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基于图神经网络的时空数据挖掘

基于图神经网络的时空数据挖掘

作者：陈树沛电子科技大学

学位级别：硕士

随着移动传感和无线通信技术的发展,基于位置信息的社交网络（LBSN）和服务（LBS）越来越多地出现在人们的日常生活中。这些应用在服务过程中产生了大量的时空数据,隐含着用户的移动规律和活动意图信息。这些信息可以为其它下游应用提... 详细信息

随着移动传感和无线通信技术的发展,基于位置信息的社交网络（LBSN）和服务（LBS）越来越多地出现在人们的日常生活中。这些应用在服务过程中产生了大量的时空数据,隐含着用户的移动规律和活动意图信息。这些信息可以为其它下游应用提供信息支撑,并促进各种时空数据挖掘任务研究。在各类时空数据挖掘任务中,轨迹用户链接（Trajectory-User Linking,TUL）问题的目的是将轨迹分类到生成该轨迹的用户,使模型更好地捕捉LBSN用户的移动规律,建模用户个人画像。以往的时空数据挖掘算法使用词嵌入技术学习LBSN轨迹中轨迹点（POI）的表示,并使用循环神经网络进行轨迹的序列学习,实现最后的多分类任务。尽管这些工作取得了良好的成绩,但是仍然面临着如下两个挑战:第一,没有充分挖掘轨迹点的地理位置信息,仅从轨迹序列数据中无法学习到有辨识性的轨迹点表示。第二,没有足够数量和质量的LBSN轨迹数据进行轨迹点的表示学习。利用词嵌入技术进行轨迹点的表示学习需要使用大量的轨迹数据,但是由于LBSN轨迹数据的稀疏和目标用户标签数据量的不足,已有信息难以构建大规模的有效数据。这两个挑战给轨迹点表示学习带来了困难。基于数据增强的方法可以有效补充数据,提升轨迹点的表示学习效果,但是也增加了计算量和内存占用。针对以上提到的轨迹点表示学习挑战,本文利用用户历史轨迹构建轨迹图,将LBSN轨迹数据从序列形式转化为图数据形式,这样有效地扩展了轨迹点表示学习的处理空间,使用户轨迹中的地理位置信息和历史访问信息都得到完整保留。基于轨迹图,本文提出了两个TUL解决算法。首先,本文结合图神经网络和循环神经网络提出GNNTUL算法。该算法使用归纳式的图神经网络对大规模的轨迹图进行学习,获取轨迹点的低维向量表示,再使用循环神经网络实现轨迹序列学习及最后的分类预测。接着,受自监督学习启发,本文结合图对比学习和自注意力机制提出GCLTUL算法。该算法使用基于对比学习机制的图神经网络模型进行轨迹图节点表示学习,使节点表示之间更具有辨识性。本算法使用自注意力机制代替循环神经网络,可以更好地捕获轨迹序列中远距离的依赖关系。本文在2个公开的LBSN轨迹数据集上对GNNTUL模型和GCLTUL模型进行综合评估,实验结果表明,GNNTUL模型和GCLTUL模型的表现优于现有的算法。

关键词：轨迹数据挖掘表示学习图神经网络对比学习注意力机制

改性膨润土的制备及其对室内污染气体甲醛吸附的研究

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改性膨润土的制备及其对室内污染气体甲醛吸附的研究

作者：陈树沛南京林业大学

学位级别：硕士

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们对自己的居住条件要求也不断提高。然而室内建材及建筑装修材料散发出大量的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,简称VOC)严重恶化了室内空气品质,甲醛就是其中常见的一种挥发性... 详细信息

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们对自己的居住条件要求也不断提高。然而室内建材及建筑装修材料散发出大量的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,简称VOC)严重恶化了室内空气品质,甲醛就是其中常见的一种挥发性有机污染源,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。膨润土是我国含量丰富的一种黏土矿物,是一种无机微孔材料,由于其结构上的多孔使其具有选择性吸附、催化性能。本文以钙基膨润土为原料,制备了一系列常见的改性膨润土:钠化膨润土、酸化膨润土和有机膨润土,并对其矿物学和物理化学性质进行了测试和表征。通过对原钙基膨润土进行一系列改性,膨润土在结构特征、比表面积、有机碳含量和层间距等方面都发生了变化。分析这些膨润土对甲醛气体的吸附性能发现,膨润土对于甲醛都有一定的吸附性。酸化膨润土对于甲醛的吸附净化效果相对最佳,钠化膨润土和原钙基膨润土次之。膨润土对甲醛的吸附主要是膨润土的表面物理吸附。钙基膨润土和钠化膨润土对于甲醛的吸附可能还源于其表面水膜对甲醛的溶解;酸化膨润土的机理则可能因为表面的酸性和质子以及其层间水可能与甲醛发生质子化作用;有机膨润土除了表面吸附外,对甲醛的“相似相溶”的分配也是其吸附机理之一。CTMAB系列有机膨润土对甲醛的吸附为放热过程,其他类型膨润土的吸附可能为吸热的过程。筛选出效果较好的膨润土(原钙基膨润土、钠化膨润土和酸化膨润土)与光催化技术相结合,制备出TiO2-膨润土,研究其吸附效果。研究发现TiO2膨润土对甲醛的吸附净化分两个阶段:吸附净化和光催化净化,两者相互综合、相互促进。在实验条件下,TiO2钙基膨润土优于TiO2钠基膨润土,酸化膨润土则在此相对较差。最后以酸化膨润土为吸附剂,利用箱体进行中试。酸化膨润土能够有效的吸附甲醛,在短时间内使箱体中的甲醛浓度降低,空气中的甲醛浓度能够达到国家标准以下。在酸化膨润土的吸附容量达到饱和前,酸化膨润土都能够具有很好的吸附效率。综合各种实验数据及理论分析,膨润土是一种优良的治理室内甲醛污染的吸附剂,能够有效的消除室内空气中的甲醛污染,用于室内污染治理将有广阔的应用前景。

关键词：改性膨润土室内污染甲醛吸附防治

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环保挑战下江门市电镀行业的发展策略

电镀与涂饰 2014年第8期33卷 356-358页

作者：陈树沛广东省江门市新会区环境监测站广东江门529100

电镀是江门市主要的重金属排放行业。分析了江门市电镀行业现状与面对的环保压力,并从产业布局、企业升级、环保监管、环境修复等方面提出了相应的应对策略,为电镀行业的转型升级提供参考。

关键词：电镀行业环保发展策略

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高效长序列水位预测模型的研究与实现

电子科技大学学报 2023年第4期52卷 595-601页

作者：黄颖许剑周子祺陈树沛周帆曹晟国能大渡河大数据服务有限公司技术管理中心成都610041 电子科技大学信息与软件工程学院成都610054 电子科技大学计算机科学与工程学院成都611731

序列预测旨在利用历史序列模式信息预测未来长时间跨度的趋势,在工业领域具有众多的实际应用需求。针对工业数据序列预测问题中时序长度较长的特点,提出了一种高效的自注意力机制以适用于长序列数据建模与预测。该模型构建了新的嵌入表... 详细信息

序列预测旨在利用历史序列模式信息预测未来长时间跨度的趋势,在工业领域具有众多的实际应用需求。针对工业数据序列预测问题中时序长度较长的特点,提出了一种高效的自注意力机制以适用于长序列数据建模与预测。该模型构建了新的嵌入表示,增加了池化操作,并且使用了生成式推断,实现长距离依赖建模和时序信号预测。相比之前的自注意力模型,该模型有效解决了现有方法在面对长序列预测时存在的预测精度不足、训练耗时过长等问题。在大规模水电站水轮机顶盖水位预测这一实际工业应用场景中,相比其他基准模型,该模型显著提高了长序列水位预测的精度和效率。

关键词：深度学习工业大数据长序列预测神经网络注意力机制

江门市污染源在线监控系统数据的应用现状研究

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环境科学与管理 2014年第3期39卷 137-139页

作者：陈树沛广东省江门市新会区环境监测站广东江门529100

近年来,江门市加大了污染源在线监控系统的建设,以进一步提升对污染源的监控能力,让信息化介入环境保护事业中。相对于传统的环境监测方式,污染源在线监控作为一种先进技术,其数据在提高监督执法效率和管理水平等方面具有突出优势。但... 详细信息

近年来,江门市加大了污染源在线监控系统的建设,以进一步提升对污染源的监控能力,让信息化介入环境保护事业中。相对于传统的环境监测方式,污染源在线监控作为一种先进技术,其数据在提高监督执法效率和管理水平等方面具有突出优势。但因污染源在线监控系统运营和管理的问题,目前江门市污染源在线监控数据未能得到充分利用。结合江门市的实际状况,可从监督管理、第三方运营和计量检定等方面解决改善现状的方法,以最大限度发挥污染源在线监控系统在环境管理中的作用。

关键词：江门市污染源在线监控系统环境管理应用

《环境污染刑事案件司法解释》第十一条之浅谈——以基层环境监测站为视角

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环境科学导刊 2014年第3期33卷 60-61,72页

作者：陈树沛江门市新会区环境监测站广东江门529100

从基层监测站角度出发,就两高院《关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》中第十一条规定的内容进行探讨,并就基层监测站该如何应对本规定提出了看法。

关键词：环境污染刑事案件司法解释第十一条环境监测站基层

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黏土矿物中重金属离子的吸附规律及竞争吸附

生态学报 2007年第9期27卷 3811-3819页

作者：张金池姜姜朱丽珺陈树沛李海东南京林业大学森林资源与环境学院江苏南京210037 南京林业大学信息科学与技术学院江苏南京210037

采用等温吸附法,研究了重金属铜、铅、镉、镍在膨润土中的吸附特征,发现膨润土对铜、铅的吸附明显强于镉、镍,吸附强度大小顺序为Pb2+>Cu2+>Ni2+>Cd2+。Langmuir和Freundlich方程对这4种金属离子等温吸附的拟合均呈极显著关系。Pb2+、C... 详细信息

采用等温吸附法,研究了重金属铜、铅、镉、镍在膨润土中的吸附特征,发现膨润土对铜、铅的吸附明显强于镉、镍,吸附强度大小顺序为Pb2+>Cu2+>Ni2+>Cd2+。Langmuir和Freundlich方程对这4种金属离子等温吸附的拟合均呈极显著关系。Pb2+、Cd2+、Ni2+分别与Cu2+的双组分竞争吸附表明,黏土矿物对4种离子具有"选择性吸附"。在Pb2+、Ni2+、Cd2+的存在条件下,黏土矿物对Cu2+的吸附产生不同程度的下降;100mg/LCu2+对Pb2+的影响不大,但可完全抑制Ni2+、Cd2+的吸附。建立了IAS和LCA模型来预测Pb2+与Cu2+的双组分竞争吸附,并对LCA模型进行修正,提出了更符合实际情况的竞争吸附模型。文章最后用LCA修正模型对Pb2+与Cu2+的双组分竞争吸附进行了模拟。

关键词：重金属黏土矿物等温吸附竞争吸附