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面向对象的高分辨率遥感影像水系信息提取研究

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面向对象的高分辨率遥感影像水系信息提取研究

作者：查泽超成都理工大学

学位级别：硕士

水系作为至关重要的地理国情要素,精确获取其空间分布和变化频率等具有举足轻重的意义。随着现代遥感技术的快速发展,高分辨率遥感影像为我们获取数据以及使用前沿技术手段提供了可靠的数据支撑。本文以2009年12月份杭州市部分城区WordV... 详细信息

水系作为至关重要的地理国情要素,精确获取其空间分布和变化频率等具有举足轻重的意义。随着现代遥感技术的快速发展,高分辨率遥感影像为我们获取数据以及使用前沿技术手段提供了可靠的数据支撑。本文以2009年12月份杭州市部分城区WordView-2高分辨率遥感影像为数据源及研究区,影像包括空间分辨率为1.8 m的8个多光谱波段影像,以及空间分辨率为0.5 m的全色波段影像,通过遥感影像预处理,采用面向对象的方法用于研究水系信息的提取。面向对象的影像分析技术,基于的是影像分割形成的对象而不是传统意义上的像元,这可以充分利用高分辨率遥感影像丰富的光谱、形状、纹理、空间关系等特征信息。传统的依赖于人工目视解译的方式,如何实现对水系信息的快速、准确提取是近几年的研究重点。论文的主要内容有以下几个部分:(1)在WordView-2高分辨率遥感影像的预处理方面,本文以ENVI软件为平台,依次对数据进行影像融合、正射校正、影像裁剪的处理操作,并分别使用Brovey变换融合、Gram-schmidt Pan Sharpening(GS)、NNDiffuse三种融合方法,以信息熵、均值与标准差、平均梯度为质量评价指标进行对比分析得出,采用NNDiffuse融合方法的效果最优。(2)本文以eCognition软件为平台,分别采用棋盘分割、四叉树分割、多尺度分割、光谱差异分割的方法对研究区内的地物进行分割处理,通过目视人工判读分割效果的方法,提出了采用多尺度分割结合光谱差异分割的方法,可以优化多尺度分割中存在过分割的情况。同时通过设置不同分割尺度参数进行试验,发现先将多尺度分割的参数设置为90,光谱差异分割参数设置为20-30时,研究区内各地物的分割效果最好。(3)在波段权重的选择上,通过提取WordView-2高分辨率遥感影像各个波段的均值、方差、相关性系数等光谱信息数值,将波段选择最佳指数OIF指数作为指标,实验得出选用Band 2、Band 6、Band 8波段组合为最优波段组合比较合理。(4)通过对研究区影像光谱、形状和纹理信息以及专题指数的统计分析,使用改进的分离阈值SEaTH算法有效地自动选取分类特征并计算阈值,选取出水系信息提取最佳的特征组合,以此构建合理的分类规则。(5)分别采用面向对象的监督分类中的最邻近分类,规则分类中的确定性规则方法,以及使用二者结合的分类策略方法,与基于像元的监督分类方法进行对比对研究区内的水系及其他地物进行提取分类。并通过使用用户精度、制图精度进行精度分析。对比实验结果后表明,采用最邻近分类、基于改进SEaTH算法确定性规则分类以及结合分类的生产者精度分别为91.78%、92.99%和96.61%,用户精度分别为91.05%、93.77%、96.67%。而基于像元的监督分类的生产者精度和用户精度分别为86.96%、88.76%,两种精度均小于使用面向对象分类方法的水系提取精度。通过实验对比分析得出,对于本研究区内的水系信息提取的精确性,面向对象的分类方法要优于传统的基于像元的分类方法;并且使用面向对象的确定性规则分类与最邻近分类相结合的方法,能够有效的提高水系信息分类精度和分类稳定性,适用于高分辨率遥感影像中水系信息的提取分类。

关键词：面向对象水系信息提取影像分割规则分类最邻近分类

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围手术期睡眠紊乱与神经认知功能障碍

解放军医学杂志 2024年

作者：查超超李峙林王英伟罗猛强复旦大学附属华山医院

围手术期神经认知功能障碍(PND)可严重损害患者的神经认知功能，延长住院时间，导致病死率增高及远期预后不良，其中睡眠紊乱被认为是诱发PND的重要因素，但其在PND发生过程中的作用尚不明确，而围手术期积极干预睡眠紊乱能否有效预防PN... 详细信息

围手术期神经认知功能障碍(PND)可严重损害患者的神经认知功能，延长住院时间，导致病死率增高及远期预后不良，其中睡眠紊乱被认为是诱发PND的重要因素，但其在PND发生过程中的作用尚不明确，而围手术期积极干预睡眠紊乱能否有效预防PND亦存在争议。为此，该文阐述了睡眠的基本功能与调控，围手术期睡眠紊乱的临床特征及其在PND发生中的作用，并进一步探讨了调控睡眠紊乱干预PND的潜在治疗策略，以指导临床改善患者的神经功能预后及远期转归。

关键词：睡眠紊乱全身麻醉围手术期神经认知功能障碍睡眠调控

标记停留时间对水稻及其生物质炭的^(13)C和^(15)N丰度的影响

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土壤学报 2024年第1期61卷 77-85页

作者：张芳超卢伟伟查全智南京林业大学生物与环境学院南京210037

稳定同位素技术是研究土壤元素循环的重要技术手段。研究同位素标记后的停留时间对水稻地上和地下部分及利用其制备的生物质炭的13C丰度(δ^(13)C)和^(15)N丰度(δ^(15)N)的影响,可为深入研究生物质炭对土壤碳、氮过程的影响提供基础。... 详细信息

稳定同位素技术是研究土壤元素循环的重要技术手段。研究同位素标记后的停留时间对水稻地上和地下部分及利用其制备的生物质炭的13C丰度(δ^(13)C)和^(15)N丰度(δ^(15)N)的影响,可为深入研究生物质炭对土壤碳、氮过程的影响提供基础。以水稻为材料,利用^(13)C-CO_(2)脉冲标记和15N-尿素叶面喷施的方法对水稻进行了13C和15N双标记,15N标记结束后设置4h、6h和24h三个停留时间,将标记后的水稻分为地上和地下部分,分别在300℃和500℃下制备成生物质炭,利用同位素质谱仪测定水稻及其生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N。结果表明,随着停留时间的延长,水稻地上部分的δ^(13)C由872‰逐渐降低至578‰,而地下部分的δ13C由226‰逐渐升高至869‰。与δ^(13)C不同,水稻地上部分δ^(15)N呈现先增加后降低的趋势,停留时间6 h时δ^(15)N最大(1764‰),而地下部分的δ15N呈现先降低后增加的趋势。整体而言,与水稻原料相比,生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N分别降低了52.1%和15.9%。而且,生物质炭的δ^(13)C和δ^(15)N均在停留时间为24h时最高,300℃生物质炭表现得更加明显。随着停留时间的延长,300℃生物质炭的热水可提取有机碳的δ^(13)C比残留固体的δ^(13)C降低的比例由4.14%提高到11.0%,而对于500℃生物质炭则由32.3%降低到18.9%,表明延长停留时间分别降低和提高了300℃和500℃生物质炭的^(13)C均匀性。综上所述,本研究发现标记后的停留时间对水稻δ^(13)C和δ^(15)N的影响不同,并且这种影响没有延续至生物质炭,停留时间和制备温度共同影响水稻生物质炭的13C均匀性。

关键词： 13C和15N双标记叶面施肥停留时间 13C均匀性水稻生物质炭

两种硫代磷酸酯型极压抗磨剂对自动传动液抗颤性的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 105-114页

作者：张孟佳狄泽超李媛张雪涛黄东升中国石油大连润滑油研究开发中心辽宁大连116032

目的探究2种硫代磷酸酯型商品化极压抗磨剂三苯基硫代磷酸酯衍生物(AW-1)和酸性硫代磷酸酯(AW-2)对自动传动液抗颤性能的影响。方法参考JASOM349,采用能够高度模拟汽车离合器片工况的德国盘–盘型摩擦试验机(WAZAU)对含有上述2种硫代... 详细信息

目的探究2种硫代磷酸酯型商品化极压抗磨剂三苯基硫代磷酸酯衍生物(AW-1)和酸性硫代磷酸酯(AW-2)对自动传动液抗颤性能的影响。方法参考JASOM349,采用能够高度模拟汽车离合器片工况的德国盘–盘型摩擦试验机(WAZAU)对含有上述2种硫代磷酸酯型极压抗磨剂的自动传动液的抗颤性进行对比测试,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对摩擦表面的形貌和元素进行深入分析。结果虽然AW-1、AW-2是润滑油中常用的硫代磷酸酯型极压抗磨剂,但二者的分子结构存在差异,在摩擦副表面形成摩擦反应膜的形式也不尽相同。各含量AW-1形成的反应膜中均含有硫、磷、钙等元素,且随着油品中AW-1含量的增加,各元素的含量会发生不同程度的变化。低含量AW-2形成的反应膜中含有硫、磷、钙等元素,但高含量AW-2形成的反应膜基本不含硫、磷、钙元素。结论通过扫描电子显微镜和EDS能谱对摩擦后的钢盘进行了分析,结果显示,AW-1和AW-2硫代磷酸酯型极压抗磨剂在摩擦副表面形成摩擦反应膜的机理不同。AW-1分子中的硫元素在摩擦副表面生成了S-Fe膜,磷元素与清净剂中的钙元素生成了抗颤性优良的Ca-P膜,因此含有AW-1的ATF的抗颤性优异。AW-2中的羧基与钢盘表面的铁元素发生反应,生成了硫代磷酸酯铁盐,并沉积在金属表面,这在一定程度上抑制了S-Fe反应膜和Ca-P反应膜的生成,因此相应油品的抗颤性能不佳。

关键词：自动传动液硫代磷酸酯极压抗磨剂抗颤性摩擦反应膜

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去中心化场景下的隐私保护联邦学习优化方法

计算机应用研究 2024年第8期41卷 2419-2426页

作者：侯泽超董建刚新疆大学软件学院乌鲁木齐830000

联邦学习的提出为跨数据孤岛的共同学习提供了新的解决方案,然而联邦节点的本地数据的非独立同分布(Non-IID)特性及中心化框架在参与方监管、追责能力和隐私保护手段上的缺失限制了其大规模应用。针对上述问题,提出了基于区块链的可信... 详细信息

联邦学习的提出为跨数据孤岛的共同学习提供了新的解决方案,然而联邦节点的本地数据的非独立同分布(Non-IID)特性及中心化框架在参与方监管、追责能力和隐私保护手段上的缺失限制了其大规模应用。针对上述问题,提出了基于区块链的可信切片聚合策略(BBTSA)和联邦归因(FedAom)算法。FedAom引入归因思想,基于积分梯度法获取归因,从而定位影响模型决策行为的参数,分级考虑参数敏感性,在局部更新过程中保持和强化全局模型所学习到的关键知识,有效利用共享数据,从而缓解Non-IID问题。BBTSA基于区块链构建去中心化的联邦学习环境,允许联邦节点在无须中心化第三方的情况下,通过在参与方间交换噪声而非权重或梯度参数,基于合作树结构实现对参数的切片混淆,以保护节点隐私。在两种数据集上的不同分布条件下的验证结果显示,FedAom在大多数条件下相比基线方法在稳定性和收敛速度上都有显著提升。而BBTSA能够隐藏客户端的隐私参数,在不影响精度的情况下确保了训练过程的全程监控和隐私安全。

关键词：联邦学习区块链隐私保护非独立同分布积分梯度归因

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结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原

光学精密工程 2024年第7期32卷 1059-1074页

作者：林森查子月沈阳理工大学自动化与电气工程学院辽宁沈阳110159

针对复杂成像环境下,水下图像存在颜色失真、细节模糊以及对比度低的问题,提出结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原方法。通过分析光在水中的吸收衰减特性,提出改进的水下成像模型,基于Retinex理论与白平衡算法引入色彩补偿分量,... 详细信息

针对复杂成像环境下,水下图像存在颜色失真、细节模糊以及对比度低的问题,提出结合色彩补偿与双背景光融合的水下图像复原方法。通过分析光在水中的吸收衰减特性,提出改进的水下成像模型,基于Retinex理论与白平衡算法引入色彩补偿分量,降低水体背景颜色影响;根据背景光强度和颜色分布特性,提出双候选背景光融合方法,准确估计全局背景光;不依赖任何水体环境参数,根据背景颜色与散射系数的内在关系,采用引导-高通滤波,优化并增强各通道透射率;最后,逆求解成像模型复原水下图像。实验结果表明,在4个不同的水下数据集上与经典及新颖方法对比,所提方法恢复的图像颜色更自然,纹理细节更丰富清晰;色差值改善幅度达5.4%,UCIQE及FDUM指标提升幅度分别达8.3%和4.5%。所提方法在定性和定量实验中更具优势,能够显著提高水下图像质量。

关键词：水下图像复原色彩补偿背景光融合透射率估计

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基于随机充电行为的锂离子电池健康状态评估方法比较

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电源学报 2024年

作者：颜泽赵虎张庆超李兵强中国人民解放军火箭军工程大学西北工业大学自动化学院

作为储能系统中最常用的锂离子电池，其健康状态（State of Health，SOH）是电池管理系统中所监测的重要电池参数，除了预测准确性，模拟用户的随机充电行为，实现任意时刻下的实时评估也十分重要。基于用户的随机充电行为，从获取数据... 详细信息

作为储能系统中最常用的锂离子电池，其健康状态（State of Health，SOH）是电池管理系统中所监测的重要电池参数，除了预测准确性，模拟用户的随机充电行为，实现任意时刻下的实时评估也十分重要。基于用户的随机充电行为，从获取数据完整性的角度出发，将电池健康状态预测分为基于完整充电周期数据、基于片段充电数据、基于片段充电数据还原完整数据三种方法。使用NASA电池老化实验数据充电过程中电池容量变化的均值与方差作为不同预测模型的特征输入，比较分析三种方法的预测结果。结果表明，完整的充电数据特征具有较高的预测准确度，片段数据提取特征的质量与片段采集时长有关，经过还原网络可在较短时间获得完整数据特征，但预测准确度受还原网络的影响。此外，实际的预测需要对充电行为的随机性与预测结果的实时性进行考虑。

关键词：锂离子电池健康状态随机充电行为数据完整性机器学习

回转式空气预热器积灰模型构建与积灰工况传热性能研究

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西安交通大学学报 2024年

作者：高荣泽杨云袁斌彬李玲忠方顺利查琼亮王利民车得福西安交通大学能源与动力工程学院西安热工研究院有限公司华能兰州热电有限责任公司

为了量化研究积灰状态下回转式空气预热器（空预器）对运行条件的敏感性，构建基于局部热非平衡模型的三方程回转式空预器热力计算模型，探究了积灰分布与运行条件对空预器传热性能和硫酸氢铵（ABS）沉积的综合影响，对比分析了积灰热... 详细信息

为了量化研究积灰状态下回转式空气预热器（空预器）对运行条件的敏感性，构建基于局部热非平衡模型的三方程回转式空预器热力计算模型，探究了积灰分布与运行条件对空预器传热性能和硫酸氢铵（ABS）沉积的综合影响，对比分析了积灰热阻与热容对空预器的影响规律。计算结果表明：积灰热阻对传热性能的削弱效果远大于积灰热容对传热的强化效果；冷段积灰比例的增加使得ABS沉积区比例增大；当蓄热元件表面积灰厚度增加时，提高转速、增大流量或提升机组负荷对改善传热性能及减小ABS沉积区比例的效果尤为显著，而改变流体温度对空预器性能的影响较小，当机组负荷由50%增加至100%时，ABS沉积区比例在清洁状态下的减小量为5%，在冷段积灰厚度为2 mm时提高至7%。研究结果可为针对性地调整空预器运行参数，从而优化传热效果及减轻积灰腐蚀提供参考。

关键词：回转式空气预热器积灰传热局部热非平衡模型硫酸氢铵

邢台氨减排对京津冀PM_(2.5)改善的溢出效益

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环境科学 2024年第4期45卷 1994-2002页

作者：边泽君闻超玉郎建垒范晓菡夏祥晨周颖北京工业大学环境与生命学部区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124

氨减排会对周边大气PM_(2.5)污染改善带来潜在的溢出效益,但尚缺乏对其规律的探究.利用WRF-CAMx-PSAT模型模拟量化了典型城市(邢台)NH_(3)减排对周边地区大气PM_(2.5)浓度降低的溢出效益,探究了其在不同季节与不同NH_(3)减排比例下、对P... 详细信息

氨减排会对周边大气PM_(2.5)污染改善带来潜在的溢出效益,但尚缺乏对其规律的探究.利用WRF-CAMx-PSAT模型模拟量化了典型城市(邢台)NH_(3)减排对周边地区大气PM_(2.5)浓度降低的溢出效益,探究了其在不同季节与不同NH_(3)减排比例下、对PM_(2.5)及其二次无机化学组分随距离变化的响应规律.结果表明:(1)NH_(3)减排在不同减排比例下对周边城市的PM_(2.5)及其二次组分均存在溢出效益,其效益随周边受体城市与减排城市相对距离的增加呈显著的指数下降的趋势;(2)在1月的溢出效益远高于7月,1月在不同减排比例下京津冀PM_(2.5)浓度下降值约为7月的7.4倍;(3)各组分溢出范围随着减排比例的增加不断扩大,NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的溢出最远距离呈指数趋势上升,NO_(3)^(-)的溢出最远距离呈线性趋势上升;(4)NO_(3)^(-)、NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的溢出范围及浓度变化随着减排比例的增加不断上升,其中NO_(3)^(-)溢出范围最远约为NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的3.6倍和3.4倍,浓度变化最大约为NH_(4)^(+)和SO_(4)^(2-)的2.6倍和7.3倍.

关键词： NH_(3)减排溢出效益 WRF-CAMx-PSAT模型大气污染京津冀