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顾及局部-全局特征多尺度卷积注意力网络的点云地物分类方法

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地球信息科学学报 2024年

作者：隋心郝玉婷陈志键王长强史政旭徐爱功辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院大连舰艇学院军事海洋与测绘系

由于点云的非结构化和无序性，现有的深度学习点云分类网络存在局部特征和全局特征挖掘不充分并且缺乏有效的上下文特征融合的问题，难以实现地物精细分类。因此，本文提出了一种顾及局部-全局特征多尺度卷积注意力网络的点云地物分类... 详细信息

由于点云的非结构化和无序性，现有的深度学习点云分类网络存在局部特征和全局特征挖掘不充分并且缺乏有效的上下文特征融合的问题，难以实现地物精细分类。因此，本文提出了一种顾及局部-全局特征多尺度卷积注意力网络的点云地物分类方法。首先，针对点云的非结构性，构建局部加权图学习中心点和邻域点的位置关系，动态调整核权重，以获得更具代表性的局部特征。同时提出全局图注意力模块，考虑各点之间的全局空间分布，应对点云无序性的同时，可以有效捕获全局上下文特征，从而有效整合不同尺度信息。此外，设计自适应加权池化模块进一步实现局部和全局特征的自适应融合，最大程度提高网络的分类性能。应用开源Toronto-3D点云数据集和实测校园点云数据集验证本文方法有效性，实验结果表明，在Toronto-3D数据集本文方法的OA和MIoU分别为97.21%和85.46%，相较于Pointnet++、DGCNN、RandLA-Net、BAAF-Net和BAF-LAC等网络模型，OA提升了1.99%～8.21%,MIoU提升了3.23%～35.86%，在校园数据集本文方法的OA和MIoU分别为97.38%和85.70%,OA提升了0.58%～10.53%,MIoU提升了2.01%～32.01%，实现了复杂场景下高精度、高效率的自动化地物精细分类。

关键词：深度学习点云地物分类特征增强多尺度融合动态图卷积注意力机制自适应池化

1株反硝化细菌的筛选鉴定及其基于响应面法的脱氮条件优化

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水处理技术 2024年第3期50卷 122-126页

作者：黄芊驰李少杰徐崇欣隋心王歆黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室黑龙江省普通高校分子生物学重点实验黑龙江哈尔滨150080

从污水处理厂采集的污泥样品中分离、筛选出1株具有较高好氧反硝化性能的菌株,命名为X_(3)。通过菌落形态特征、染色特征观察以及16S rDNA分子鉴定,初步确定该菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber)。为了明确该菌株的脱氮特性,通过单因素... 详细信息

从污水处理厂采集的污泥样品中分离、筛选出1株具有较高好氧反硝化性能的菌株,命名为X_(3)。通过菌落形态特征、染色特征观察以及16S rDNA分子鉴定,初步确定该菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber)。为了明确该菌株的脱氮特性,通过单因素试验,确定了菌株的最佳碳源为葡萄糖,最佳C/N比为10。利用响应面分析方法考察温度、pH以及转速三个因素相互作用对菌株脱氮能力的影响。研究结果表明,菌株X_(3)在32.24℃,pH为6.65,180.79 r/min为最佳培养条件。最佳条件下培养48 h后,NO_(3)^(-)-N去除率可达96.99%,同时没有NO_(2)^(-)-N的产生。筛选获得的好氧反硝化菌株X_(3)可以作为生物脱氮菌剂开发和相关脱氮机制研究的候选菌株。

关键词：好氧反硝化细菌分离鉴定污水处理脱氮特性响应面法

基于点云特征的改进RANSAC地面分割算法

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导航定位学报 2024年第1期12卷 106-114页

作者：隋心王思语罗力陈志键史政旭张杰郝玉婷辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 辽宁省自然资源事务服务中心辽宁省地理空间成果应用中心沈阳110086

针对室外复杂场景下,轻量级和地面优化的激光雷达里程计与测图(LeGO-LOAM)算法由于地面分割不精确而导致算法定位精度降低的问题,提出一种基于改进随机一致性采样(RANSAC)的多线程地面分割算法:相较于传统RANSAC算法,该算法舍弃从全部... 详细信息

针对室外复杂场景下,轻量级和地面优化的激光雷达里程计与测图(LeGO-LOAM)算法由于地面分割不精确而导致算法定位精度降低的问题,提出一种基于改进随机一致性采样(RANSAC)的多线程地面分割算法:相较于传统RANSAC算法,该算法舍弃从全部原始数据中随机选取种子点拟合地面模型的迭代方式,首先利用点云高程、曲率等点特征信息挑选出所有小于高程、曲率等阈值的种子点以构建种子点集合,并根据种子点集合中的种子点数量判断是否需要多线程处理;然后根据判断结果从种子点集合中选择种子点子集进行地面拟合;最后比较各地面模型所包含的点云数量以获得最优地面模型参数以及地面点云集;地面分割精度的提高有效地降低了LeGO-LOAM算法的定位误差。实验结果表明,在室外复杂场景下所提出的地面分割算法分割效果更好,杂点更少;相较于原LeGO-LOAM算法,改进算法的定位误差降低至3.73 m,平面均方根误差降低了20.8%。

关键词：轻量级和地面优化的激光雷达里程计与测图(LeGO-LOAM) 随机一致性采样(RANSAC) 地面分割室外定位

污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险

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微生物学通报 2024年第1期51卷 36-49页

作者：姜波王旭一黄青隋心杨唐惠晓亮张展鹏高晓东青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520 青岛首创瑞海水务有限公司山东青岛266000

污水处理厂是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)和抗生素抗性细菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)重要的源和汇,生物气溶胶是ARGs和ARB自污水处理厂向周边环境释放的关键载体。目前缺乏对污水处理厂生物气溶胶抗... 详细信息

污水处理厂是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)和抗生素抗性细菌(antibiotic resistant bacteria,ARB)重要的源和汇,生物气溶胶是ARGs和ARB自污水处理厂向周边环境释放的关键载体。目前缺乏对污水处理厂生物气溶胶抗生素抗性污染特征、来源及潜在风险的系统性总结。本文从采样方法、检测方法、逸散特征、来源、潜在危害和风险评估等方面对污水处理厂抗生素抗性污染研究现状进行综述。惯性采样法和过滤法是常用的污水处理厂抗生素抗性生物气溶胶主要采集方法,而宏基因组测序、组装和分箱为其ARGs组成、可移动性和宿主提供了有效的检测方法,抗多药类、抗杆菌肽类、抗氨基糖苷类、抗四环素类、抗β-内酰胺类、抗磺胺类、抗大环内酯类和抗糖肽类等抗性基因在污水处理厂PM10、PM_(2.5)和PM_(1.0)颗粒物中广泛检出。格栅间、生化反应池和污泥处理单元是污水处理厂PM10、PM_(2.5)和PM_(1.0)负载ARGs和ARB的主要释放单元。污水处理厂不同粒径生物气溶胶中致病性ARB的存在增加了抗生素治疗的难度,而污水和污泥对ARGs和ARB的释放起到了重要的源的贡献。本文在研究内容、研究技术和控制策略等方面也提出了相关展望,以期为污水厂生物气溶胶抗生素抗性污染的监测和防护提供参考和借鉴。

关键词：污水处理厂抗生素抗性污染特征来源潜在风险

负载藜麦皂苷Pickering乳液的制备、性质表征和体外消化特性

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中国食品添加剂 2024年第2期35卷 79-87页

作者：隋心宋士新陶立王严超于雷吉林农业大学食品科学与工程学院长春130118 吉林农业大学小麦和玉米深加工国家工程研究中心长春130118

由于藜麦皂苷具有苦味,对人体黏膜有刺激性作用,研究用新型Pickering乳液递送系统包埋藜麦皂苷。制备了不同藜麦皂苷添加量、大豆油含量的多组乳液。通过表征乳液的包埋率、粒径、流变、微观结构、色度和苦味值对乳液性质进行研究,通过... 详细信息

由于藜麦皂苷具有苦味,对人体黏膜有刺激性作用,研究用新型Pickering乳液递送系统包埋藜麦皂苷。制备了不同藜麦皂苷添加量、大豆油含量的多组乳液。通过表征乳液的包埋率、粒径、流变、微观结构、色度和苦味值对乳液性质进行研究,通过模拟体外消化实验测定负载藜麦皂苷Pickering乳液中藜麦皂苷在消化过程中的释放情况和生物利用率。结果表明,藜麦皂苷含量为1%(w/v)、大豆油含量为80%(v/v)的Pickering乳液(1%-80%)具有最高的包埋率、最小的粒径、最致密的微观结构和最稳定的乳液状态,并且可以有效遮盖藜麦皂苷的苦味。1%-80%组负载藜麦皂苷Pickering乳液在消化过程中藜麦皂苷释放较为缓慢,藜麦皂苷释放百分比较高且其生物利用率较高。因此,1%-80%组负载藜麦皂苷Pickering乳液具有良好的性质,可以作为递送系统包埋藜麦皂苷,在食品工业、医药领域上具有广阔的应用前景。

关键词：藜麦皂苷荞麦蛋白 Pickering乳液包埋率体外消化

负载藜麦皂苷Pickering乳液的制备及其性质研究

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负载藜麦皂苷Pickering乳液的制备及其性质研究

作者：隋心吉林农业大学

学位级别：硕士

本研究以荞麦蛋白胶体颗粒为乳化剂制备了不同藜麦皂苷添加量、不同油含量的Pickering乳液。首先对九组乳液的性质进行表征,探究皂苷添加量和油含量对乳液性质的影响。选择了不同皂苷添加量的三组乳液,以粒径、流变特性、包埋率、乳析... 详细信息

本研究以荞麦蛋白胶体颗粒为乳化剂制备了不同藜麦皂苷添加量、不同油含量的Pickering乳液。首先对九组乳液的性质进行表征,探究皂苷添加量和油含量对乳液性质的影响。选择了不同皂苷添加量的三组乳液,以粒径、流变特性、包埋率、乳析指数和微观结构为指标,探究温度、盐浓度、p H和贮藏条件等对乳液稳定性的影响。模拟体外消化试验筛选出最佳的缓释递送乳液体系。通过体外抗菌试验探究负载藜麦皂苷Pickering乳液经过消化后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌的抗菌特性。其结果如下:1.负载藜麦皂苷Pickering乳液的制备及性质分析以荞麦蛋白胶体颗粒为固体乳化剂制备了皂苷添加量分别为1%、3%、5%(w/v)且油含量分别为60%、70%、80%(v/v)的九组Pickering乳液,并对乳液的包埋率、色度、粒径、微观结构、流变特性、Zeta电位和苦味变化进行了表征。结果发现油含量80%的三组乳液包埋率较高,具有较好的类固体特性、凝胶结构和粘度。九组乳液的粒径均较小,其中皂苷添加量1%,油含量80%(1-80%)的乳液的粒径最小(2.76μm)。乳液的微观结构随油含量和皂苷添加量的变化而变化,其中1-80%组乳液的微观结构最均一、致密。皂苷添加量少、油含量多的乳液具有较高的Zeta电位值。1-80%组乳液能够有效的遮盖苦味且没有苦味回味。油含量和皂苷添加量均会对乳液的性质产生影响。油含量80%的三组乳液具有较好的性质,其中1-80%组乳液最佳。2.负载藜麦皂苷Pickering乳液的稳定性研究制备皂苷添加量分别为1%、3%、5%(w/v),且油含量为80%(v/v)的三组乳液,并进行不同条件的处理。以乳液的粒径、流变特性、包埋率、微观结构和乳析指数为指标,探究三组乳液的稳定性。结果表明皂苷添加量1%的乳液在不同条件下能够保持稳定的状态,具有较好的热稳定性、离心稳定性、盐浓度稳定性、p H稳定性以及贮藏稳定性。3.负载藜麦皂苷Pickering乳液的体外消化及抗菌特性研究制备了皂苷添加量分别为1%、3%、5%(w/v)、且油含量分别为60%、70%、80%(v/v)的九组乳液。通过模拟体外消化试验测定了消化过程中皂苷释放百分比、游离脂肪酸释放和皂苷的生物利用度。结果发现1-80%组乳液释放皂苷缓慢,皂苷最终释放百分比、游离脂肪酸释放量和生物利用度较高,是最适合作为缓释体系的乳液。结合乳液稳定性结果选择1-80%组乳液进行抗菌试验。通过测定抑菌圈直径、最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)、动态杀菌曲线和细胞内容物释放情况验证了负载皂苷的乳液经过消化后对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肠炎沙门氏菌均具有抗菌作用,且抗菌作用具有持久性,其中对金黄色葡萄球菌的抗菌效果最佳。1-80%组乳液在缓释递送和抗菌方面具有较高的应用潜力。

关键词：藜麦皂苷荞麦蛋白 Pickering乳液体外消化抗菌活性

顾及ISB/IFB的多GNSS RTK/INS紧组合导航方法

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测绘学报 2022年第11期51卷 2265-2272页

作者：郝雨时孙剑伟隋心徐爱功施闯北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083 中国电子科技集团公司第十五研究所北京100083 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 卫星导航与移动通信融合技术工信部重点实验室北京100083

为解决不同GNSS间信号差异引起的多GNSS RTK/INS紧组合导航应用中卫星系统间模糊度固定失败的问题,本文提出顾及ISB/IFB的多GNSS RTK/INS紧组合导航方法,以进一步发挥多GNSS在复杂环境下的互补性和灵活性。本文推导了顾及ISB/IFB的多GNS... 详细信息

为解决不同GNSS间信号差异引起的多GNSS RTK/INS紧组合导航应用中卫星系统间模糊度固定失败的问题,本文提出顾及ISB/IFB的多GNSS RTK/INS紧组合导航方法,以进一步发挥多GNSS在复杂环境下的互补性和灵活性。本文推导了顾及ISB/IFB的多GNSS RTK/INS紧组合导航观测方程,给出了综合利用抗差估计方法和粒子群优化的ISB/IFB参数估计方法。试验结果表明,顾及ISB/IFB参数可以在一定程度上提高卫星系统间模糊度固定成功率;结合抗差估计方法提高卡尔曼状态估计浮点解精度,可显著提高多GNSS RTK/INS紧组合导航系统在复杂环境下的系统间模糊度固定成功率与导航精度。

关键词： ISB/IFB GNSS RTK/INS紧组合导航系统抗差估计粒子群优化

模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响

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环境科学 2022年第9期43卷 4674-4683页

作者：翁晓虹隋心李梦莎刘赢男张荣涛杨立宾黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心哈尔滨150500 黑龙江大学生命科学学院黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室哈尔滨150080 黑龙江省科学院自然与生态研究所哈尔滨150040

大气氮沉降会对湿地土壤微生物的结构和功能产生显著影响,因此研究不同浓度氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响,对于保护和利用湿地生态系统具有重要意义.采用Biolog-Eco技术探究了连续5 a模拟氮沉降对小叶章湿地... 详细信息

大气氮沉降会对湿地土壤微生物的结构和功能产生显著影响,因此研究不同浓度氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响,对于保护和利用湿地生态系统具有重要意义.采用Biolog-Eco技术探究了连续5 a模拟氮沉降对小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响.结果表明:①长期的氮素施加会显著改变小叶章湿地土壤含水量(SMC)、pH、硝态氮(NO_(3)^(-))、铵态氮(NH_(4)^(+))、溶解性有机碳(DOC)和总氮(TN)的含量(P高氮(HN)>低氮(LN).低氮处理显著降低了土壤微生物香农(Shannon)指数(P<0.05),高氮处理显著降低了土壤微生物皮卢(Pielou)指数(P<0.05).③不同氮浓度下土壤微生物碳源利用能力显著不同,其中低氮处理显著抑制了土壤微生物对糖类、醇类、胺类和酸类的利用强度(P<0.05);高氮处理显著促进了微生物对酯类的利用,但高氮使土壤微生物对糖类、胺类和酸类碳源产生抑制作用(P<0.05).④冗余分析显示,NH_(4)^(+)、DOC和pH是影响三江平原小叶章湿地土壤微生物碳代谢能力的主要环境因子.长期氮沉降会导致土壤微生物功能多样性的降低,有关碳源底物利用的微生物活性也明显降低,并且微生物对单一碳源底物的利用能力也发生改变.

关键词：小叶章湿地土壤微生物土壤理化碳源利用能力 Biolog-Eco微平板技术

利用UWB/LiDAR里程计的室内高精度定位方法

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测绘科学 2022年第2期47卷 1-7,38页

作者：徐爱功张涵宋佳鹏隋心辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000

针对超宽带(UWB)室内高精度定位中,易受非视距(NLOS)误差而导致定位不连续的问题,该文首先采用小波变换对RTT解算的测距异常值进行削弱,然后将UWB与LiDAR进行组合,综合利用UWB测距值以及LiDAR里程计所提供的距离和角度信息构建量测方程... 详细信息

针对超宽带(UWB)室内高精度定位中,易受非视距(NLOS)误差而导致定位不连续的问题,该文首先采用小波变换对RTT解算的测距异常值进行削弱,然后将UWB与LiDAR进行组合,综合利用UWB测距值以及LiDAR里程计所提供的距离和角度信息构建量测方程,最后通过扩展卡尔曼滤波进行定位解算。实验结果表明,该文提出的UWB/LiDAR里程计组合定位方法,实现了室内障碍物遮挡情况下的连续高精度定位,定位精度可达到亚分米级。

关键词： UWB 非视距 LiDAR里程计高精度定位