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基于希尔伯特-黄变换的不同阶段轻度认知障碍诊断方法

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基于希尔伯特-黄变换的不同阶段轻度认知障碍诊断方法

作者：石家豪天津大学

学位级别：硕士

轻度认知障碍(MCI)是阿尔兹海默症(AD)的前驱阶段,对轻度认知障碍所处阶段的精确诊断具有重要意义。本文旨在通过对静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)信号进行直接分析建立诊断不同阶段(早期和晚期)的轻度认知障碍的分类框架,并通过总正确... 详细信息

轻度认知障碍(MCI)是阿尔兹海默症(AD)的前驱阶段,对轻度认知障碍所处阶段的精确诊断具有重要意义。本文旨在通过对静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)信号进行直接分析建立诊断不同阶段(早期和晚期)的轻度认知障碍的分类框架,并通过总正确率,特异性(晚期MCI的正确率)和敏感性(早期MCI的正确率)评价其分类性能。通过应用解剖自动标记(AAL)模板,将受试者的所有fMRI图像分割为116个感兴趣区域(ROI),并提取每个ROI的平均rs-fMRI信号。将希尔伯特-黄变换(HHT)引入到框架中,从多分辨率的角度分析这些非平稳和非线性时间序列,将每个rs-fMRI信号分解为一系列本征模式函数(IMF)。在获得信号的所有IMF的瞬时频率和振幅后,计算希尔伯特加权频率(HWF)并将其组合为向量,作为相应ROI的特征。随后利用支持向量机(SVM)实现不同阶段MCI的分类。我们使用独立双样本t检验作为特征选择方法,并通过留一交叉验证(LOOCV)方法测量了分类性能。本文提出的方法在来自阿尔茨海默症神经影像学计划(ADNI)的77例早期MCI(e MCI)和64例晚期MCI(l MCI)的数据集上分类准确率达87.94%。这项工作已证实了先前研究发现的一些大脑区域具有显著差异。我们发现,HWF特征在所有小脑区域均表现出明显的下降趋势。大脑不同区域的rs-fMRI信号并未在全频段改变,而是仅在某些狭窄的频带中发生变化。分析结果表明,在MCI进展过程中,rs-fMRI的主要变化集中在IMF3中,而具有其他序号的IMF也包含具有高SVM权重的HWF特征,例如眶部额上回的IMF2,脑岛的IMF4和小脑区域的LobuleⅢ的IMF5,表明其他IMF也同样为MCI诊断提供重要信息。本文证实了基于HHT的分类框架在MCI不同阶段的分类中的分类能力。通过分析,我们发现在MCI的发展过程中,rs-fMRI的主要变化集中在IMF3,而HWF特征在所有小脑区域均表现出明显的下降趋势。

关键词：阿尔兹海默症轻度认知障碍希尔伯特-黄变换静息态功能磁共振成像

镧复合改性粉煤灰处理含氟、磷模拟废水的研究

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镧复合改性粉煤灰处理含氟、磷模拟废水的研究

作者：石家豪河北工业大学

学位级别：硕士

为解决水体中氟和磷污染的问题,本文采用多种改性方法对粉煤灰进行复合改性,筛选出镧复合改性粉煤灰(La-TFA),将其作为吸附剂探究其对废水中氟和磷的吸附性能,并采用高效吸附工艺中来去除氟和磷。将粉煤灰进行热改性后再进行化学改性,... 详细信息

为解决水体中氟和磷污染的问题,本文采用多种改性方法对粉煤灰进行复合改性,筛选出镧复合改性粉煤灰(La-TFA),将其作为吸附剂探究其对废水中氟和磷的吸附性能,并采用高效吸附工艺中来去除氟和磷。将粉煤灰进行热改性后再进行化学改性,得到复合改性粉煤灰(La-TFA),并对改性条件进行了优化。采用SEM、EDS、FTIR、XRD及Zeta电位对FA和La-TFA表征,结果表明La-TFA与FA相比,表面更加粗糙,球状结构被破坏,内部物质熔出,镧元素含量为5.76%,表面官能团数量及种类均发生变化,出现镧的化合物晶体结构。La-TFA对氟和磷的吸附量均远大于FA,在初始浓度为10mg/L的模拟废液中,La-TFA对氟和磷的去除率均可达到90%以上,在30min内达到吸附平衡。在p H小于5.0时La-TFA表面带正电荷,有利于La-TFA对氟和磷的吸附,在共存离子存在的条件下,对磷的影响大于对氟。La-TFA对氟和磷的吸附均符合拟二级动力学模型,且与Langmuir等温吸附模型拟合度较高,属于单分子层吸附,对氟和磷的最大吸附量为16.83mg/g和26.78mg/g。La-TFA对氟和磷的吸附过程均是吸热的,且吸附能自发进行。将La-TFA用于高效吸附工艺,反应在高效吸附工艺反应器中进行。在单组分体系下建立高效吸附模型,通过响应曲面法计算模型参数,在稀释因子D为0.3,初始浓度10mg/L,投加量2.0g/L时,对氟和磷的去除率均比常规吸附工艺提高10%以上。在多组分体系下,La-TFA对氟磷混合溶液吸附符合拟二级动力学,吸附结果与Langmuir等温吸附模型拟合度较高,建立模型并通过响应曲面法计算参数,在D为0.6,投加量为3.6g/L,初始氟和磷浓度均为10mg/L时,对比常规吸附工艺,去除率提高18%以上,且高效吸附工艺可以使出水浓度恒定。

关键词：复合改性粉煤灰吸附氟磷废水处理

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阿尔泰乌梁海左翼历史新考

西部蒙古论坛 2022年第4期 74-82,127页

作者：石家豪中央民族大学民族学与社会学学院北京100081

阿尔泰乌梁海是清朝乌梁海三部之一,位于今天我国新疆阿勒泰地区和蒙古国西部巴彦乌列盖省等地,其相关历史研究在我国边地历史领域占有重要地位。自20世纪80年代以来,国内学者对阿尔泰乌梁海的历史研究取得了重大进展。文章通过对蒙古... 详细信息

阿尔泰乌梁海是清朝乌梁海三部之一,位于今天我国新疆阿勒泰地区和蒙古国西部巴彦乌列盖省等地,其相关历史研究在我国边地历史领域占有重要地位。自20世纪80年代以来,国内学者对阿尔泰乌梁海的历史研究取得了重大进展。文章通过对蒙古国和俄罗斯联邦图瓦共和国于2015年联合出版的《阿勒泰图瓦历史档案汇编》中收录的历史档案和《科布多政务总册》《近代新疆蒙古历史档案》以及阿勒泰地区各县市志等进行分析,对阿尔泰乌梁海左翼的总管世系考据、各旗旗名等提出了一些新的结论与思考。

关键词：阿勒泰图瓦人乌梁海边疆史阿尔泰乌梁海

基于多源遥感数据的夏玉米覆盖地表土壤水分协同反演研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：石家豪杨欢王富强孙培彦邓州市桑庄镇人民政府农业服务中心华北水利水电大学河南省黄河流域水资源节约集约重点实验室

土壤水分是陆-气界面物质与能量交换的关键参数，及时、准确地获取土壤水分信息，对于旱情监测、水资源管理以及农作物估产等具有重要意义。本研究基于Sentinel-1 SAR遥感数据与Sentinel-2光学遥感数据，系统分析了不同光学植被指数与... 详细信息

土壤水分是陆-气界面物质与能量交换的关键参数，及时、准确地获取土壤水分信息，对于旱情监测、水资源管理以及农作物估产等具有重要意义。本研究基于Sentinel-1 SAR遥感数据与Sentinel-2光学遥感数据，系统分析了不同光学植被指数与实测植被含水量之间的关系，优选融合植被指数(Fusion Vegetation Index，FVI)建立植被含水量估测模型，将其与植被微波散射模型—水云模型(Water Cloud Model，WCM)相结合，校正了植被层对SAR后向散射信号的影响。在此基础上，利用地表微波散射模型—Oh模型构建后向散射系数模拟数据库，基于查找表(Look Up Table， LUT)算法实现了VV和VH两种极化方式下夏玉米覆盖地表的土壤水分反演。结果表明：对于夏玉米等浓密植被覆盖地表，FVI能够更好地反映植被含水量特征，从而准确校正植被层的后向散射贡献量，基于FVI构建的植被含水量反演模型R2为0.693，RMSE为0.303 kg·m-2；植被校正后，VV和VH极化方式下土壤水分与SAR总后向散射系数之间的相关性分别提高了21.6%和27.9%；相比于VH极化方式，VV极化方式更适用于土壤水分的反演，夏玉米覆盖地表土壤水分反演结果与实测值之间的R2为0.672，RMSE为0.048 m3·m-3。研究成果可为浓密植被覆盖下土壤水分的遥感观测提供有力支撑。

关键词：土壤水分植被含水量夏玉米 WCM模型协同反演

基于小波变换的近70年燕山水库径流演变特征分析

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2023年第2期44卷 8-15页

作者：王雪彦范思聪王富强石家豪华北水利水电大学河南郑州450046 河南省燕山水库管理局河南平顶山467224 河南省黄河流域水资源节约集约利用重点实验室河南郑州450046

气候变化和人类活动的双重影响使得燕山水库入库径流发生了较为明显的变化。为准确揭示燕山水库入库径流演变特征,采用1955—2018年的入库径流资料,综合运用基尼系数和Mann-Kendall(M-K)非参数检验方法分析了径流年内、年际变化特征,并... 详细信息

气候变化和人类活动的双重影响使得燕山水库入库径流发生了较为明显的变化。为准确揭示燕山水库入库径流演变特征,采用1955—2018年的入库径流资料,综合运用基尼系数和Mann-Kendall(M-K)非参数检验方法分析了径流年内、年际变化特征,并应用Morlet小波变换的多辨分析功能分析了径流序列多尺度周期变化特征。结果表明:①燕山水库入库径流量年内分配极不均匀,其过程线呈单峰型,月径流峰值在20世纪80年代有峰值前移特点;②燕山水库年径流呈下降趋势,年径流突变点大致发生在1963年和1993年;③全年径流变化主周期为15年,春、夏、秋、冬季径流变化主周期分别为14年、12年、11年、3年,同时存在显著的“丰—枯”循环交替变化特征。研究结果可为燕山水库防洪调度和水资源合理利用提供参考。

关键词： Morlet小波分析法基尼系数径流演变燕山水库

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复合改性粉煤灰对磷的吸附性能

化工环保 2020年第2期40卷 180-185页

作者：石家豪韩非邱磊丁珣河北工业大学土木与交通学院天津300401

将粉煤灰(FA)与Na2CO3混合焙烧后浸渍负载Fe2+,制备了复合改性粉煤灰(CMFA)。通过多种手段对CMFA进行了表征,并将其用于含磷废水的吸附处理。表征结果显示:改性后的粉煤灰表面疏松多孔,比表面积增大了21倍,产生了金属盐类熔出物及羟基... 详细信息

将粉煤灰(FA)与Na2CO3混合焙烧后浸渍负载Fe2+,制备了复合改性粉煤灰(CMFA)。通过多种手段对CMFA进行了表征,并将其用于含磷废水的吸附处理。表征结果显示:改性后的粉煤灰表面疏松多孔,比表面积增大了21倍,产生了金属盐类熔出物及羟基氧化铁和羟基官能团。实验结果表明:当初始磷质量浓度为50 mg/L、吸附温度为20℃、溶液pH为4.3、CMFA投加量为5 g/L、吸附时间为30 min时,磷去除率可达98.01%,较FA的50.10%大幅提升;20℃时,CMFA对磷的饱和吸附量可达22.15 mg/g;用拟二级动力学模型可较准确地描述CMFA对磷的吸附过程,该过程为自发的吸热过程,符合Langmuir等温吸附模型,为以离子交换为主的化学吸附。

关键词：复合改性粉煤灰磷吸附废水处理

河南省黄河流域用水结构演变与空间均衡状态评价

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2023年第1期44卷 41-48页

作者：徐方圆石家豪韩宇平赵衡王富强华北水利水电大学水资源学院河南郑州450046 河南省黄河流域水资源节约集约利用重点实验室河南郑州450046

黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略后,分析和探究黄河流域用水结构的变化特征日趋重要。选取用水竞争激烈的河南省黄河流域为典型区域,采用信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数等方法,量化分析了所辖8个市用水结构的演变特征,... 详细信息

黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略后,分析和探究黄河流域用水结构的变化特征日趋重要。选取用水竞争激烈的河南省黄河流域为典型区域,采用信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数等方法,量化分析了所辖8个市用水结构的演变特征,并评价了用水结构的空间均衡状态。研究结果表明:河南省黄河流域的用水结构朝着良性循环的方向演化,用水结构未表现出单一的绝对优势;2010—2019年河南省黄河流域工业用水、生活用水的空间均衡状态未出现较大改变,而农业用水、生态用水的空间均衡程度明显下降;2019年农业用水和工业用水在各市的空间分布比较均衡,生活用水和生态用水空间分布相对集中。其中,农业用水比重较高的地市是新乡、焦作、濮阳等;工业用水结构相比于农业,整体均衡程度略低,洛阳、三门峡工业用水比例显著高于其余地市;生活用水、生态用水向郑州、开封、三门峡等地市集中,这些地市具有相似的用水特征,且用水量保持逐年增加的趋势,这在一定程度上加剧了区域差异性。研究成果可为河南省黄河流域调整用水结构、优化产业布局和水资源高效利用提供参考依据。

关键词：用水结构空间均衡信息熵洛伦茨曲线基尼系数

水生植被对河流悬移质含沙量垂线分布影响试验研究

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中国水运（下半月） 2021年第2期21卷 95-97页

作者：吴国英石家豪张文皎张源水利部黄河水利委员会黄河水利科学院研究院河南郑州450003 华北水利水电大学河南郑州450046

采用钢筋刚性材料和弹簧柔性材料模拟不同类型水生植被,通过水槽物理试验研究了水生植被类型、水生植被淹没度对水生植被对于河流含沙量垂线分布的影响规律。试验结果表明:(1)针对刚性、柔性水生植被,不同淹没度下河流悬移质含沙量垂线... 详细信息

采用钢筋刚性材料和弹簧柔性材料模拟不同类型水生植被,通过水槽物理试验研究了水生植被类型、水生植被淹没度对水生植被对于河流含沙量垂线分布的影响规律。试验结果表明:(1)针对刚性、柔性水生植被,不同淹没度下河流悬移质含沙量垂线分布规律相似,均表现为底部区域悬移质含沙量最高,越远离河底,含沙量越小,但含沙量变化幅度有所区别;(2)在单位面积植被种植不超过0.0061m2且泥沙粒径d50不超过0.019mm条件下,悬移质含沙量垂线分布描述由传统三分区法简化为两分区法。

关键词：水生植被含沙量垂线分布水槽物理试验淹没度

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茶树花黄酮类化合物研究进展

食品安全质量检测学报 2022年第4期13卷 1019-1026页

作者：生吉萍宿文凡石家豪施博轩中国人民大学农业与农村发展学院北京100872 海南大学国际旅游学院海口570228 中央民族大学信息工程学院北京100081

在我国悠久的种茶历史中,茶树花由于具有会与茶叶争夺营养的特点,常常作为废弃物处理,导致该资源得不到很好地开发和利用。研究发现,茶树花成分与茶叶基本相似,含有丰富的营养活性物质。随着越来越多的学者意识到茶树花的高价值,有关茶... 详细信息

在我国悠久的种茶历史中,茶树花由于具有会与茶叶争夺营养的特点,常常作为废弃物处理,导致该资源得不到很好地开发和利用。研究发现,茶树花成分与茶叶基本相似,含有丰富的营养活性物质。随着越来越多的学者意识到茶树花的高价值,有关茶树花营养成分及生理功能的研究逐渐深入开展。茶树花中黄酮类化合物含量高于其他花卉。黄酮类物质具有抗氧化、降血脂、抗菌及抗病毒、抗肿瘤、抗炎等生物活性,可作为制备保健食品或药品的良好原料。目前从茶树花中提取黄酮物质的常用方法有热回流提取法、有机溶剂萃取法、超声和微波辅助萃取法等,分离纯化方法有柱层析色谱法,化学成分检测方法常用色谱质谱联用法。本文在分析黄酮类化合物的基本结构和理化性质的基础上,总结了茶树花黄酮类化合物生理功能,综述了其提取分离、纯化、检测方法的研究进展,旨在为大规模开发和利用茶树花黄酮提供技术储备,为今后深入研究与广泛应用提供参考。

关键词：茶树花黄酮类化合物生理功能提取分离检测技术