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改进UNet++的遥感影像森林变化检测方法

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森林与环境学报 2024年第3期44卷 317-327页

作者：马永军张艺王广来黄建平东北林业大学计算机与控制工程学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

针对森林覆盖变化检测任务,现有的基于深度学习模型存在结构复杂且忽视光谱与空间协同关系的问题,导致检测效果并不理想。为了解决这个问题,本研究提出一种结合多尺度空间解耦卷积(MSDConv)和空-谱特征协同策略(SSFC)的改进UNet++轻量... 详细信息

针对森林覆盖变化检测任务,现有的基于深度学习模型存在结构复杂且忽视光谱与空间协同关系的问题,导致检测效果并不理想。为了解决这个问题,本研究提出一种结合多尺度空间解耦卷积(MSDConv)和空-谱特征协同策略(SSFC)的改进UNet++轻量级森林覆盖变化检测方法。首先,基于UNet++网络构建一个非权重共享伪孪生网络,增加少量参数便能实现更好的特征提取,采用MSDConv模块捕捉变化对象的多尺度特征,减少信息冗余和参数计算;其次,在MSDConv中引入SSFC,获取空间和谱间的三维注意力权重且不增加额外参数,使得MSDConv获取更丰富的边缘和细节特征;最后,使用6种植被指数增强森林覆盖变化特征。结果表明,本研究提出的模型森林覆盖变化检测精度、召回率和F1分数分别为93.12%,93.62%和93.37%,模型参数量和计算量分别为6.28 MB和11.25 GB。与原始Sami-UNet++方法对比,本研究提出的模型准确率、召回率和F1分数仅分别下降1.41%、1.66%和1.53%,但参数量与计算量分别降低5.76 MB和16.19 GB。本研究提出的模型显著提高了森林覆盖变化检测任务的检测效率,对于需要处理大量图像数据的森林覆盖变化检测任务具有重要的意义,可为森林灾害的评估以及森林资源的保护提供技术手段。

关键词：森林覆盖变化检测遥感影像深度学习轻量化UNet++

古典美还是表现美:摆盘美学影响健康饮食决策的计算与神经机制

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心理学报 2024年第8期56卷 1061-1075,I0003页

作者：刘梦颖蒋婧怡杨依琳江波黄建平苏州大学教育学院江苏学校美育研究中心苏州大学传媒学院江苏苏州215123

前人研究发现食物摆盘的美感水平会影响个体的食物选择,但未有研究进一步探讨相同美感、不同审美特征对健康饮食决策的影响机制。本研究招募被试34名,采用基于价值的食物决策范式,使用2 (审美特征:古典美,表现美)×2 (食物热量:高,低)... 详细信息

前人研究发现食物摆盘的美感水平会影响个体的食物选择,但未有研究进一步探讨相同美感、不同审美特征对健康饮食决策的影响机制。本研究招募被试34名,采用基于价值的食物决策范式,使用2 (审美特征:古典美,表现美)×2 (食物热量:高,低)被试内设计,通过分离计算模型参数与脑电指标来检验不同审美特征差异化的审美价值,以及审美价值对热量影响的调节效应及其认知神经基础。结果显示:(1)古典美(vs.表现美)审美价值更高,食物选择率和漂移率(v)更高、N400振幅更低;(2)审美价值调节热量价值,但热量价值的突显性高于审美,热量信息的神经处理时间更早(240~320ms);(3)审美价值的调节效应发生在决策证据积累过程中,影响漂移率(v)以及中央顶叶正波(CPP)。本研究在理论层面揭示了健康饮食决策中审美价值的调节效应及认知神经基础,同时在实践应用方面为助推健康饮食选择提供了食物摆盘的审美设计指导。

关键词：健康饮食价值决策审美特征计算建模事件相关电位

Forecast scheme and strategy for extended-range predictable components

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Science China Earth Sciences 2013年第4期56卷 878-889页

作者： ZHENG ZhiHai huang jianping FENG GuoLin CHOU JiFan National Climate Center China Meteorological Administration College of Atmospheric Sciences Lanzhou University

Although extended-range forecasting has exceeded the limit of daily predictability of weather,there are still partially predictable characteristics of meteorological fields in such forecasts.A targeted forecast scheme and strategy for extended-range predictable components is *** on chaotic characteristics of the atmosphere,predictable components and unpredictable random components are separated by using the standpoint of error growth in a numerical *** predictable components are defined as those with slow error growth at a given range,which are not sensitive to small errors in initial conditions. A numerical model for predictable components(NMPC)is established,by filtering random components with poor *** aim is to maintain predictable components and avoid the influence of rapidly growing forecast errors on small scales. Meanwhile,the analogue-dynamical approach(ADA)is used to correct forecast errors of predictable components,to decrease model error and statistically take into account the influence of random *** scheme is applied to operational dynamical extended-range forecast(DERF)model of the National Climate Center of China Meteorological Administration (NCC/CMA).Prediction results show that the scheme can improve forecast skill of predictable components to some extent, especially in high predictability *** skill at zonal wave zero is improved more than for ultra-long waves and synoptic-scale *** show good agreement with predictability of spatial *** a result,the scheme can reduce forecast errors and improve forecast skill,which favors operational use.

关键词： extended-range forecast predictability predictable components analogue-dynamical approach

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Changes in Aridity in Response to the Global Warming Hiatus

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Journal of Meteorological Research 2017年第1期31卷 117-125页

作者： Xiaodan GUAN jianping huang Ruixia GUO Key Laboratory for Semi-Arid Climate Change of the Ministry of Education College of Atmospheric Sciences Lanzhou University Lanzhou 730000

The global warming slowdown or warming hiatus, began around the year 2000 and has persisted for nearly 15 years. Most studies have focused on the interpretation of the hiatus in temperature. In this study, changes in a global aridity index （AI） were analyzed by using a newly developed dynamical adjustment method that can successfully identify and separate dynamically induced and radiatively forced aridity changes in the raw data. The AI and Palmer Drought Severity Index produced a wetting zone over the mid-to-high latitudes of the Northern Hemisphere in recent decades. The dynamical adjustment analysis suggested that this wetting zone occurred in response to the global warming hiatus. The dynamically induced AI （DAI） played a major role in the AI changes during the hiatus period, and its relationships with the North Atlantic Oscillation （NAO）, Pacific Decadal Oscillation （PDO）, and Atlantic Multi-decadal Oscillation （AMO） also indicated that different phases of the NAO, PDO, and AMO contributed to dif- ferent performances of the DAI over the Northern Hemisphere. Although the aridity wetting over the mid-to-high lat- itudes may relieve long-term drying in certain regions, the hiatus is temporary, and so is the relief. Accelerated glob- al warming will return when the NAO, PDO, and AMO revert to their opposite phases in the future, and the wetting zone is likely to disappear.

关键词： hiatus aridity index dynamically induced aridity index wetting

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近代壬戌学制对我国师范教育的历史观照

宁波大学学报（教育科学版） 2024年第2期46卷 105-113页

作者：黄剑平王晓璇北京师范大学教育学部北京100875 华南师范大学教育科学学院广东广州510631

实现教育现代化,建成教育强国,必须办好师范教育。新文化运动思想、先进教育思潮和教育家爱国情怀的推动奠定了壬戌学制在我国学制发展史和师范教育发展史的地位。其中关于中、高等师范的一系列改革措施,对近代师范教育产生深刻影响:优... 详细信息

实现教育现代化,建成教育强国,必须办好师范教育。新文化运动思想、先进教育思潮和教育家爱国情怀的推动奠定了壬戌学制在我国学制发展史和师范教育发展史的地位。其中关于中、高等师范的一系列改革措施,对近代师范教育产生深刻影响:优化中师课程设置、注重培养方式多样性、提升师范教育学术地位;取消师范生公费制、弱化师范教育独立设置制度、忽视师范生知识结构培养。壬戌学制百余年来的历史经验,对新时代我国推动师范教育高质量发展带来的启示:加大公费师范教育投入力度、强化师范院校教师教育特色、培养壮大教师队伍、促进区域教育均衡发展、优化教师教育课程体系建设、注重师范生跨学科能力培养。

关键词：壬戌学制中国近代教育师范教育教师教育

An overview of the influence of atmospheric circulation on the climate in arid and semi-arid region of Central and East Asia

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Science China Earth Sciences 2018年第9期61卷 1183-1194页

作者： Yuzhi LIU Chuqiao WU Rui JIA jianping huang Key Laboratory for Semi-Arid Climate Change of the Ministry of Education College of Atmospheric Sciences Lanzhou University

The arid and semi-arid(ASA) region of Asia occupies a large area in the middle latitudes of the Northern Hemisphere, of which the main body is the ASA region of Central and East Asia(CEA). In this region, the climate is fragile and the environment is sensitive. The eastern part of the ASA region of CEA is located in the marginal zone of the East Asian monsoon and is jointly influenced by westerly circulation and the monsoon system, while in the western part of the ASA of CEA,the climate is mainly controlled by westerly circulation. To understand and predict the climate over this region, it is necessary to investigate the influence of general circulation on the climate system over the ASA region of CEA. In this paper, recent progress in understanding the relationship between the general circulation and climate change over the ASA region is systematically reviewed. Previous studies have demonstrated that atmospheric circulation represents a significant factor in climate change over the ASA region of CEA. In the years with a strong East Asian summer monsoon, the water vapor flux increases and precipitation is abundant in the southeastern part of Northwest China. The opposite situation occurs in years when the East Asian summer monsoon is weak. With the weakening of the East Asian summer monsoon, the climate tends to dry over the semi-arid region located in the monsoon marginal zone. Recently, owing to the strengthening of the South Asian monsoon, more water vapor has been transported to the ASA region of Asia. The Plateau summer monsoon intensity and the precipitation in summer exhibit a significant positive correlation in Central Asia but a negative correlation in North China and Mongolia. A significant positive correlation also exists between the westerly index and the temperature over the arid region of CEA. The change in the westerly circulation may be the main factor affecting precipitation over the arid region of Central Asia.

关键词： General circulation Monsoon Westerly Central and East Asia (CEA) Arid and semi-arid (ASA)

卷积神经网络在AVA反演应用中影响因素研究

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 57-67页

作者：李振春孙加星杨继东黄建平于由财徐洁深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东)) 山东青岛266580 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266580

从基于卷积神经网络开展AVA(振幅随入射角变化)反演问题出发,建立网络训练所需的数据集,分析不同超参数调整对预测结果的影响,确定这些超参数的最佳设置值,并总结超参数调整规律。最后通过对比3种不同卷积神经网络模型的预测结果,寻找... 详细信息

从基于卷积神经网络开展AVA(振幅随入射角变化)反演问题出发,建立网络训练所需的数据集,分析不同超参数调整对预测结果的影响,确定这些超参数的最佳设置值,并总结超参数调整规律。最后通过对比3种不同卷积神经网络模型的预测结果,寻找出适用于叠前参数反演问题的最佳网络。最终形成一套完备的基于叠前角度域道集数据应用卷积神经网络进行弹性参数预测工作流程。结果表明,基于本文构建的训练数据集,选取的卷积神经网络结构以及设置的超参数组合预测得到的弹性参数结果具有较高的精度。

关键词：叠前反演训练数据集超参数设置卷积神经网络

考虑源网荷效益的峰谷电价与峰谷时段双层优化模型

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 217-224页

作者：黄剑平余欣赵东生范亚洲陈皓勇于是乎李银格广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 华南理工大学电力学院广东广州510640

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价... 详细信息

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价的实际经济效用;考虑用户响应的不确定性,保证分时电价实行后的源网荷效益在一定范围内变化;峰谷时段划分与峰谷电价设计均以系统成本最低为目标优化得到,充分考虑峰谷时段划分、峰谷电价设计和用户响应行为之间的交互机理。仿真结果表明,与单独划分峰谷时段的模型相比,所提模型能够制定更优、科学性更强的峰谷时段和峰谷电价,进一步降低系统总成本。

关键词：峰谷时段峰谷电价源网荷效益风电不确定性响应不确定性

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土地癌化及其防治

自然杂志 2024年第4期46卷 239-246页

作者：黄建平富丽李昶豫黄季平兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心兰州730000 兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

由于全球变暖、城市化、荒漠化等一系列问题,地球的健康状况正在下降,这严重威胁着生态安全和社会的可持续发展。当土地无法通过光合作用产生足够的氧气时,其储水能力逐渐丧失,触发“高温-干旱”相互加强的正反馈循环。基于此,文章将地... 详细信息

由于全球变暖、城市化、荒漠化等一系列问题,地球的健康状况正在下降,这严重威胁着生态安全和社会的可持续发展。当土地无法通过光合作用产生足够的氧气时,其储水能力逐渐丧失,触发“高温-干旱”相互加强的正反馈循环。基于此,文章将地球视为一个生命体,提出了土地癌化的概念及其诊断方法,以量化土地的健康状况。文章还通过构建癌化土地指数(cancer land index, CLI),发现全球超过一半(53%)的土地面积正面临着癌化的威胁。癌化土地开始于产氧量低的沙漠和干旱区,以及耗氧量高的大城市和工业区,并逐渐向周边地区蔓延。这一过程类似于人体癌细胞扩散,标志着地球健康的恶化。文章通过对土地癌化概念的深入研究和癌化面积的检测,提出针对自然癌化土地和人为癌化土地的相应防治对策和建议,力争在早期发现和阻止土地癌化,保护地球的整体健康。

关键词：土地癌化癌化土地指数陆面反馈机制气候变化生态治理

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