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基于图表征学习的脑电数据分析和应用

基于图表征学习的脑电数据分析和应用

作者：马泽楠吉林大学

学位级别：硕士

癫痫,作为一种由脑神经元异常同步电活动引起的慢性神经系统疾病,其临床表现多样且复杂,给全球各年龄段人群带来了深重的健康负担.癫痫的反复发作不仅会对患者的心理和认知功能带来长期的消极影响,更伴随着生命安全的威胁,这极大地降低... 详细信息

癫痫,作为一种由脑神经元异常同步电活动引起的慢性神经系统疾病,其临床表现多样且复杂,给全球各年龄段人群带来了深重的健康负担.癫痫的反复发作不仅会对患者的心理和认知功能带来长期的消极影响,更伴随着生命安全的威胁,这极大地降低了患者及其整个家庭的生活质量.尽管脑电图是监测癫痫患者大脑活动、诊断癫痫的重要工具,但依赖人工进行视觉检测以识别癫痫发作却是一项既具挑战性又耗时的临床任务.传统的人工检测高度依赖医生的临床经验,效率较低且易产生人为错误.因此,自动检测脑电信号中的癫痫发作,对于癫痫的诊断和及时评估具有重大的理论和实践意义.以往的研究大多数是针对特定患者的模型,即为每个患者都单独训练一个模型,本文构建了一个全局分类器,能够学习并利用多个患者样本数据中的信息,实现跨患者的癫痫发作检测,提高了模型的泛化能力.此外,一些研究将原始脑电信号的每个通道信息视为独立单元进行同等处理,未能深入探究各通道之间的关联与相互作用,但是癫痫的发作并非单一脑区的孤立事件,而是涉及多个脑区的复杂网络活动.本文利用皮尔逊相关系数构建图,进一步挖掘了大脑的拓扑结构信息.在具体实施上,本文首先使用滑动窗口对长期脑电信号进行预处理,提取了包括时域、频域、时频域和非线性在内的四类特征.然后,基于每一类特征分别构建图,并作为图神经网络的输入进行训练.在训练过程中,将不同层次的特征与基于图论的功能脑网络拓扑属性相结合,以充分利用数据的丰富信息.最后,通过加权集成的方式将四个基模型融合,得到最终的分类结果.实验结果表明,本文提出的算法在两个公开数据集上均表现出色,不仅在跨患者癫痫发作检测中取得了优异性能,还验证了其在特定患者检测中的有效性.本文将图神经网络与特征融合策略相结合,有效地解决了脑电信号中复杂空间关系的建模问题.同时,通过全局分类器的构建,实现了对多个患者数据的充分利用,提升了模型的泛化能力和诊断准确性.

关键词：脑电分析大脑功能网络特征融合集成学习统计分析

基于土地利用变化的青海省生态系统健康时空演变及情景模拟

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基于土地利用变化的青海省生态系统健康时空演变及情景模拟

作者：马泽钰西安理工大学

学位级别：硕士

青海省地处第三极,作为全球冷源,是影响力最大的生态调节区和气候驱动区之一,生态地位极其重要。有“中华水塔”之称的三江源是维持全国乃至亚洲水生态安全的重要基石;祁连山被称为河西走廊的“绿色水源”;青海湖是阻止西部荒漠向东扩... 详细信息

青海省地处第三极,作为全球冷源,是影响力最大的生态调节区和气候驱动区之一,生态地位极其重要。有“中华水塔”之称的三江源是维持全国乃至亚洲水生态安全的重要基石;祁连山被称为河西走廊的“绿色水源”;青海湖是阻止西部荒漠向东扩张的天然防线。但是,在气候变化和城市化推进的影响下,青海省生态系统出现退化问题,生态安全形势较为严峻。在此背景下,青海省生态系统各项功能如何演变?变化了多少?生态系统是否处于健康状态?需要如何修复与发展?因此,本研究采用ArcGIS、InVEST、Fragstats等平台和模型,明晰了青海省土地利用和植被演变格局;基于生态系统“结构-活力-弹性-服务”的级联效应,厘清青海省生态系统健康的时空动态格局并划定修复分区;模拟未来土地利用变化对生态系统健康的影响,深入探讨土地利用发展和生态系统健康的协同机制。得到以下结论:(1)青海省草地和未利用地为绝对优势地类,林地、水域为主要类型,兼有小比例的耕地、湿地和建设用地。土地利用发展分为两个阶段:2005—2010年,各类用地有序扩张,统筹发展阶段;2011—2020年,优化土地利用结构,和谐发展阶段。草地和未利用地重心均向西北方向偏移,建设用地重心向西偏移。青海省整体植被NDVI均值较低,呈现东高西低的空间格局,不显著增加区域集中在青南高原,不显著减少和微显著减少区域分布在祁连山区、河湟谷地及三江源河流沿岸。青海省植被变化的主要驱动类型是人类活动和气候变化共同作用的,贡献率分别为35.36%和64.64%。(2)根据样地实测数据和InVEST、RUSLE、RWEQ修正风蚀模型计算可知,青海省 2005、2010、2015、2020 年的产水深度分别为125.1mm、106.9mm、80.0mm、135.4 mm,水源涵养深度基本稳定在15mm左右,粮食供给能力由1.42t/hm2稳步提升至2.02 t/hm2。防风固沙能力由2.42t/hm2提升至4.59t/hm2。生境质量基本稳定在0.39左右,土壤保持能力经历了 85.9—89.0—65.3t/hm2的变化。(3)2005—2020年间青海省生态系统健康均值呈下降趋势,由2005年的0.292下降至2020年的0.252,差和较差分布在柴达木盆地及外围的德令哈市、乌兰县、都兰县和格尔木市,且分布范围呈扩大趋势,一般集中在青南高原和河湟谷地周围,生态系统健康较好和好区域主要分布在祁连山区、阿尼玛卿山和澜沧江流域。整个东部和南部生态健康都呈略微下降趋势,其中湟源县、尖扎县、称多县和玛多县为明显下降区。(4)根据生态敏感性识别出青海省内部缺陷修复区集中在荒漠、高海拔山区、水源地。生境退化度和生态系统服务簇识别出外界威胁集中在河湟谷地、天峻县、兴海-玛多-曲麻莱县一带的高强度人类活动开发区,均为生态系统健康评价的低值区和明显降低区,且引起植被变化的人类活动贡献率较大区域。根据其成因和位置,划定5类生态修复空间,分别为:柴达木荒漠生态优先修复区、祁连山水源涵养自然保护区、河湟谷地生态环境综合治理区、三江源水质保护治理区和关键生态恢复点。(5)不同情景下生态系统健康指数大小为:生态保护(0.256)>综合发展(0.253)>自然发展(0.252)>城镇发展(0.250)。除自然情景外,其余三种情景的生态系统服务均有明显提升,提升区域集中在柴达木盆地、格尔木市和治多县。不同地类的生态系统健康水平为:林地>耕地>草地>湿地>建设用地>未利用地>水域。生态修复分区提升生态系统健康的关键在于控制建设用地和耕地扩张速度,空间上做到集约化利用,保障各类生态用地。

关键词：植被NDVI 生态系统服务生态系统健康土地利用预测青海省

面向类脑计算的硅基忆阻器制备及调控机制研究

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面向类脑计算的硅基忆阻器制备及调控机制研究

作者：马泽霖广州大学

学位级别：硕士

随着摩尔定律的逐渐失效,基于传统晶体管的计算架构面临着巨大挑战。为了满足后摩尔时代日益增长的计算需求,基于忆阻器的存算一体人工神经网络硬件近年来得到了迅速发展。然而忆阻器在神经网络硬件应用中目前面临的主要挑战有:（1）忆... 详细信息

随着摩尔定律的逐渐失效,基于传统晶体管的计算架构面临着巨大挑战。为了满足后摩尔时代日益增长的计算需求,基于忆阻器的存算一体人工神经网络硬件近年来得到了迅速发展。然而忆阻器在神经网络硬件应用中目前面临的主要挑战有:（1）忆阻器的稳定性、使用寿命、数据保持能力等尚未满足神经网络应用的要求。（2）忆阻器Crossbar阵列中的泄露电流影响着硬件模拟运算的精度和阵列的集成度。（3）目前基于忆阻器的神经网络不能模拟生物神经网络独特且高效的临界工作状态。与此同时,硅基忆阻器以其出色的CMOS兼容性,为该领域带来了新的发展机遇。因此,本研究的重点在于探讨提高硅基忆阻器性能的策略,并考察硅基忆阻器模拟生物神经网络临界工作状态的潜力和应用在相关领域的可行性。本研究主要贡献如下:（1）本文采用超薄的SiOx阻变层结合Ag-Au纳米复合电极的方式,实现了同时从横向和纵向抑制导电细丝随机生长的效果。该方式有效克服了传统导电细丝型忆阻器稳定性差的问题。系统的电学测试证明了该器件可以同时拥有模拟型开关特性、高稳定性、优异数据保持能力三个优势,最后神经网络模拟验证了该器件的在神经形态计算应用中的可能性。（2）本文采用活化能低、迁移速度快、不存在退极化场问题的活性金属Ag团簇充当调节Si Ox隧穿层势垒的媒介,制备出了新型的界面型忆阻器。该新型器件有效解决了传统隧穿型忆阻器中氧空位迁移速度慢、容易退极化的问题。器件在保持了传统隧穿型忆阻器循环稳定性高、连续电导调节能力强的优势外,还拥有了开关速度快、数据保持时间长等导电细丝型忆阻器才具备的优点。最后神经网络模拟验证了该器件在高集成度、低功耗的神经形态计算应用中的可能性。（3）本文通过对合适电场刺激下硅基忆阻器电导波动的统计分析,首次在垂直结构、纳米尺度的Ag原子网络中发现了类似于生物复杂神经网络集体行为的临界雪崩特性。雪崩临界工作状态优化了生物神经网络在信息感知上的性能,受此启发我们利用忆阻器的临界性,成功地模拟了生物听觉系统中听毛细胞的频率选择功能。

关键词：硅基忆阻器雪崩临界特性神经形态计算神经形态感知

铁磁性电极条件下T形双量子点结构中马约拉纳束缚态的解耦现象

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物理学报 2024年第5期73卷 304-315页

作者：代雪峰贡同东北大学理学院沈阳110819

通过将马约拉纳束缚态侧耦合到主通道中的量子点,从理论上研究了T形双量子点体系的输运性质.结果表明,调整侧耦合量子点能级和量子点-马约拉纳束缚态耦合方式,可以在线性输运区观察到马约拉纳束缚态与T形双量子点解耦的现象.引入铁磁性... 详细信息

通过将马约拉纳束缚态侧耦合到主通道中的量子点,从理论上研究了T形双量子点体系的输运性质.结果表明,调整侧耦合量子点能级和量子点-马约拉纳束缚态耦合方式,可以在线性输运区观察到马约拉纳束缚态与T形双量子点解耦的现象.引入铁磁性电极后,电导平台的出现或损坏明显依赖于体系中磁场与电极极化方向的差异,而马约拉纳束缚态的解耦现象仍然稳固.本工作有助于进一步诠释T形双量子点体系中马约拉纳束缚态的解耦现象,为深入认知以及探测马约拉纳束缚态提供理论支持.

关键词： Andreev反射马约拉纳束缚态量子点解耦

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面向对象的文化景观基因概念格算法

地球信息科学学报 2024年第3期26卷 604-619页

作者：胡最吴雪同传统村镇文化数字化保护与创意利用技术国家地方联合工程实验室衡阳421002 衡阳师范学院地理与旅游学院衡阳421002

文化景观基因(简称景观基因)是反映传统聚落丰富的历史文化信息与传统文化特征的功能单元,在推动传统聚落保护及其优秀文化资源的深度开发与利用方面有着广泛的应用前景。针对结合空间数据挖掘方法分析传统聚落景观特征的相关研究缺乏,... 详细信息

文化景观基因(简称景观基因)是反映传统聚落丰富的历史文化信息与传统文化特征的功能单元,在推动传统聚落保护及其优秀文化资源的深度开发与利用方面有着广泛的应用前景。针对结合空间数据挖掘方法分析传统聚落景观特征的相关研究缺乏,论文结合概念格空间数据挖掘原理提出了景观基因概念格。在此基础上,通过将传统聚落定义为对象,将景观基因定义为概念格的属性,论文设计了面向对象的景观基因概念格分层构造算法(Object-oriented Layered Conceptual Lattice,OOLCL)。论文选取湖南省现存的30个保存较为完好的历史文化名村和名镇为实验对象,同时与经典的Bordat算法进行对比,以此测试OOLCL算法的性能。结果表明,在属性数量大于对象数量的条件下,OOLCL算法通过对象与对象两两之间属性的交集运算减少了算法冗余度,平均时间耗费减少66.61%,显著提升了概念格的构造效率。这说明OOLCL算法能较好地适用于复杂的传统聚落文化要素特征及其相互关系的判别与分析处理,本文对今后结合GIS和空间数据挖掘方法分析传统聚落的重要传统文化特征具有较好的借鉴意义。

关键词：传统聚落形式概念分析概念格空间数据挖掘 OOLCL算法面向对象景观基因传统文化特征挖掘

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国企混改与董事会治理效率的研究综述

财会通讯 2024年第14期 23-29页

作者：宋春霞马泽璞华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450046

非国有资本的融入带来完善的治理机制与市场化的运作经验,对于缓解国有企业“一股独大”“所有者缺位”等公司治理问题大有帮助。董事会作为公司治理的核心,肩负监督和决策两大重要职能,非国有董事进入董事会,通过发挥资源互补和制度学... 详细信息

非国有资本的融入带来完善的治理机制与市场化的运作经验,对于缓解国有企业“一股独大”“所有者缺位”等公司治理问题大有帮助。董事会作为公司治理的核心,肩负监督和决策两大重要职能,非国有董事进入董事会,通过发挥资源互补和制度学习的优势提升公司治理效率。近年来,较多文献关注国企混改对董事会治理效率影响的研究,分别从董事会规模、董事会独立性、董事会次级委员会以及党组织治理等方面探索其影响机制,从管理效率、薪酬激励、财务绩效、创新效率以及ESG表现等方面检验其影响后果。董事会成员的权力配置以及董事会治理效率的研究,未来仍是值得深入的话题。

关键词：国有企业混合所有制改革公司治理董事会

水滑石基Ni/Al_(2)O_(3)催化剂催化玉米秸秆加氢裂解制二元醇和芳香族单体性能研究

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低碳化学与化工 2024年第6期49卷 63-72页

作者：马泽暐温哲中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083 常州大学石油化工学院江苏常州213164

生物质是化石能源最有前景的可再生替代品之一,由生物质制备高附加值化学品是实现生物质多元化应用的有效途径。采用尿素沉淀法和程序升温还原法制备了水滑石基Ni/Al_(2)O_(3)催化剂,通过X射线衍射(XRD)分析了催化剂及其前驱体的物相组... 详细信息

生物质是化石能源最有前景的可再生替代品之一,由生物质制备高附加值化学品是实现生物质多元化应用的有效途径。采用尿素沉淀法和程序升温还原法制备了水滑石基Ni/Al_(2)O_(3)催化剂,通过X射线衍射(XRD)分析了催化剂及其前驱体的物相组成,并考察了Ni/Al_(2)O_(3)催化剂对玉米秸秆在水-甲醇混合溶剂中加氢裂解反应的催化性能。结果表明,Ni/Al_(2)O_(3)催化剂表现出较好的催化活性,在最优反应条件(V(H_(2)O):V(CH_(3)OH)=7:3、240℃和3.0 MPa H_(2))下,玉米秸秆转化率接近100%,二元醇产率为38.8%,芳香族单体产率为13.6%。V(H_(2)O):V(CH_(3)OH)和反应温度显著影响了玉米秸秆转化率和小分子产物产率,Ni/Al_(2)O_(3)催化剂和反应气氛主要影响了小分子产物产率和分布。对经过一次循环后的催化剂进行循环性测试发现,二元醇产率和芳香族单体产率分别下降至10.8%和5.4%。根据拉曼光谱分析结果推测,催化剂活性下降可能是因为催化剂表面形成了积炭。分析二元醇和芳香族单体的生成路径发现,Ni/Al_(2)O_(3)催化剂对活性中间体的稳定起到了重要作用。

关键词：玉米秸秆加氢裂解 Ni/Al_(2)O_(3)催化剂二元醇芳香族单体

乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖动态变化特征及驱动力

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干旱区研究 2024年第4期41卷 639-649页

作者：赵东颖蒙仲举孟芮冰马泽内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018

基于2001—2021年Landsat影像数据,结合归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度,探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力,以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依... 详细信息

基于2001—2021年Landsat影像数据,结合归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度,探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力,以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依据。结果表明:(1)研究区植被覆盖度整体呈波动上升趋势,植被恢复状况良好,平均植被覆盖度由0.294增加至0.526,其中,2007—2017年增幅最为明显。(2)2001—2021年乌兰布和沙漠风沙入黄段不同等级植被覆盖度间转移频繁,其中,低植被覆盖和较低植被覆盖大面积转出为中等植被覆盖和较高植被覆盖,其转出面积分别为102.00 km^(2)和128.82 km^(2)。除此之外,研究区内有42.1%的区域呈显著增加趋势,4.90%的区域趋向于显著减少,多分布于近乌海段,该段应是未来生态修复中重点关注区域。(3)该区植被覆盖空间分异性主要受人类活动和气候因子共同驱动,各驱动因子之间的交互作用以双因子增强为主,其中,影响程度最高的关键性交互因子为土地利用类型和年平均气温。本研究有序分段地探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度动态变化特征及驱动力,为研究区荒漠化防治、土地合理利用和高质量发展提供理论和数据支撑。

关键词：植被覆盖度时空变化驱动因子乌兰布和沙漠

基于模态分析的双定子电励磁场调制电机弹性模量调整方法

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1713-1724页

作者：宋春同王玉彬中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

准确获得电机结构的模态分析结果是研究电磁噪声的前提条件。该文以一台双定子电励磁场调制电机为研究对象,首先,利用有限元软件对影响其模态分析的弹性模量展开研究,探索弹性模量变化对各阶固有频率的相对影响率大小,找到外定子、电枢... 详细信息

准确获得电机结构的模态分析结果是研究电磁噪声的前提条件。该文以一台双定子电励磁场调制电机为研究对象,首先,利用有限元软件对影响其模态分析的弹性模量展开研究,探索弹性模量变化对各阶固有频率的相对影响率大小,找到外定子、电枢绕组、机壳和端盖的弹性模量变化对模态分析结果的影响规律,由此明确参数调整的方向性。然后,采用锤击法进行模态实验,并获得外定子、外定子组件以及整机模态实验结果与仿真结果二者误差的大小。最后,根据二者误差大小及参数调整的方向性,选择合适的弹性模量调整值将其误差均调整到4%以内,从而得到精确的模态仿真结果,进而有利于后续该电机电磁噪声的分析。

关键词：双定子电励磁场调制电机有限元模态分析弹性模量调整规律模态实验