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感知物理先验的机器学习及其在地理空间智能中的研究前景

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地球信息科学学报 2023年第7期25卷 1297-1311页

作者：张彤刘仁宇王培晓高楚林刘杰王望舒武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 奥地利维也纳工业大学测量与地理信息系维也纳A-1040

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是... 详细信息

许多复杂的物理现象和动态系统尚未为科学家所完全理解和解释,因此不能构建确定的数学方程来描述,不能直接使用紧凑的物理机理模型来进行分析和预测。随着观测数据的日益丰富,数据驱动的机器学习方法可以较好地描述复杂非线性现象,但是纯数据驱动模型在表征能力、可解释、泛化能力、样本利用效率方面还存在很多不足。常规机器学习方法在地学领域的应用还面临时空异质性、样本稀疏等带来的挑战。近年来感知物理先验的机器学习方法可以在物理原理不太明确的情况下更有效地利用观测数据描述和分析动态系统,受到了广泛关注,并在物理、计算机、生物、医学和地学等领域得到了一定的应用。近年来人工智能和机器学习技术已经大量应用于地理学尤其是地理信息和遥感领域,受到地理学者广泛重视,被称为地理空间智能,并已成为一个热门的研究方向。感知物理先验的机器学习方法融合了模型驱动和数据驱动思想,为地理空间智能研究带来新的研究范式,促进各种复杂地理现象的精细描述和预测。本文首先分别从物理先验的表达形式和如何在机器学习中集成物理先验两方面概述了该领域的进展。物理先验是在机器学习建模之前已经存在、独立于机器学习方法的知识。本文从增广的数据和定制特征、物理定律和约束规则、支配方程、几何特性等方面总结物理先验知识的表达形式。主要从机器模型约束建模、辅助任务设计和模型的训练推理角度总结如何在机器学习模型中有效集成各种物理先验。本文基于以上的综述框架,结合地学机器学习和地理空间智能的发展和前沿问题,探讨了地理时空先验与其他物理先验的关系,简要总结和分析了目前感知时空先验的地理空间智能方法研究案例,探讨了时空先验表征以及集成时空先验地理空间智能的未来研究规划和应用前景。随着感知物理先验的机器学习方法研究的快速发展,我们相信感知时空先验的地理空间智能研究未来将逐步构建起跨多时空尺度的通用地理表征、分析、预测和解释框架,不仅能更好地解决地理信息科学的传统问题,还将鼓励地理学者与其他相关学科一起建立交叉研究的前沿机会,探索解决人类未来面临的共同挑战。

关键词：物理感知的机器学习物理先验机器学习深度学习时空先验时空表征地理空间智能地理信息科学

轴向功能梯度变截面Timoshenko梁自由振动的研究

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振动与冲击 2017年第22期36卷 158-165,244页

作者：葛仁余张金轮姜忠宇韩有民索小永牛忠荣安徽工程大学力学重点实验室安徽芜湖241000 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

功能梯度材料可以提高结构的强度、改善质量分布和保证工程结构的完整性,因此轴向功能梯度变截面梁已广泛应用于土木、机械和航空工程。提出了用插值矩阵法计算轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率;基于Timoshenko梁理论,将轴向... 详细信息

功能梯度材料可以提高结构的强度、改善质量分布和保证工程结构的完整性,因此轴向功能梯度变截面梁已广泛应用于土木、机械和航空工程。提出了用插值矩阵法计算轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率;基于Timoshenko梁理论,将轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率的计算转化为一组非线性变系数常微分方程特征值问题;运用插值矩阵法可一次性地计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率,并可同时获取相应的振型函数。该方法对于材料梯度函数和截面几何轮廓的具体形式无任何限制条件,计算结果与现有结果对比,发现吻合良好,表明了该方法的有效性。

关键词：变截面梁横向振动固有频率插值矩阵法功能梯度材料

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循环水养殖大口黑鲈摄食颗粒饲料的声学特征

农业工程学报 2021年第20期37卷 219-225页

作者：曹晓慧刘晃戚仁宇张成林刘世晶上海海洋大学水产与生命学院上海201306 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所上海200092

为突破智能投饲系统的技术瓶颈,近年来采用被动声学技术开展鱼虾摄食行为研究成为热点之一。该研究主要采用被动声学技术获取单体大口黑鲈(Micropterus salmoides)摄食声信号,从混合信号中提取完善的摄食信号,筛选可作为衡量大口黑鲈摄... 详细信息

为突破智能投饲系统的技术瓶颈,近年来采用被动声学技术开展鱼虾摄食行为研究成为热点之一。该研究主要采用被动声学技术获取单体大口黑鲈(Micropterus salmoides)摄食声信号,从混合信号中提取完善的摄食信号,筛选可作为衡量大口黑鲈摄食活跃度的声学特征参数,以期对摄食活跃度进行量化。根据大口黑鲈喂食期间的同步音频与视频记录,确定信号类别并进行标记,主要提取每次吞食饲料的时域与频域特征,对比各参数与吞食次序之间的相关度。研究结果表明,摄食声信号能量主要集中于4.2~7.4 kHz,且大口黑鲈吞食间隔与吞食次序呈正相关,稳定性较强;而时域特征中的波形振幅极差与频域特征的功率积分值均与吞食次序呈负相关。吞食间隔、振幅极差及功率积分值均可以作为衡量摄食活跃度的量化指标,而共振峰与平均梅尔倒谱系数可作为摄食声识别参数,研究结果可为今后养殖鱼类被动声学智能投饲系统研发提供理论基础。

关键词：水产养殖摄食行为声信号大口黑鲈

A novel peptide encoded by v-circS((5))165-1018(+) from Bombyx mori Cypovirus 1suppresses viral infection via ROS-NF-κB signaling

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A novel peptide encoded by v-circS((5))165-1018(+) from Bomb...

赣南会昌辉石闪长岩中磷灰石和锆石的年代学、成因矿物学及铀成矿指示意义

2019年全国蚕病理学与病虫害防控学术研讨会

作者： Yunshan zhang Min Zhu Xing zhang Zi Liang Mingtian zhang Ziyao zhang Manman Cao Yaping Dai Kun Dai Yuchao Gu Jun Pan Bingyu Yan Hanxue Zhu renyu Xue Guangli Cao Xiaolong Hu Chengliang Gong School of Biology & Basic Medical Science Soochow University Institute of Agricultural Biotechnology and Ecological Research Soochow University

Background: Circular RNAs(circRNAs), a class of covalently closed ring structure RNA molecules, which involved in various biological processes by miRNA sponges,RNA protein binding or translation. circRNAs widely appeared in eukaryotes and some DNA viruses. However, it remains largely unexplored whether RNA virus including Bombyx mori Cypovirus(BmCPV) belonged to Reoviridae with segmented double-stranded RNA(dsRNA) genome could generate viral circRNAs(vcircRNAs)with ***: The BmCPV generated vcircRNAs were assessed by circRNAome sequencing. Reverse transcription PCR and northern blotting were used to confirm the existence of vcircRNAs. Immunofluorescence assay and western blotting were employed to evaluate the peptide translated by vcircRNAs. BmN cells overexpressing vcircRNA or treated with the peptide encoded by vcircRNA were used to evaluate the effect on the infection of BmCPV. Further, to explore the potential regulatory mechanisms, the ROS burst, nuclear translocation of p65 in NF-κB signaling pathway and immune genes expression were investigated in the BmN cells treated with the peptide coded by ***: We firstly screened 295 distinct vcircRNAs in the BmCPV infected silkworm midgut, which were generated from both sense and antisense strands of BmCPV dsRNA genome by a novel hyperbacksplicing. One vcircRNA named v-circS(5))165-1018(+) was derived from region 165-1018 nucleotide(nt) of sense strand of genomic dsRNA segment S5. The viral structural protein VP7 was decreased by overexpression of v-circS(5))165-1018(+) in BmN cells. Subsequently, a peptide(termed as v-circS(5))-P21) encoded by v-circS(5))165-1018(+) was predicted and confirmed. Furthermore, v-circS(5))-P21 was identified to promote the ROS burst,nuclear translocation of p65 and antiviral genes expression in vitro. Finally, v-circS(5))-P21 was suggested to suppress virus infection via activating ROS-NF-κB signaling ***: BmCPV belong to Reoviridae could generate

关键词： BmCPV v-circS(5)165-1018(+) v-circS(5)-P21 ROS-NF-κB signaling Inhibition of virus proliferation

来源： cnki会议评论

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地球科学 2023年第9期48卷 3258-3279页

作者：曾认宇潘家永苏惠甘德斌钟福军杜后发严杰张辰光东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 英国杜伦大学地球科学学系杜伦DH13LE 信阳师范学院地理科学学院河南信阳464000

华南中生代幔源岩浆的时空分布与铀成矿具有密切的联系.然而,解释幔源岩浆中锆石的成因和来源,厘清幔源岩浆的侵位年龄,一直是相关研究的重点和难点.以赣南会昌地区出露的一处幔源辉石闪长岩为研究对象,对其开展了锆石和磷灰石的矿相学... 详细信息

华南中生代幔源岩浆的时空分布与铀成矿具有密切的联系.然而,解释幔源岩浆中锆石的成因和来源,厘清幔源岩浆的侵位年龄,一直是相关研究的重点和难点.以赣南会昌地区出露的一处幔源辉石闪长岩为研究对象,对其开展了锆石和磷灰石的矿相学、矿物地球化学和年代学系统研究.会昌辉石闪长岩的SiO_(2)在55.74%~57.71%之间,富集LREE和LILE,亏损HREE和HFSE.磷灰石属于氟磷灰石,显示了115.0±4.9 Ma的交点年龄和114.7±2.3 Ma的加权平均年龄,代表了会昌辉石闪长岩的侵位年龄;锆石的^(206)Pb/^(238)U年龄介于233~271 Ma,ε_(Hf)(t)在-3.0~-1.4之间,为来源于深部I型花岗岩的捕获锆石.结合前人在区域上的研究,华南板块在印支期主要处于挤压环境,形成了大量的S型和I型花岗岩;到了白垩纪,华南板块整体处于伸展环境,存在多期次的幔源岩浆活动.而在这种伸展环境中,天水和幔源流体带来了充足的O_(2)和CO_(2)等矿化剂,这为浸取矿源层中的U元素,进而形成铀矿提供了重要的条件.

关键词： U⁃Pb定年磷灰石锆石辉石闪长岩赣南铀成矿岩石学矿物学

非均匀取样周期信号取样时间偏差估计算法数学证明

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电子学报 1999年第2期27卷 109-110,105页

作者：刘仁宇白明友张千里哈尔滨理工大学工业技术学院哈尔滨大电机研究所

本文证明了在非均匀取样周期信号中只要满足寄生频线不为周期信号基波频线的整数倍这一工程条件，周期信号的各次谐波将不会与非均匀取样产生的寄生谱线发生混叠．

关键词：非均匀取样取样时间偏差算法信号分析

切开复位骨盆Salter截骨术治疗发育性髋关节脱位的长期随访研究

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中华骨科杂志 2014年第12期34卷 1183-1189页

作者：张中礼杨建平龚仁钰付喆邓书贞天津医院小儿骨科 300211

目的探讨早期切开复位骨盆Salter截骨术治疗发育性髋关节脱位的长期疗效及其影响因素。方法1992年9月至2002年10月接受切开复位骨盆Salter截骨术的发育性髋关节脱位患儿68例8l髋，随访至骨骼发育成熟的45例52髋纳入回顾性研究。男9例，... 详细信息

目的探讨早期切开复位骨盆Salter截骨术治疗发育性髋关节脱位的长期疗效及其影响因素。方法1992年9月至2002年10月接受切开复位骨盆Salter截骨术的发育性髋关节脱位患儿68例8l髋，随访至骨骼发育成熟的45例52髋纳入回顾性研究。男9例，女36例；手术时年龄1．4~5．3岁，平均2．5岁。所有患儿术前均未接受其他治疗。34例38髋术前行骨牵引。评价末次随访时改良Severin影像学及McKay临床功能情况。分析股骨头坏死发生率。分析改良severin影像学分类结果不良与股骨头坏死发生的相关性，及Ⅱ型股骨头坏死的股骨头包容情况。结果随访9．7—19．2年，平均13．5年。随访时年龄12．3~22．3岁，平均15．6岁。McKay髋关节功能评价优良率84．6％（44／52）。Severin影像学标准优良率69．2％（36／52），未发生股骨头坏死髋关节的优良率为82．8％（24／29）。23髋（44．2％，23／52）发生股骨头坏死，其中Ⅱ型16髋。年龄、性别、脱位程度、单双侧及有无过度下压均与Severin结果不良及股骨头坏死无关。股骨头坏死是severin结果为中或差的危险因素（P=0．0327）。而骨盆截骨术股骨头过度下压与严重型股骨头坏死可能有关（P=0．037）。发生Ⅱ型股骨头坏死与未发生股骨头坏死病例外侧CE角、Reimers指数的差异无统计学意义（P值分别为0．457与0．308）。结论切开复位骨盆Salter截骨治疗发育性髋关节脱位术后发生股骨头坏死的风险较高，其中以Ⅱ型最为常见，但多数不会引起进行性股骨头包容不良。骨盆截骨术中股骨头过度下压可能与严重型股骨头坏死有关。未发生股骨头坏死的病例影像学与功能结果比较满意。

关键词：髋脱位先天性儿童截骨术股骨头坏死随访研究

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St14双相钢板成形性能研究

上海金属 2000年第2期22卷 9-12页

作者：张梅符仁钰许珞萍上海大学上海汇众汽车用钢研究所 200072

研究了St14钢的双相处理工艺、双相组织、力学性能　成形极限图及实冲情况。结果表明 ,通过在 (α+γ)两相区温度加热的淬火处理获得了铁素体加马氏体的双相钢钢板。

关键词：双相钢双相处理钢板成形性成形极限图

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双压电材料三维界面端部力电耦合场奇异性

计算物理 2016年第1期33卷 57-65页

作者：王静平葛仁余韩有民张金轮程长征安徽工程大学汽车新技术安徽省工程技术研究中心安徽芜湖241000 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

基于切口根部物理场的幂级数渐近展开假设,从三维应力平衡方程和麦克斯韦方程组出发,导出关于双压电材料楔形界面切口端部奇性指数的特征微分方程组,并将切口的力电学边界条件表达为奇性指数和特征角函数的组合,从而将双压电材料楔形界... 详细信息

基于切口根部物理场的幂级数渐近展开假设,从三维应力平衡方程和麦克斯韦方程组出发,导出关于双压电材料楔形界面切口端部奇性指数的特征微分方程组,并将切口的力电学边界条件表达为奇性指数和特征角函数的组合,从而将双压电材料楔形界面切口端部奇性指数的计算转化为相应边界条件下常微分方程组特征值的求解,运用插值矩阵法求解界面端部若干阶应力奇性指数和相应特征函数.计算结果与已有结果对比表明本文方法的有效性和具有较高的计算精度.

关键词：奇异性压电材料渐近展开特征函数插值矩阵法