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基于LIBS技术结合AFSA-SVM算法对岩石类别的识别研究

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激光与光电子学进展 2022年

作者：李晨红闫薪如辛英健马焕臻方沛沛王泓鹏万雄中国科学院上海技术物理研究所中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室中国科学院大学国科大杭州高等研究院浙江省系统健康科学重点实验室同济大学测绘与地理信息学院

激光诱导击穿光谱（LIBS）具备遥感、原位探测的特性，是深空探测识别物质元素组成及含量的重要技术。探测火星表面元素组成及其矿物分布特征是研究火星地质演化、成因的前提。在天问一号任务发射前，基于火星表面成分分析仪（MarSCoDe...

激光诱导击穿光谱（LIBS）具备遥感、原位探测的特性，是深空探测识别物质元素组成及含量的重要技术。探测火星表面元素组成及其矿物分布特征是研究火星地质演化、成因的前提。在天问一号任务发射前，基于火星表面成分分析仪（MarSCoDe）开展了15个类别矿物样品的火星模拟探测实验，获取1920条光谱数据。为验证仪器的探测性能，本文采用人工鱼群算法（AFSA）优化支持向量机（SVM）的高效分类模型（以下简称AFSA-SVM），对包括火成岩、沉积岩和金属矿物在内的32种矿物进行分类。首先，采用主成分分析（PCA）算法将原始光谱数据降维，送入AFSA-SVM训练。其次，通过AFSA来优化SVM的参数，实现了99.56%的矿物识别准确率。最后，对比AFSA-SVM模型与其他算法的识别准确率，其中随机森林（RF）算法、反向传播人工神经网络（BPANN）和K邻近算法（KNN）准确率分别为95.60%,95.80%,90.17%，结果表明AFSA-SVM算法在辅助LIBS识别矿物种类中具有优势。

关键词：

基于LIBS技术结合AFSA-SVM算法对岩石类别的识别

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激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 439-445页

作者：李晨红闫薪如辛英健马焕臻方沛沛王泓鹏万雄中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学杭州高等研究院浙江省系统健康科学重点实验室浙江杭州310024 同济大学测绘与地理信息学院上海200092

激光诱导击穿光谱(LIBS)具备遥感、原位探测的特性,是深空探测识别物质元素组成及含量的重要技术。探测火星表面元素组成及其矿物分布特征是研究火星地质演化和成因的前提。在天问一号任务发射前,基于火星表面成分分析仪(MarSCoDe)开展... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)具备遥感、原位探测的特性,是深空探测识别物质元素组成及含量的重要技术。探测火星表面元素组成及其矿物分布特征是研究火星地质演化和成因的前提。在天问一号任务发射前,基于火星表面成分分析仪(MarSCoDe)开展了15个类别矿物样品的火星模拟探测实验,获取了1920条光谱数据。为验证仪器的探测性能,本文采用人工鱼群算法(AFSA)优化支持向量机(SVM)的高效分类模型(AFSA-SVM),对包括火成岩、沉积岩和金属矿物在内的32种矿物进行分类。首先,采用主成分分析(PCA)算法将原始光谱数据降维,送入AFSA-SVM训练。其次,通过AFSA来优化SVM的参数,实现了99.56%的矿物识别准确率。最后,对比AFSA-SVM模型与其他算法的识别准确率,其中随机森林(RF)算法、反向传播人工神经网络(BPANN)和K近邻(KNN)算法的准确率分别为95.60%、95.80%和90.17%,结果表明AFSA-SVM算法在辅助LIBS识别矿物种类中具有优势。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱人工鱼群算法支持向量机岩石识别火星表面成分探测仪

基于AFSA-SVM动态光谱的血液识别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1877-1882页

作者：马焕臻闫薪如辛英健方沛沛王泓鹏王一安段明康贾建军何继业万雄浙江省系统健康科学重点实验室国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院浙江杭州310024 上海交通大学医学院附属新华医院骨科上海200092 中国科学院空间主动光电技术重点实验室中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049

血液是一种受管制的特殊遗传生物资源。针对传统血液光谱检测中易氧化变质的问题,采用基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱,开展了猪、马、鸽、鸡、鸭、鹅等六种家禽家畜的血液物种鉴别研究。原始光谱的预处理过程包括去基线、平滑和... 详细信息

血液是一种受管制的特殊遗传生物资源。针对传统血液光谱检测中易氧化变质的问题,采用基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱,开展了猪、马、鸽、鸡、鸭、鹅等六种家禽家畜的血液物种鉴别研究。原始光谱的预处理过程包括去基线、平滑和归一化等。采用线性判别分析对光谱数据进行降维处理,继而用支持向量机建立识别模型,选用高斯核函数,通过人工鱼群算法优化支持向量机的参数C和γ,使其分类准确率最高,最优的C和γ分别为0.2和0.134。人工鱼群-支持向量机模型识别准确率达到97.2%,基于仿生血管的动态共聚焦拉曼荧光光谱可以满足血液安全高效的检测要求,用人工鱼群算法优化支持向量机参数的算法模型表现出较好的分类效果。

关键词：人工鱼群算法共聚焦拉曼光谱支持向量机

科学史融入《用水计量时间》教学让学生经历科学家探索过程

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小学科学 2025年第1期 40-42页

作者：童柯臻宁波前湾新区观塘湖小学浙江

《义务教育科学课程标准(2022年版)》发布后,对学生核心素养的发展愈加重视。创新思维是小学科学核心素养科学思维的关键要素;敢于大胆问题,追求创新也是核心素养态度与责任中的关键要素之一。本文从科学史融入小学科学课堂教学实践角... 详细信息

《义务教育科学课程标准(2022年版)》发布后,对学生核心素养的发展愈加重视。创新思维是小学科学核心素养科学思维的关键要素;敢于大胆问题,追求创新也是核心素养态度与责任中的关键要素之一。本文从科学史融入小学科学课堂教学实践角度出发,让学生经历科学家探索实践的真实过程,对小学科学教育的创新思维、科学家精神培养进行探究实践。

关键词：小学科学科学史核心素养创新思维

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四川北川羌族茶文化景观的保护与开发

现代园艺 2025年第1期48卷 131-133,136页

作者：邹勇牟真臻何月绵阳师范学院文学与历史学院四川绵阳621000

文化景观是因人类活动形成的景观,它深刻地反映了人类与自然之间相互作用的历程,是人类的宝贵遗产,也是旅游开发中重要的资源。在乡村振兴背景下,加强对农业景观的保护和开发,对促进乡村经济的发展具有重要意义。以四川北川羌族茶文化... 详细信息

文化景观是因人类活动形成的景观,它深刻地反映了人类与自然之间相互作用的历程,是人类的宝贵遗产,也是旅游开发中重要的资源。在乡村振兴背景下,加强对农业景观的保护和开发,对促进乡村经济的发展具有重要意义。以四川北川羌族茶文化景观为例,在分析文化景观的含义和羌族茶文化景观主要构成要素基础上,对北川羌族茶文化景观的保护与开发提出了具体措施。

关键词：茶文化文化景观保护开发北川

高校植物调查及景观配置分析——以广西农业职业技术大学西校区为例

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现代园艺 2025年第3期48卷 176-179页

作者：陆彦臻广西农业职业技术大学广西南宁530000

高校植物景观作为校园环境的重要组成部分,不仅应满足人们观赏的要求,还应起到育人于绿、育人于景的作用。广西农业职业技术大学西校区位于“中国绿城”广西南宁,占地64.31 hm^(2)。通过对学校大门、教学区、住宅区、道路绿化区域进行调... 详细信息

高校植物景观作为校园环境的重要组成部分,不仅应满足人们观赏的要求,还应起到育人于绿、育人于景的作用。广西农业职业技术大学西校区位于“中国绿城”广西南宁,占地64.31 hm^(2)。通过对学校大门、教学区、住宅区、道路绿化区域进行调查,剖析学校植物景观配置存在问题并提出解决对策,以期对新校区建设中植物配置设计有一定的借鉴意义。

关键词：高校植物种类景观配置现状调查

基于AI的多模态融合感知综合决策系统设计实现

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现代电子技术 2025年第1期48卷 173-178页

作者：冯晓辉艾润刘林青眭臻西安长远电子工程有限责任公司陕西西安710100 中国人民解放军32605部队重庆400060

针对传统军事要地安防系统智能化程度较低,各自独立互不关联,缺少顶层数据综合治理等问题,选取外围周界、重要卡口、无人巡更和区域高点四种典型安防业务场景开展建模,通过数据标准化接入、智能研判分析、安防态势显示三个处理环节,构... 详细信息

针对传统军事要地安防系统智能化程度较低,各自独立互不关联,缺少顶层数据综合治理等问题,选取外围周界、重要卡口、无人巡更和区域高点四种典型安防业务场景开展建模,通过数据标准化接入、智能研判分析、安防态势显示三个处理环节,构建基于AI的多模态融合感知综合决策系统,实现前端感知多维化、中台研判智能化、后端处置多样化,有效支撑了重要军事目标安全防卫,系统后续也具有良好的可扩展性与可维护性。

关键词：要地防卫多模态数据融合场景建模规则定制感知处置决策智能化安防系统

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基于密度泛函理论纤维素热解机理热力学研究

原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 1-6页

作者：周俊杰陈曦汤松臻李智聪郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

为了探究纤维素的热解机理,参考相关的实验结果,以纤维素单体模化物为研究对象,采用密度泛函理论的方法,以b3lyp/6-31++g(d,p)为基,对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO_(2)小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和C... 详细信息

为了探究纤维素的热解机理,参考相关的实验结果,以纤维素单体模化物为研究对象,采用密度泛函理论的方法,以b3lyp/6-31++g(d,p)为基,对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO_(2)小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和CO_(2)的反应路径为纤维素单体首先开环,之后裂解生成四糖片段M2和乙醇醛P1,能垒最高为339.1 kJ/mol,四糖片段M2经过脱水形成烯酮结构后再与水分子作用生成羧基,最后发生脱羧反应生成CO_(2),能垒较高为290.1 kJ/mol,不容易发生,整个过程放出98.9 kJ/mol的热量,并对路径反应物、中间体和过渡态进行几何构型全优化,过渡态的振动和频率计算,同时进行不同温度下(400 K、600 K、800 K、1000 K、1200 K)热解过程的热力学分析,对纤维素的热解机理研究将对生物质的热裂解机理研究有重要的意义.

关键词：纤维素热解密度泛函理论反应机理

硫醇吸附挥发性有机气体(VOCs)的气敏机理

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 35-44页

作者：张海燕李琦王梓臻文豪刘丹凤中国环境科学研究院北京100012 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 中国科学院微电子研究所北京100029

化学电阻气体传感器对于空气质量、食品检测和人体呼吸有着重要作用.传感器上修饰物硫醇与待测的VOCs之间吸附的气敏机理分析是选择硫醇、预测吸附能力与特异性的重要手段.本文选取了11-巯基-1-十一醇(MUD)和4-甲氧基苄硫醇(MTT)两种常... 详细信息

化学电阻气体传感器对于空气质量、食品检测和人体呼吸有着重要作用.传感器上修饰物硫醇与待测的VOCs之间吸附的气敏机理分析是选择硫醇、预测吸附能力与特异性的重要手段.本文选取了11-巯基-1-十一醇(MUD)和4-甲氧基苄硫醇(MTT)两种常见的硫醇与六种典型的VOCs(乙醇ETN、异丙醇IPA、丙酮ACN、正己烷HXN、甲苯TLN、苯甲醛BND),基于密度泛函理论(DFT),计算其表面静电势(ESP)并建立气体吸附模型.在气体吸附模型的基础上计算其吸附能,并分析其弱相互作用,从微观角度解释气体吸附的作用机理.实验结果表明,具有羟基的MUD分子对同样有羟基的气体(如ETN、IPA)能够以氢键的方式吸附,具有较强的选择效果;具有苯环的MTT分子与具有苯环结构的气体分子(如TLN、BND)吸附时会在苯环之间形成π-π堆积,基于色散作用进行吸附,这表明MTT分子对具有苯环结构的气体有着较强的吸附作用.研究发现其色散作用吸附的强弱与分子的表面ESP绝对值有关.本文对于传感器表面修饰物吸附气体的气敏机理进行了探究,并对表面修饰物的选择和实验结果预测提供了理论指导.

关键词：硫醇 VOCs DFT 表面静电势气体吸附模型弱相互作用分析

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