539页

作者：谭倩莉刘慧芳张铭驿余本东张怡南京工业大学城市建设学院南京210009

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材... 详细信息

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材料加入到复合PCM中,通过实验对比不同分散剂种类、不同纳米颗粒与分散剂比例、不同纳米颗粒浓度对实验材料稳定性和均匀性的影响,并基于傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描热量(DSC)测试、导热系数测试以及吸放热过程分析对其热物性进行表征和研究。实验结果表明:0.2%nano-CuO/PCM具有较好的稳定性,熔化潜热和凝固潜热相较于复合PCM分别降低了5.91%、5.44%;导热系数提高了30.0%。

关键词：相变材料纳米颗粒相变潜热热储存热传导吸放热速率

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立体主义视域下侗族女性服饰的解析与研究

染整技术 2024年第1期46卷 92-94页

作者：周驿妤宁佩茹广西师范大学设计学院广西桂林541001

侗族服饰是我国民族服饰中的重要组成,在现代社会中亟需继承与发扬、创新与改良。侗族得天独厚的地理位置,造就了别具一格的侗族服饰,其中女性服饰有着独特的结构,体现在不同的款式、不同的面料、不同的图案等方面。对侗族女性服饰的解... 详细信息

侗族服饰是我国民族服饰中的重要组成,在现代社会中亟需继承与发扬、创新与改良。侗族得天独厚的地理位置,造就了别具一格的侗族服饰,其中女性服饰有着独特的结构,体现在不同的款式、不同的面料、不同的图案等方面。对侗族女性服饰的解析发现:其具有大量立体主义的特征,将服饰从二维平面结构改良为三维立体结构,实现了传统与现代的融合。

关键词：立体主义侗族女性传统服饰服饰改良服装结构