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微分光谱变换方法对土壤重金属含量反演精度的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1449-1456页

作者：白宗璠韩玲姜旭海武春林长安大学土地工程学院陕西西安710075 西北有色地质矿业集团有限公司陕西西安710054

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光... 详细信息

随着我国工农业的日益发展,土壤中以镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)等为代表的重金属污染对人类生活产生了严重影响。高光谱遥感技术具有实时、无损、快速等优点,为高效准确地获取土壤重金属含量提供了科学手段。而在利用高光谱数据反演土壤重金属含量时,微分光谱变换方法的选择对遥感反演土壤重金属含量的精度有显著影响。为明确二者关系,基于研究区采集的60个土壤样品,测定其Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等含量以及350~2500 nm波段范围的光谱反射率。在相关系数(CC)分析法的基础上通过改进离散粒子群算法(MDBPSO)优选遥感探测土壤重金属含量的特征波段。最终以优选出的特征波段作为自变量利用随机森林(RF)算法构建了Ni、Fe、Cr、Cu、Pb等重金属含量的估测模型。在对原始反射率数据进行高斯平滑的基础上,对比分析了一阶微分(R′)、对数倒数的一阶微分(1/lgR)′、倒数的一阶微分(1/R)′、指数的一阶微分(e^(R))′四种微分光谱变换方法对土壤重金属反演精度的影响。结果表明,在CC分析法的基础上,MDBPSO算法可以有效地降低光谱数据的冗余度,提高模型的运行效率。其中R′、(1/lgR)′、(1/R)′、(e^(R))′中对Ni、Fe、Cr、Cu、Pb敏感的特征波段个数分别至少减少了154、363、135、744和889个。(1/lgR)′、R′、R′、(1/R)′、R′光谱变换方法分别应用到Ni、Fe、Cr、Cu、Pb特征波段的组合运算中,得到的估测模型的精度优于其他微分变换方法;模型检验集的决定系数分别为0.913、0.906、0.872、0.912、0.876,均方根误差分别为0.743、0.095、2.588、1.541、1.453。本研究为利用遥感数据反演土壤重金属含量微分光谱变换方法的选择提供了科学的参考,为进一步实现土壤重金属含量的大面积高精度遥感监测提供新的思路。

关键词：遥感高光谱土壤光谱变换方法重金属改进离散粒子群随机森林

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现浇支架基础沉陷注浆加固施工技术研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第7期 0129-0134页

作者：肖宙中铁广州工程局集团第二工程有限公司广东广州510000

现浇支架基础沉陷是当前公路、铁路、建筑工程建设施工中常见的问题,其对于公路、铁路、建筑工程的施工质量和使用性能的发挥有着极为重要的影响。因此,深入分析和研究导致公路、铁路、建筑工程现浇支架基础出现沉陷问题的原因,合理运... 详细信息

现浇支架基础沉陷是当前公路、铁路、建筑工程建设施工中常见的问题,其对于公路、铁路、建筑工程的施工质量和使用性能的发挥有着极为重要的影响。因此,深入分析和研究导致公路、铁路、建筑工程现浇支架基础出现沉陷问题的原因,合理运用注浆施工技术解决公路、铁路、建筑工程现浇支架基础沉陷问题,才能达到促进公路、铁路、建筑工程现浇支架稳定性与强度有效提升的目的。本文主要就匝道桥现浇梁支架基础渗水沉陷注浆加固施工技术进行了分析与探讨。

关键词：支架基础渗水沉陷注浆加固堆载预压

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高炉炉渣高温熔融流动特性实验与模拟研究

高炉炉渣高温熔融流动特性实验与模拟研究

作者：邵容宇浙江大学

学位级别：硕士

中国位居全球之首,是全球最大的粗钢生产国,其钢铁冶金行业在国民经济和工业发展中占据着非常重要的地位。高炉炉渣是粗钢生产过程主要的副产物之一,每吨高炉炉渣中约含有1770MJ的高品位热能,相当于58 kg标准煤,余热回收潜力巨大。高炉... 详细信息

中国位居全球之首,是全球最大的粗钢生产国,其钢铁冶金行业在国民经济和工业发展中占据着非常重要的地位。高炉炉渣是粗钢生产过程主要的副产物之一,每吨高炉炉渣中约含有1770MJ的高品位热能,相当于58 kg标准煤,余热回收潜力巨大。高炉炉渣在进行余热回收的过程中会由于温度的降低导致流动特性的恶化,从而影响设备的安全稳定运行。因此,研究高炉炉渣在高温下的熔融及流动特性有助于加深对高炉炉渣热物理特性的理解。本文首先在高温热台显微镜试验系统下研究了高炉炉渣的熔融特性,结晶特性。接着在自主研发的竖式四通炉基础上,提出了一种创新的高炉炉渣高温流动性的测定方案,并对Ca O-Si O-AlO-Mg O高炉炉渣体系中主要的组分对炉渣高温流动性的影响展开了实验研究。最后使用Open FOAM软件对这种新型的高炉炉渣流动特性测量方法进行模拟并和实验数据进行比较。首先,研究了高炉炉渣不同组分对其熔融特性和结晶特性的影响。高炉炉渣的熔融过程可以分为三个阶段:固相反应、烧结和熔融。提高炉渣中的碱度（Ca O/Si O）和Mg O/AlO会降低高炉炉渣的结晶温度。增加炉渣中AlO含量会提高高炉炉渣的结晶温度。高炉炉渣中碱度,AlO含量以及Mg O/AlO比例的增加都会提高炉渣体系的熔融温度,Mg O/AlO比例的变化对炉渣体系熔融温度的影响相对较小。使用显微镜对冷却后的炉渣样品进行观察,结果表明,碱度以及AlO含量的增加会提高炉渣的结晶程度,而Mg O/AlO比例的增加则让炉渣体系的结晶程度降低。接着,使用提出的测试方法研究了AlO含量对高炉炉渣高温流动特性的影响。将AlO含量从14%增加至26%会分别使高炉炉渣的流动温度T_f、临界流动温度T和滴落温度T分别提高59℃、51.6℃和55.8℃,同时将高炉炉渣的临界流动速度几乎提高了60%,从1.82 mm/min增加至2.91 mm/min。对高炉炉渣微观结构的研究也证实了AlO含量的提高会恶化高炉炉渣的流动特性。然后,研究了高炉炉渣的碱度,MgO/AlO比例对高炉炉渣流动特性的优化效果。将高炉炉渣样品的碱度从0.8增加至1.2会使样品的流动温度T_f,临界流动温度T和滴落温度T分别提高44℃,49.8℃和50℃,而高炉炉渣的临界流动速度V从4.18 mm/min降低至3.24 mm/min。这意味着高炉炉渣碱度的增加在优化高炉炉渣流动特性的同时也会增加高炉炉渣的熔点。将高炉炉渣样品的Mg O/AlO比例从0.4增加到0.6,样品的特征温度和特征流速则没有发生太大的变化。样品的流动温度T_f,临界流动温度T和滴落温度T分别在1309℃,1313℃,1319.5℃附近波动,样品的临界流动速度V在3.70mm/min附近波动。最后,使用了OpenFOAM软件对提出的流动性测试方法模拟了前述实验的工况并和实验数据进行比较。模拟计算结果和实验结果的对比发现临界流动温度T的偏差在1%左右,临界流动速度V的偏差在15%左右,这表明了全新的myInterFoam求解器具有较好的准确性。

关键词：高炉炉渣熔融特性流动特性微观结构 OpenFOAM

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智慧农业大棚的控制系统设计

智慧农业大棚的控制系统设计

作者：邵甜武汉轻工大学

学位级别：硕士

鄂尔多斯褐煤显微组分结构与其热解特性间的关系

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化工进展 2024年第5期43卷 2370-2385页

作者：吴琪白柏杨尹永杰马晓迅西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127 陕西煤基特种燃料研究院有限公司陕西西安710069

采用浮沉分离法将鄂尔多斯褐煤分离成富镜质组(EL-V)和富惰质组(EL-I),通过工业分析、元素分析、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁(13C NMR)分析了原煤及显微组分的结构和组成。采用粉-粒流化床和TG-FTIR装置分... 详细信息

采用浮沉分离法将鄂尔多斯褐煤分离成富镜质组(EL-V)和富惰质组(EL-I),通过工业分析、元素分析、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁(13C NMR)分析了原煤及显微组分的结构和组成。采用粉-粒流化床和TG-FTIR装置分别考察了原煤及显微组分的热解特性和气态挥发物的逸出规律,进一步构建原煤及显微组分的大分子结构模型,并进行了量子化学计算,认识了化学键的断裂规律。结果表明,富镜质组的挥发分含量较高,含有丰富的烷基侧链,热失重速率最大,表明镜质组的热解反应性较强。与原煤和惰质组相比,富镜质组热解气体含量和焦油含量较高,且热解焦油含有较多的脂肪烃和轻质芳烃(TXE)。富惰质组的H/C比较低,含氧量和芳环缩合程度较高,所得热解焦油中多环芳烃和酚类物质含量较高。此外,通过TG-FTIR重点分析了CO_(2)、CO、CH_(4)、脂肪烃和芳烃的析出行为。根据煤样大分子结构中化学键的断裂和气态挥发物的逸出规律,提出了煤热解过程中可能进行的反应路线。

关键词：煤热解流化床显微组分计算机模拟

多齿配体钝化CsPbX3量子点及其在WLEDs的研究

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多齿配体钝化CsPbX3量子点及其在WLEDs的研究

作者：邵修文扬州大学

学位级别：硕士

信息共享条件下多MIMO对象的协同与优化控制

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系统仿真学报 2024年第5期36卷 1118-1129页

作者：邵炯颉新春武猛内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014017

针对信息物理系统(cyber-physical system,CPS)中多个MIMO对象存在协同效率低、控制算法收敛速度慢的问题,提出一种在信息共享条件下多个MIMO对象协同优化控制策略。利用一种仅有物理层与信息层的新型网络控制系统结构,实现了多个MIMO... 详细信息

针对信息物理系统(cyber-physical system,CPS)中多个MIMO对象存在协同效率低、控制算法收敛速度慢的问题,提出一种在信息共享条件下多个MIMO对象协同优化控制策略。利用一种仅有物理层与信息层的新型网络控制系统结构,实现了多个MIMO对象的状态变量、控制和检测信息实时共享。在信息共享的条件下,n个MIMO对象通过CPS分配的性能指标和各对象间的物理约束,采用极小值原理设计的协同控制器实现了系统间的自主协同控制,并利用特征值方法证明了多个MIMO对象在控制器自主协同作用下能够实现子系统与CPS性能整体稳定。通过3个相互存在物理约束的双输入双输出对象进行仿真,验证了控制策略的有效性。

关键词：信息物理系统 MIMO对象优化控制信息共享物理约束自主协同

撑一支长管,向青草更青处漫溯——艺术领域的寻美之旅

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教学考试 2024年第11期 9-14页

作者：吴金宙山东省安丘市教育科学研究院

蔡元培说:“艺术能养成人有一种美的精神,纯洁的人格。”艺术具有审美性。发现美、展示美是我们人类最美好的本性。从孩童时,人们就逐渐建立起对审美的认识:人们在穿着打扮中创造美,在居室摆设中构建美,在言谈举止中塑造美,在道德品质... 详细信息

蔡元培说:“艺术能养成人有一种美的精神,纯洁的人格。”艺术具有审美性。发现美、展示美是我们人类最美好的本性。从孩童时,人们就逐渐建立起对审美的认识:人们在穿着打扮中创造美,在居室摆设中构建美,在言谈举止中塑造美,在道德品质中完善……这些都是人类出于内心善待生命、热爱生活的美好愿望。

关键词：道德品质蔡元培热爱生活漫溯言谈举止善待生命美好愿望审美性

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多模态特征融合方法及其应用研究

多模态特征融合方法及其应用研究

作者：邵屹山东师范大学

学位级别：硕士

人类通过并行和连续地使用视觉、听觉、嗅觉等多种感知模态,自然地与世界产生互动。因而,更自然、更全面的多模态人机交互体验是人们一直以来的追求。近年来,强大移动设备与廉价传感器的高速迭代促进了非桌面计算的迅猛发展,使得获取便... 详细信息

人类通过并行和连续地使用视觉、听觉、嗅觉等多种感知模态,自然地与世界产生互动。因而,更自然、更全面的多模态人机交互体验是人们一直以来的追求。近年来,强大移动设备与廉价传感器的高速迭代促进了非桌面计算的迅猛发展,使得获取便利的多模态数据爆炸式增长。同时,随着近年来机器学习模型的发展与改进,基于数据的多模态机器学习方法成为可能,并越发成为当下最热门的研究课题之一。其中,多模态特征融合任务是多模态机器学习的基本主题,目的是整合来自多种模态的数据特征,以获得更全面、更准确的信息表示。然而,各种多模态应用场景之间存在着不可忽视的差距,也使得目前主流的通用多模态特征融合工作在面对具体的应用场景时仍存在着以下问题:(1)缺乏对数据语境的理解,无法充分考虑特定应用场景下不同模态间的复杂潜在联系和互补性;(2)缺乏对于不同应用场景需求差异性的考虑,无法充分考虑具体应用场景的特殊约束;(3)缺乏语义理解和信息融合透明度,无法区分关键特征,导致在具体应用场景下可解释性较差。因此,针对具体的应用场景进行适配性的多模态特征融合方法的设计是不可或缺的。为此,本文针对两种具体的应用场景,提出对应的定制化多模态特征融合方法,具体研究内容概括如下:(1)提出了一种多模态虚假新闻检测场景下基于集成算法的多模态特征融合方法,针对多模态虚假新闻中模态间的多种关联类型建立不同结构的弱分类器,并利用集成算法整合每种决策结果,提高了模型的可解释性,一定程度上满足该场景下用户辨别新闻造假类别的特定需求。同时,引入中心损失函数,在特征空间中建立类别中心,增大不同类别样本的差异性并提升同类样本的聚焦性,提升模型对虚假新闻的检测性能。(2)提出了一种嗅觉主题约束的图文匹配场景下基于多任务学习的多模态特征融合方法,交替训练粗细两种粒度的图文匹配模型,使两个模型在训练过程中相互提供先验知识约束和结构约束,提高共享特征提取模型在粗细粒度任务上的泛化能力,并解决粗粒度样本级图文匹配任务中数据不均衡问题,改善了样本级图文匹配任务的表现和可解释性。同时,本论文基于不同嗅觉对象的图像-文本语义相似度建立了嗅觉近义词表,填补了现有工作在建立图像-文本-嗅觉跨模态语义关联方面的研究空白。

关键词：深度学习多模态数据特征融合虚假新闻检测图文匹配