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基于聚类算法与多智能体的细碎化耕地空间优化研究

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农业资源与环境学报 2025年

作者：黄炳元黄秋昊杨力虹陈振杰南京大学地理与海洋科学学院自然资源部海岸带开发与保护重点实验室自然资源部国土卫星遥感应用重点实验室江苏省地理信息技术重点实验室江苏省地理信息资源开发与协同创新中心

通过微观地块调整实现耕地资源的规模利用，可以解决区域耕地细碎化治理难题，保障粮食安全和实现农业可持续发展。本探究运用景观格局指数和综合加权叠加法对常州市新北区耕地细碎化和土地资源宜耕性进行评价，使用聚类算法划分耕地细... 详细信息

通过微观地块调整实现耕地资源的规模利用，可以解决区域耕地细碎化治理难题，保障粮食安全和实现农业可持续发展。本探究运用景观格局指数和综合加权叠加法对常州市新北区耕地细碎化和土地资源宜耕性进行评价，使用聚类算法划分耕地细碎化类型，并构建多智能体耕地空间优化模型。结果表明：使用K-medoids聚类算法将现状耕地划分为连片规整类、形状复杂类和分散破碎类，其中非连片规整类耕地占比为53.68%，耕地细碎化较为严重；研究区土地资源宜耕性总体水平较高，高适宜性和较高适宜性地块占比为58.86%，空间分布呈北高南低、西高东低的特征；多智能体模型能够有效实现细碎化耕地的空间优化，优化后耕地宜耕性提高，空间布局更加连续和聚集且形状更加规整；区内平衡情景可取得更好的优化效果，但会造成更大规模的耕地调整和宜耕性较高的乡镇承担更多的耕地恢复任务。本研究构建的耕地空间优化模型具有良好的优化效果，可为区域耕地细碎化治理提供科学决策依据。

关键词：耕地细碎化聚类算法多智能体耕地空间优化新北区

适变与应变:“十五五”时期人口发展规划的新格局、新挑战及其实践路径

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河北学刊 2025年第1期45卷 130-139页

作者：陆杰华冯雨欣北京大学中国社会与发展研究中心北京大学社会学系

“十五五”时期是中国基本实现社会主义现代化承上启下的关键时期,同时也是人口发展深度转型的重要节点。“十五五”人口发展规划的制定必须准确识别人口规模、结构、素质、分布等要素呈现的趋势性变化,及时把握当前人口发展的潜在机遇... 详细信息

“十五五”时期是中国基本实现社会主义现代化承上启下的关键时期,同时也是人口发展深度转型的重要节点。“十五五”人口发展规划的制定必须准确识别人口规模、结构、素质、分布等要素呈现的趋势性变化,及时把握当前人口发展的潜在机遇和堵点难点,根据人口发展新格局适时调整应变思路,不断推进人口自身均衡发展,以及人口与经济社会、资源环境的协调发展。从长远来看,人口发展规划的制定还需要纵向锚定人口高质量发展的战略目标,形成应对未来人口发展新变化的超前预案。

关键词： “十五五” 人口发展规划人口高质量发展适变与应变

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铁基金属化合物锂离子电池负极材料的制备及其结构设计研究进展

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化工新型材料 2025年

作者：涂泽坤曹丽杰黄雨辰上海工程技术大学机械与汽车工程学院

铁基化合物负极（阳极）材料是一种新兴的锂离子电池负极材料，具有比容量大，电导率高，环境污染小，制备成本低等特点。介绍了以铁硫和铁氧两种铁基化合物为主的负极材料的制备方法和结构设计，归纳了铁基化合物作为锂离子电池负极材... 详细信息

铁基化合物负极（阳极）材料是一种新兴的锂离子电池负极材料，具有比容量大，电导率高，环境污染小，制备成本低等特点。介绍了以铁硫和铁氧两种铁基化合物为主的负极材料的制备方法和结构设计，归纳了铁基化合物作为锂离子电池负极材料的应用，并分析了铁基化合物作为锂离子电池负极材料存在的问题，指出了如何通过合理的结构设计获得电化学性能优异的铁基化合物负极材料。

关键词：锂离子电池负极材料铁基金属化合物结构设计电化学性能

面向异构社交网络的空-频域自适应图神经网络

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计算机科学与探索 2025年第1期19卷 169-186页

作者：张岚泽顾益军彭竞杰中国人民公安大学信息网络安全学院北京100038

传统GNN基于同构性假设对近邻节点实现低通滤波功能完成邻域相似信息的聚合嵌入。但在异构图中分属不同类别的节点彼此多建立联系,而相同类别的节点在图拓扑位置上距离较远。这一特点给注重近端邻域信息聚合的传统GNN带来“远端节点信... 详细信息

传统GNN基于同构性假设对近邻节点实现低通滤波功能完成邻域相似信息的聚合嵌入。但在异构图中分属不同类别的节点彼此多建立联系,而相同类别的节点在图拓扑位置上距离较远。这一特点给注重近端邻域信息聚合的传统GNN带来“远端节点信息聚合缺失”与“同构性假设失灵”的问题。因此设计融合空域与频域自适应嵌入机制的异构图神经网络(DA-HGNN)以解决上述问题。针对问题一,设计“远端空域嵌入模块”,旨在通过高阶随机游走迁移概率筛选并聚合远端相似节点,补充“消息传递的跨邻域自适应性”;针对问题二,设计“近端频域嵌入模块”,构建滤波器分离节点高频与低频信号,并设计频域导向型注意力机制对上述信息进行频域偏好的自适应融合,从而减少“同构性假设失灵”所引入的噪声。在四个公开异构图数据集中取得最优实验结果,准确率上平均提高6.41个百分点。在灵敏度分析和消融实验中阐述了超参数的选择机制和各模块的实际性能,并验证了在异构网络中“节点结构相似性”“节点属性向量相似性”以及“节点同构性”三者之间仍呈现正相关关系这一结论。在异构真实数据集中验证了欺诈检测效果,AUC指标提升4.4个百分点。

关键词：异构图图神经网络图表示学习同构性假设失灵

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露天矿富水裂隙岩体台阶爆破的殉爆机理和防殉爆研究

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爆炸与冲击 2025年第1期45卷 166-182页

作者：费鸿禄王天恒荆广杰辽宁工程技术大学爆破技术研究院辽宁阜新123000

殉爆现象会影响露天矿台阶爆破作业安全、边坡稳定性和爆破效果。在炸药冲击起爆机理基础上,并结合露天矿实际富水裂隙岩体台阶爆破振动监测结果,通过对比爆破振动信号波动差异来判别殉爆现象。为研究殉爆产生的机理和防殉爆方法,采用... 详细信息

殉爆现象会影响露天矿台阶爆破作业安全、边坡稳定性和爆破效果。在炸药冲击起爆机理基础上,并结合露天矿实际富水裂隙岩体台阶爆破振动监测结果,通过对比爆破振动信号波动差异来判别殉爆现象。为研究殉爆产生的机理和防殉爆方法,采用数值模拟和现场试验分析主发药量、裂隙宽度及药包之间的距离等参数对被发药包孔壁压力的影响。结果表明:孔壁冲击压力随着装药耦合系数的减小、炮孔间裂隙宽度(0.25~1.00 cm)的增大以及炮孔间距离的减小而提高。在裂隙位置装药使用阻波管、充填岩粉或设置空气间隔器,能显著降低通过富水裂隙传递到被发炮孔的冲击压力,并使其低于乳化炸药的起爆压力临界值。当炮孔内只有单条裂隙时,选择填充岩粉是便捷且有效防殉爆方法;当炮孔内有多条裂隙时,该试验条件下,炮孔内放置厚度为2.6 mm的阻波管是最佳防殉爆方法,并能保证爆破效果。

关键词：殉爆台阶爆破富水裂隙岩体临界压力

Z型多反腔增强拉曼光谱变压器故障特征气体检测方法

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光子学报 2025年

作者：王畅鼎王品一汤子杰陈伟根输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院)

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而，气体的拉曼散射截面积极小，微量气体的拉曼散射强度弱，导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术，通... 详细信息

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而，气体的拉曼散射截面积极小，微量气体的拉曼散射强度弱，导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术，通过建立拉曼信号强度与多反腔内激光反射次数的数学关系，获取了多反腔内光束最优数。通过腔内参数设计，实现了144个腔内光束，这些光束在腔内完成2次循环，大大延长了激光与气体的相互作用长度，提高了气体的拉曼信号强度。基于搭建的Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测平台实现了变压器主要故障特征气体的高灵敏检测，基于确定的特征峰建立了气体浓度与拉曼谱峰强度之间的高拟合度定量分析模型，各气体最低检出限优于国际电工委员会标准。该方法将为变压器故障特征气体的高灵敏检测提供新的有效途径。

关键词：拉曼光谱变压器故障特征气体 Z型折叠多反腔增强高灵敏检测

冲击载荷作用下高能管道塑性大变形的最大挠度预测方法

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核动力工程 2025年

作者：顾睿杰董成武何建孙晓丹姚迪哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院中国核动力研究设计院

高能管道在冲击载荷的作用下,结构会发生大挠度变形。为了预测高能管道的最大变形挠度,本文基于膜力因子法(MFM)推导了适用于该结构的膜力因子,建立了相较于传统方法更便捷的跨中挠度计算方法,并与数值模拟结果和试验结果进行了对比,验... 详细信息

高能管道在冲击载荷的作用下,结构会发生大挠度变形。为了预测高能管道的最大变形挠度,本文基于膜力因子法(MFM)推导了适用于该结构的膜力因子,建立了相较于传统方法更便捷的跨中挠度计算方法,并与数值模拟结果和试验结果进行了对比,验证了其准确性。研究结果表明:MFM对管道结构挠度预测有较高的准确度;跨中挠度的大小由变量因子控制,跨中挠度随着冲击荷载与管道长度的增加而增加,随着塑性极限弯矩的增加而减小。由于MFM未考虑截面塌陷所耗散的能量,所以对于椭圆化程度较高的管道挠度预测结果与实际情况相比偏大,但是由于管道内部高能流体的支承,管道的塌陷效应不明显,因此该方法可用于对高能管道大挠度变形的预测。针对塌陷程度较高的管道,结合塌陷模型对MFM预测结果进行了修正,大大提高了预测方法的准确性。

关键词：膜力因子法(MFM) 跨中挠度塌陷模型高能管道塑性大变形

湖南省文旅产业融合水平的时空演化、动态耦合及驱动因素

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陕西师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：彭坤杰石彩霞贺小荣严伊凡合肥大学旅游与会展学院湖南师范大学旅游学院

以湖南省各地市州为研究对象,梳理定义了文旅产业融合水平理论分析框架并构建文旅产业融合水平评价指标体系,运用耦合协调度模型、时序演变和空间格局特征可视化方法来测度文旅产业融合水平的时空演化趋势,运用PVAR模型来分析文旅产业... 详细信息

以湖南省各地市州为研究对象,梳理定义了文旅产业融合水平理论分析框架并构建文旅产业融合水平评价指标体系,运用耦合协调度模型、时序演变和空间格局特征可视化方法来测度文旅产业融合水平的时空演化趋势,运用PVAR模型来分析文旅产业融合水平子系统间的动态耦合关系,运用地理探测器模型来探索影响文旅产业融合水平的主导因子并探测因子间的交互效应。研究发现:1)2009—2021年湖南省各地市州文旅产业融合水平可分为3种发展类型,总体水平呈上升态势,但区内差异也随之拉大,扩张趋势显著;2)2009—2021年湖南省各地市州整体耦合协调等级仍以失调为主,其中长沙为高级协调等级,岳阳、株洲、衡阳、常德为基本协调等级,其余9个地市州仍处于基本失调等级;3)研究期内湖南省各地市州产业融合基础、产业融合支撑、产业融合体量子系统间存在着明确的动态耦合关系;4)以财政政策为首的7项驱动因子为影响湖南省各地市州文旅产业融合水平的主导因素,且财政政策、科技创新与消费能力的因子交互效应较强。

关键词：文旅产业融合水平耦合协调度时空演化趋势动态耦合关系驱动因素探索

基于不同机器学习方法的典型冬小麦-夏玉米农田CO2通量模拟研究

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农业资源与环境学报 2025年

作者：唐欢叶剑殷华高振翔王锦杰李成宿迁市气象局扬州大学植物保护学院

为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO2通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力，选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象，基于气象、土壤和作物生长等数据，通过类别型特征提升（CATBoost）、极限梯度... 详细信息

为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO2通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力，选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象，基于气象、土壤和作物生长等数据，通过类别型特征提升（CATBoost）、极限梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）、随机森林（RF）和K近邻法（KNN）六种机器学习算法，分析其对逐日净生态系统碳交换量（NEE）、总初级生产力（GPP）和生态系统呼吸（Re）模拟的准确性。结果表明：对不同机器学习模型而言，CATBoost模型对农田NEE、GPP和Re模拟的准确性都优于其他模型，XGBoost模型次之。对不同输入变量组合而言，当包含气象变量、土壤变量和作物变量时各机器学习模型的模拟效果最佳，其次是包含气象变量和作物变量，而包含气象变量和土壤变量的模拟效果相对较弱。对不同农田类型而言，六种机器学习模型在不同输入变量组合下表现出冬小麦田NEE、GPP和Re的模拟效果分别优于对应的夏玉米田。其中冬小麦田GPP和Re的模拟准确性相近，且优于NEE；而夏玉米田NEE和GPP的模拟准确性相近，且优于Re。

关键词： CO 通量机器学习模型影响因素模拟能力冬小麦夏玉米农田