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基于KNN-SVM的混合气体检测方法研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 117-124页

作者：孙超胡润泽吴中旭刘年松丁建军江汉大学智能制造学院湖北武汉430056 精细爆破国家重点实验室湖北武汉430056

当今混合气体检测的研究中,针对多组分气体数据进行分类预测的数学算法百花齐放,如何快速且准确的检测出气体的成分和浓度逐渐成为当今研究的热门。然而在一些研究中,气体数据特征难以捕捉和判断,泛化能力不足,对气体数据进行分类预测... 详细信息

当今混合气体检测的研究中,针对多组分气体数据进行分类预测的数学算法百花齐放,如何快速且准确的检测出气体的成分和浓度逐渐成为当今研究的热门。然而在一些研究中,气体数据特征难以捕捉和判断,泛化能力不足,对气体数据进行分类预测的精度和效率表现较差。为此,针对一些数据偏差和泛化误差无界的问题,提出了一种K最近邻-支持向量机(KNN-SVM)算法,对一些难以作出分类的模糊气体数据进行二次分类,采用KNN和SVM两种算法共同抉择,更加全面的捕捉数据特征,根据实验确定各自算法的权重比从而提高判别气体类别的准确率,两种算法的集成也能提高算法的效率,对于不同种类的气体也能有良好的适应性的稳定性。该实验气体组分由12 mg·L^(-1)的C_(2)H_(2)、NO_(2)、SF_(6),10 mg·L^(-1)的NO_(2)、SF_(6)和5 mg·L^(-1)的C_(2)H_(2)(背景气体皆为N_(2))以及两瓶纯N_(2)的气瓶组成;通过互相混合和与N_(2)配比制备出实验设定的气体浓度。实验过程通过单一气体的检测可分别对三种气体获得60组训练集,并通过这60组数据可进行线性拟合得到每种气体的拟合线,得到气体浓度与气体吸收峰值的关系,通过实验检测得到的三种气体拟合线,其中C_(2)H_(2)拟合线的调整后R^(2)为0.991,NO_(2)拟合线的调整后R^(2)为0.981,SF_(6)拟合线的调整后R^(2)为0.987,可得气体检测的准确性。再通过互相混合进行检测可分别获得40组训练集,采用KNN-SVM算法对混合气体进行分类和预测,后通过拟合线即可反演出混合气体中每种气体的浓度。将该算法与传统SVM算法进行各种分类指标对比均可显示出该算法的有效性和优越性。实验结果表明,KNN-SVM算法在气体分类预测方面表现出卓越的性能,准确率高达99.167%,AUC(area under curve)值达99.375%。这一算法不仅提高了气体检测的准确性,还增强了泛化能力可适应多样化的气体组分,为实时气体检测系统提供了有力支持。

关键词：光声光谱气体检测 KNN-SVM 分类预测

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高光谱预处理方法与多模型在分类判别中的对比研究

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 125-132页

作者：居雷于洁吴炎淼李丽卢天丁亚萍束茹欣上海烟草集团有限责任公司技术中心上海200082 上海大学化学系上海200444 上海数之微信息科技有限公司上海200444

高光谱技术能够快速、无损地获取丰富的信息,在植物研究和监测中已成为一种广泛应用的工具。茄科植物作为一种重要的经济农作物,与高光谱技术结合进行研究具有巨大的应用潜力。本研究采用高光谱技术对茄科植物的初烤后不同部位叶片进行... 详细信息

高光谱技术能够快速、无损地获取丰富的信息,在植物研究和监测中已成为一种广泛应用的工具。茄科植物作为一种重要的经济农作物,与高光谱技术结合进行研究具有巨大的应用潜力。本研究采用高光谱技术对茄科植物的初烤后不同部位叶片进行分类研究。采用Field Spec 3光谱辐射仪对293份不同部位的茄科植物粉末样本进行高光谱采样,采用S-G平滑以及一阶导数和二阶导数的方法对数据进行预处理,用于信息增强和去除噪声,并通过偏最小二乘法对数据进行降维,以减少冗余特征。基于降维数据,采样支持向量机、逻辑回归、K近邻、决策树、随机森林和梯度提升决策树这六种机器学习算法建立分类模型。结果显示,在分类任务中,经过一阶导数处理后,支持向量机模型最佳,在训练集和测试集上分别实现了100.0%和84.7%的准确率。经网格参数优化后确定最优参数为:最大深度不限制,最小样本分割数为4,估计器数量为200。参数优化后五折交叉验证准确率为88.1%,训练集准确率为100%,测试集准确率为86.4%。研究结果表明,预处理方法结合降维方法能够增强数据信息使得分类模型能够更好地捕捉茄科植物样本的特征。该研究对于快速、准确、无损地区分茄科植物的部位具有重要意义。

关键词：高光谱部位分类机器学习

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基于DNA条形码的长江流域沼蛤序列和形态多样性分析

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湖泊科学 2025年第1期37卷 194-203,I0020-I0023页

作者：肖杨刘凯王英才刘洋洋周旋梁建奎雷琦李珏纯杨瑞张瑞雷彭玉上海海洋大学环境DNA技术与水生态健康评估工程中心上海201306 生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心武汉430010 中国南水北调集团中线有限公司北京100038

近年来,水利水电工程中暴发了沼蛤(淡水壳菜)污损问题,不同程度地影响了水利和水电工程的输水、生产等安全,引起了国内外社会广泛关注。本文研究结果显示,沼蛤在长江流域主要分布于四川及以下的低海拔区,四川以上高海拔区未见记录;基于... 详细信息

近年来,水利水电工程中暴发了沼蛤(淡水壳菜)污损问题,不同程度地影响了水利和水电工程的输水、生产等安全,引起了国内外社会广泛关注。本文研究结果显示,沼蛤在长江流域主要分布于四川及以下的低海拔区,四川以上高海拔区未见记录;基于COI和ITS 1基因联合构建的系统发育树分析显示,长江流域沼蛤可能存在两个类群,其中COI序列A+T含量(64.7%)显著高于C+G含量(35.3%),种内遗传距离范围为0~0.123;COI序列总单倍型多样性指数为0.893,核苷酸多样性指数为0.069;ITS 1序列A+T含量为45.3%,C+G含量为54.7%,种内遗传距离范围为0~0.061;ITS 1序列总单倍型多样性指数为0.679,核苷酸多样性指数为0.028。基于COI基因分析的两个亲缘关系类群间的遗传分化系数为0.844,基因差异分化系数为0.118;基于ITS 1基因分析的相应参数分别为0.927和0.492。基于形态学特征分析显示,长江流域沼蛤的长高比、长宽比和韧带长度差异显著,可明显分成两个类群,且与COI和ITS 1基因分析显示的两个类群相对应。基于栖息生境分析显示,长江流域沼蛤类群1主要生活在水流较缓、底质以卵石为主的区域,表现为缓流型;类群2主要生活在水流较急、底质以泥沙为主的区域,表现为激流型,对环境的适应性更强,分布范围较类群1更广,在传播扩散能力方面表现更强。本研究有助于了解长江流域沼蛤基础生物学信息,可为流域沼蛤的综合防控提供重要参考。

关键词：淡水壳菜 COI基因 ITS 1基因形态特征栖息生境

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《黄帝内经》“全”之养生内涵发微

中医药导报 2025年

作者：杨丽刘思淇李良松北京中医药大学

中医学整体观念是独有的特色理论,同样也是养生思想的目的意义所在,依照对《黄帝内经》的文献整理,可用“全”作为高度概括其养生整体观念内涵。以“全”为线索,参考现代科学理论、道家养生学说及后世医家养生家观点,深入挖掘《黄帝内... 详细信息

中医学整体观念是独有的特色理论,同样也是养生思想的目的意义所在,依照对《黄帝内经》的文献整理,可用“全”作为高度概括其养生整体观念内涵。以“全”为线索,参考现代科学理论、道家养生学说及后世医家养生家观点,深入挖掘《黄帝内经》的整体观,发掘《黄帝内经》养生之道是通往圣人境界的路径及层次,总结为5个部分:全息通天、全形通变、全神通灵、全德通道、全真通元,对于中医学养生思想的探究具有重要意义。

关键词：养生《黄帝内经》全息全形全神全德全真整体观念

荆防颗粒治疗急性缺血性脑卒中作用机制的网络药理学分析

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青岛大学学报(医学版) 2025年

作者：齐健娇曹学雷孙锦平青岛大学附属医院急诊内科

目的基于网络药理学探究荆防颗粒治疗急性缺血性脑卒中的药理机制。方法通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库筛选荆防颗粒活性成分及其靶点,利用Cytoscape软件可视化分析。通过在线人类孟德尔遗传(OMIM)、GeneCards、Dru... 详细信息

目的基于网络药理学探究荆防颗粒治疗急性缺血性脑卒中的药理机制。方法通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库筛选荆防颗粒活性成分及其靶点,利用Cytoscape软件可视化分析。通过在线人类孟德尔遗传(OMIM)、GeneCards、DrugBank数据库获取急性缺血性脑卒中相关靶点。通过String平台进行蛋白质相互作用分析,构建蛋白质相互作用网络。利用Metascape数据库对关键靶点进行GO和KEGG富集分析。结果经筛选荆防颗粒有215个基因靶点,急性缺血性脑卒中有1 256个基因靶点,获得二者114个交集靶点,其中15个为核心靶点(TP53、STAT3、AKT1、IL-6、TNF、ESR1、MAPK3、MAPK1、IL-1B、FN1、CCL2、EGFR、ICAM1、MAPK8、PTGS2)。GO功能条目1 888个,KEGG富集通路97条,关键生物学过程有炎症、凋亡、氧化应激等。结论荆防颗粒可通过多靶点、多通路的方式治疗急性缺血性脑卒中。

关键词：荆防颗粒缺血性卒中药理作用分子作用机制(中药) 网络药理学

1213例肺结节患者先天运气与后天发病关联性研究

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世界中医药 2025年

作者：王妍松曹旸李焱鑫王兰荣陆美吉杨宇飞北京中医药大学中国中医科学院西苑医院郑州市第三人民医院人民卫生出版社

目的:研究肺结节患者先天运气特征与其后天发病情况及发病时间的关联性。方法:选取2023年(癸卯年)郑州市政府民生实事“肺癌早期筛查项目”中经肺CT诊为肺结节的患者1 213例(其中癸卯年新确诊969例),探索肺结节患者的出生日期在不同季... 详细信息

目的:研究肺结节患者先天运气特征与其后天发病情况及发病时间的关联性。方法:选取2023年(癸卯年)郑州市政府民生实事“肺癌早期筛查项目”中经肺CT诊为肺结节的患者1 213例(其中癸卯年新确诊969例),探索肺结节患者的出生日期在不同季节、天干、地支、岁运、司天之气、在泉之气、主气、客气的分布差异性。结果:肺结节患者的出生日期在干支、岁运、司天在泉之气和主客气方面有着明显的差异。出生于天干为癸,地支为未,岁运太火,寒湿运气和火热偏盛的运气时期的人更易患肺结节。而在癸卯年确诊肺结节的患者其先天运气特征与癸卯年的运气特征具有较高相似。结论:肺结节的后天发病与先天运气特征有一定关联,并且其发病时间可能为与其先天运气特点相似的年份。

关键词：运气学说肺结节先天禀赋发病规律天干-地支主气-客气司天-在泉五运六气

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改善大王滩水库水质的影响因素研究

黑龙江环境通报 2025年第01期 69-71页

作者：韦超葳马琳雷锡奈陈璐南宁市核与辐射安全监督管理站

本文介绍了2021年以来大王滩水库水质的变化情况，并对水库的水质变化进行了分析。结果表明，大王滩水库水质整体趋于稳定，水质总体均达到地表环境质量标准的Ⅲ类标准，溶解氧、氨氮、总氮等部分指标略有改善。氨氮的月均浓度变化与大... 详细信息

本文介绍了2021年以来大王滩水库水质的变化情况，并对水库的水质变化进行了分析。结果表明，大王滩水库水质整体趋于稳定，水质总体均达到地表环境质量标准的Ⅲ类标准，溶解氧、氨氮、总氮等部分指标略有改善。氨氮的月均浓度变化与大王滩水库周边种植的桉树的施肥规律一致，高锰酸盐指数、总磷的水平与距离居民聚居地远近、规模一致，变化主要受人群生产生活活动的影响。水库水质总体虽未超标，但总氮的水平仍偏高，要保持水质稳定达标仍需要控制水库上游氮的输入。

关键词：大王滩水库水质影响因素

韧化处理对中国菰米淀粉理化结构及性质的影响

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食品工业科技 2025年

作者：尹力苏嘉敏何小龙何志贵陈岩松王芸章海风扬州大学旅游烹饪学院广西高校桂菜工业化加工与安全重点实验室桂林旅游学院广西壮族自治区桂菜工业化加工与营养安全工程研究中心桂林旅游学院扬州丰膳源食品科技有限公司

本文以中国菰米淀粉为研究对象，探究不同温度（30 ℃，40 ℃，50 ℃，60 ℃）韧化处理（Annealing，ANN）对淀粉理化结构及性质影响。结果表明：与对照组相比，随着韧化温度的增加，淀粉颗粒在水热作用下重新排列，淀粉颗粒逐渐聚集，... 详细信息

本文以中国菰米淀粉为研究对象，探究不同温度（30 ℃，40 ℃，50 ℃，60 ℃）韧化处理（Annealing，ANN）对淀粉理化结构及性质影响。结果表明：与对照组相比，随着韧化温度的增加，淀粉颗粒在水热作用下重新排列，淀粉颗粒逐渐聚集，粒径增大，溶胀度和冻融稳定性显著降低(P＜0.05)，且ANN-60淀粉析水率比对照组高27.75%。ANN并未改变淀粉的结晶类型及特征峰位，淀粉结晶度和短程有序度分别上升6.2%和0.37。同时，经ANN处理后，淀粉峰值黏度显著降低(P＜0.05)，糊化温度上升5.92 ℃，糊化焓提高0.98 J/g。此外，ANN后淀粉表现出更加紧密的结构，凝胶硬度和胶黏性上升(P＜0.05)，ANN-40对淀粉的黏弹性（tan δ）影响最为显著，凝胶机械性能提高。研究表明，淀粉处理温度对ANN改性淀粉的效果具有重要影响，本研究可为中国菰米淀粉的工业化应用提供理论依据。

关键词：菰米淀粉韧化处理性质理化结构流变学特性

不同策略提高间充质干细胞治疗肝纤维化:效果与潜在风险分析

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 5002-5012页

作者：徐岩王雪淞周林周晓磊金煜叶俊松赣南医科大学第一附属医院干细胞临床转化分中心江西省赣州市341000 赣南医科大学康复学院江西省赣州市341000 赣州市干细胞与再生医学重点实验室江西省赣州市341000 组织工程江西省重点实验室江西省赣州市341000 心脑血管疾病防治教育部重点实验室江西省赣州市341000

背景:目前大量研究表明,间充质干细胞联合不同治疗策略能更有效地改善肝纤维化,抑制其向终末期肝病发展。目的:探讨间充质干细胞联合不同策略改善肝纤维化疗效优于单独间充质干细胞治疗的相关机制。方法:由第一作者应用计算机在中国知... 详细信息

背景:目前大量研究表明,间充质干细胞联合不同治疗策略能更有效地改善肝纤维化,抑制其向终末期肝病发展。目的:探讨间充质干细胞联合不同策略改善肝纤维化疗效优于单独间充质干细胞治疗的相关机制。方法:由第一作者应用计算机在中国知网、万方、维普、PubMed、Web of Science和Nature数据库中检索涉及间充质干细胞联合不同策略改善肝纤维化的研究,中文检索词为“间充质干细胞,肝纤维化,联合治疗,肝星状细胞”,英文检索词为“mesenchymal stem/stromal cells,liver/hepatic fibrosis/cirrhosis,combination therapy,hepatic stellate cells/HSCs”,通过快速浏览文章题目及摘要进行筛选,排除与主题关系不密切的文章,最终筛选出104篇文献进行综述分析。结果与结论:间充质干细胞通过分化为肝样细胞、抑制肝星状细胞活化、免疫调节等机制来改善肝纤维化,但间充质干细胞移植后肝脏定植率低、存活率低、作用时间短等原因限制了其临床应用。间充质干细胞联合药物、基因修饰、细胞因子等多种治疗策略改善肝纤维化的疗效优于间充质干细胞单独治疗,并且间充质干细胞联合不同策略通过促进间充质干细胞归巢、抑制肝星状细胞活化、调节微环境、调控信号通路等机制更有效地改善肝纤维化。间充质干细胞还可以通过预处理、miRNA调控及与其他细胞联合,使间充质干细胞在减轻肝纤维化方面表现出更好的肝源性分化、归巢和存活功能。间充质干细胞联合不同策略并不能规避间充质干细胞单独治疗肝纤维化的潜在风险,而且这些策略(药物、基因修饰和细胞因子等)自身安全性也值得考虑。此外,间充质干细胞移植数量和途径等有待进一步研究。

关键词：间充质干细胞肝纤维化肝星状细胞信号通路联合用药基因修饰归巢微RNA

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