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分子印迹水凝胶光子晶体响应性的研究

分子印迹水凝胶光子晶体响应性的研究

作者：黄荣刚天津大学

学位级别：硕士

响应性水凝胶光子晶体在一定外界条件刺激下,凝胶体系发生体积上的变化,进而引起光子晶体的光子带隙改变而产生响应。分子印迹技术是一种制备对特定分子具有专一识别性能的聚合物的技术。将响应性水凝胶光子晶体与分子印迹技术结合起来... 详细信息

响应性水凝胶光子晶体在一定外界条件刺激下,凝胶体系发生体积上的变化,进而引起光子晶体的光子带隙改变而产生响应。分子印迹技术是一种制备对特定分子具有专一识别性能的聚合物的技术。将响应性水凝胶光子晶体与分子印迹技术结合起来可得到对特定物质产生响应性的分子印迹水凝胶光子晶体。本文通过在凝胶体系中加入PEG制备出了PEG印迹反蛋白石聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶光子晶体,并探讨了印迹反蛋白石水凝胶光子晶体的结构颜色及其对外界环境的响应性情况。1.采用乳液聚合法通过调节乳化剂的量制备出了不同粒径的单分散PS微球(204nm、237nm、254nm、283nm),通过垂直沉积法制得单晶态的蛋白石结构聚苯乙烯(PS)模板。2.通过在前驱液中加入不同量和不同分子量的PEG,制得了一系列印迹反蛋白石水凝胶光子晶体,研究了印迹量、交联度与水凝胶反射峰三者之间的关系及印迹分子大小与反射峰两者之间的关系。随印迹量的增加,反射峰发生红移,随交联度的增加,红移程度减小;印迹分子大小对水凝胶的结构颜色几乎没有影响。3.研究了PEG800不同印迹量的水凝胶在不同浓度的PEG溶液和乙二醇溶液中的响应性情况。在聚乙二醇溶液中,印迹量越大,蓝移程度越小;在乙二醇溶液中,印迹量越大,红移越明显。4.研究了印迹分子大小不同的印迹水凝胶在不同浓度的PEG溶液及其混合溶液、乙二醇溶液、葡萄糖溶液及L-赖氨酸溶液中的响应性进行了研究,发现不同孔大小的水凝胶的响应性情况并不一致。在PEG溶液中由PEG400和1000印迹所得的水凝胶蓝移程度最小,PEG600最大,对PEG混合液的响应性测定发现,PEG600印迹的水凝胶对PEG分子有一定的识别能力。而在乙二醇、葡萄糖和L-赖氨酸溶液中,PEG800所得水凝胶红移最大,响应最为明显。

关键词：响应性光子晶体分子印迹光子晶体水凝胶垂直沉积法反蛋白石结构颜色

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基于曲率统计的LiDAR点云二次滤波方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2013年第1期37卷 56-60页

作者：万剑华黄荣刚周行曾喆中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580 中国石油大学地球科学学院北京102249

针对传统偏度平衡方法滤波结果中存在低矮植被、建筑物侧面墙脚等非地面点云问题,在传统偏度平衡方法的点云一次滤波算法的基础上,提出一种基于曲率统计的点云二次滤波方法。对该方法进行试验,并将试验结果与传统偏度平衡方法滤波结果... 详细信息

针对传统偏度平衡方法滤波结果中存在低矮植被、建筑物侧面墙脚等非地面点云问题,在传统偏度平衡方法的点云一次滤波算法的基础上,提出一种基于曲率统计的点云二次滤波方法。对该方法进行试验,并将试验结果与传统偏度平衡方法滤波结果进行对比分析。结果表明:基于曲率统计的点云二次滤波方法比传统偏度平衡法能够多滤除83%的植被点云、5%的建筑物点云,能够有效地滤除传统偏度平衡方法滤波结果中的低矮植被、建筑物侧面墙脚等非地面点云。

关键词：激光雷达点云滤波方法曲率统计

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点云压缩研究进展与趋势

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第2期48卷 192-205页

作者：张卉冉董震杨必胜黄荣刚徐大展武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 时空数据智能获取技术与应用教育部工程研究中心湖北武汉430079 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 城市空间信息工程北京市重点实验室北京100038 浙江省测绘科学技术研究院浙江杭州310012

三维点云为物理世界精细数字化提供了高精度的三维表达方式,广泛应用于三维建模、智慧城市、自主导航系统、增强现实等领域。然而点云的数据海量、非结构化、密度不均等特点给点云的存储和传输带来了巨大挑战,因此在有限的存储空间容量... 详细信息

三维点云为物理世界精细数字化提供了高精度的三维表达方式,广泛应用于三维建模、智慧城市、自主导航系统、增强现实等领域。然而点云的数据海量、非结构化、密度不均等特点给点云的存储和传输带来了巨大挑战,因此在有限的存储空间容量和网络传输带宽中实现低比特率、低失真率的点云压缩具有重要的理论意义和实用价值。围绕点云压缩中的研究现状、标准框架和评价指标,阐述国内外点云压缩算法研究工作、运动图像专家组压缩标准框架以及几何和属性信息质量评价指标的最新进展,分析比较3种开源点云压缩算法在点云压缩公开数据集下的性能表现,并对点云压缩的主要发展方向趋势予以展望。

关键词：三维点云压缩算法几何信息编码属性信息编码点云质量评价

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利用目标区域拓扑关系图提取建筑物点云

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第4期42卷 475-481页

作者：黄荣刚杨必胜李健平田茂梁新美武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国地质大学(武汉)信息工程学院湖北武汉430074

建筑物提取一直是机载激光点云数据处理研究的热点,其中建筑物和其他地物之间的区分是研究的核心和难点。为提高建筑物与其他地物在机载激光点云中的区分能力,提出了一种建筑物点云层次提取方法。首先,在点云滤波后,从非地面点云中提取... 详细信息

建筑物提取一直是机载激光点云数据处理研究的热点,其中建筑物和其他地物之间的区分是研究的核心和难点。为提高建筑物与其他地物在机载激光点云中的区分能力,提出了一种建筑物点云层次提取方法。首先,在点云滤波后,从非地面点云中提取建筑物候选区域;然后,通过形态学重建和点云平面分割方法对建筑物候选区域构建多尺度空间,并建立目标区域的拓扑关系图;最后,在拓扑关系图基础上,利用5种特征量对目标区域分类,并精确提取建筑物点云。为了测试算法的有效性和可靠性,利用国际摄影测量与遥感学会(International Society for Photogrammetry and Remote Sensing,ISPRS)提供的Vaihingen和Toronto两组测试数据集进行实验,并由ISPRS对结果进行评估,其中基于面积和目标的完整度、正确率和提取质量分别都大于87.8%、94.7%、87.3%。与其他建筑物提取方法相比,该方法在基于面积和目标的质量指标方面最为稳定。实验结果表明,在不同的城市场景下,该算法能够稳健地提取建筑物,并保持很高的正确率。

关键词：机载激光雷达点云数据形态学重建点云分割建筑物提取拓扑关系图

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基于多光谱LiDAR数据的道路中心线提取

地球信息科学学报 2018年第4期20卷 452-461页

作者：袁鹏飞黄荣刚胡平波杨必胜武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

针对城市三维激光点云中,道路与地面高程相差小、激光反射强度相近使得道路提取困难;广场、停车场等地物的高程、反射强度与道路极为相近,容易产生错误提取的问题。本文设计了一种描述道路条带信息的局部二进制特征(Stripe Local Binary... 详细信息

针对城市三维激光点云中,道路与地面高程相差小、激光反射强度相近使得道路提取困难;广场、停车场等地物的高程、反射强度与道路极为相近,容易产生错误提取的问题。本文设计了一种描述道路条带信息的局部二进制特征(Stripe Local Binary Feature,SLBF),结合LiDAR数据中的三维信息和多光谱信息获得基于强度、密度和平坦度等统计特征(StatisticsBased Feature,SBF),并采用随机森林分类器实现了机载点云中道路面点云和非道路面点云的有效提取。通过欧式聚类精化道路点云和迭代腐蚀边界细化中心线,进而获得矢量化的道路中心线。以Waddenzee区域的多光谱机载点云数据进行实验验证,道路中心线提取结果的完整度达到94.15%,准确度达到97.95%,精度达到92.28%。实验结果表明,该方法可以有效地提取道路中心线,同时由于设计的特征具有不变性,能够适用于城市和林间小路等各种环境。

关键词：多光谱机载激光点云道路提取局部二进制特征随机森林分类器矢量化

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Z05装载机主离合器的选择与设计

林业机械 1989年第4期 10-13,36页

作者：黄荣刚桂林林业机械厂

Z05装载机是金龙252履带式拖拉机的改型产品。为该机重新设计的行星齿轮换向液压离合器,具有结构紧凑、传动效率高、冲击及噪音小等特点。文章详细介绍了该离合器的设计方法。

关键词：装载机离合器选择设计

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水利工程质量管理年活动实施方案

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2017年第1期 241-242页

作者：黄荣刚新疆玛纳斯县玛纳斯河水利管理处新疆昌吉832200

质量是水利工程的生命线,肩负着水利工程安全、可靠运行得使命,责任重中之重。加强水利建设的工程质量与监督管理,需要根据我国水利工程质量存在的设计、施工、资金、安全等问题,进行科学、合理地分析,才能有质量与监督管理,需要根据我... 详细信息

质量是水利工程的生命线,肩负着水利工程安全、可靠运行得使命,责任重中之重。加强水利建设的工程质量与监督管理,需要根据我国水利工程质量存在的设计、施工、资金、安全等问题,进行科学、合理地分析,才能有质量与监督管理,需要根据我国水利工程质量存在的设计、施工、资金、安全等问题,进行科学、合理地分析,才能有针对性地提出相应的有效对策、措施或建议。基于此,本文主要对水利工程质量管理年活动实施方案进行了简要的分析。

关键词：水利工程质量管理年活动实施方案

山地冰川冰湖变化及其溃决洪水遥感监测研究进展

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 1019-1039页

作者：李晓恩刘易江利明黄荣刚周志伟庞校光中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

冰湖作为冰川融水主要储蓄载体,能在一定程度延缓区域冰川淡水资源流失,但也为冰湖溃决洪水(Glacial Lake Outburst Floods,GLOFs)、滑坡、泥石流等山地灾害发生提供了孕灾场所,是众多山地冰川灾害链的重要环节。升温、极端气候变化扰动... 详细信息

冰湖作为冰川融水主要储蓄载体,能在一定程度延缓区域冰川淡水资源流失,但也为冰湖溃决洪水(Glacial Lake Outburst Floods,GLOFs)、滑坡、泥石流等山地灾害发生提供了孕灾场所,是众多山地冰川灾害链的重要环节。升温、极端气候变化扰动下,冰川物质亏损/减薄速率进一步加剧,冰湖形态变化速率加快、GLOFs发生频次与规模有所提升、灾害影响效应愈发显著,对高海拔山地冰川区下游居民生命财产和基础设施安全带来潜在风险。鉴于此,本文以冰湖与GLOFs研究为主题,首先,通过冰湖研究文献计量分析确定了近些年研究热点专题;其次,围绕山地冰川冰湖与GLOFs研究的3个主要方向:冰湖与GLOFs遥感监测、冰湖时空演化与冰川变化分析及未来潜在冰湖探测、冰湖灾害风险评估与GLOFs案例研究,遴选10项重要专题内容,分门别类、系统梳理总结、剖析了国内外研究进展,阐述了当下研究存在不足;最后,针对所选专题结合技术发展趋势与研究热点问题,围绕冰湖形态信息与GLOFs智能提取、冰川-冰(前/面)湖系统演化及其气候变化响应关系、冰湖监测预警与灾害防治内容,对未来研究做了一定展望,以期为山地冰川冰湖灾害管理与适应性规划提供借鉴与参考。

关键词：山地冰川冰湖冰湖溃决洪水GLOFs 遥感监测未来潜在冰湖编目冰湖时空演化冰湖水量(库容)估算冰湖风险评估气候变化响应

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车载探地雷达地下目标实时探测法

测绘学报 2020年第7期49卷 874-882页

作者：杨必胜宗泽亮陈驰孙文鹿米晓新吴唯同黄荣刚武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学时空数据智能获取技术与应用教育部工程研究中心湖北武汉430079 中国科学院大地测量与地球物理研究所湖北武汉430079

中国的城镇化加快了地下空间大规模开发与利用的进程。摸清地下空间目标的分布状况,保障城市可持续发展和地下空间资源的永久利用,是维护未来城市安全中的重要任务。探地雷达(GPR)凭借其数据采集速度快、成像分辨率高、无损检测等优点... 详细信息

中国的城镇化加快了地下空间大规模开发与利用的进程。摸清地下空间目标的分布状况,保障城市可持续发展和地下空间资源的永久利用,是维护未来城市安全中的重要任务。探地雷达(GPR)凭借其数据采集速度快、成像分辨率高、无损检测等优点在地下空间资源调查中得以广泛应用。但仍存在GPR数据地下目标识别不准确、自动化程度低等缺陷,自动检测GPR数据中的地下目标或目标缺陷仍然是一个亟待解决的难题。为此,本文分析并确定了GPR影像中可进行识别的城市道路地下空间的7类典型目标(如雨水井、电缆等)。并根据其反射信号特征,标记了GSSI SIR30设备以400 MHz波段采集的GPR数据中的典型地下目标,构建了GPR地下目标样本库,共包含7类总数为3033个。通过迁移学习的方法,精调预训练后的Darknet53网络参数,通过端到端的YOLOV3检测方法完成地下目标的自动识别与定位。最后,利用深圳福田区彩田路GSSI SIR30装备以400 MHz波段采集的GPR数据进行试验验证。试验结果表明,本文提出的基于深度学习的地下目标探测方法对城市典型地下目标的检测精度和召回率达到85%以上,检测速度达到了16帧/s,能够有效探测GPR数据中的城市地下目标。

关键词：探地雷达地下目标探测卷积神经网络深度学习城市空间安全