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青藏高原降雨侵蚀力R因子分布特征及驱动因素

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人民长江 2024年第6期55卷 85-91页

作者：苏立彬王茂林袁春慧柯浩成西藏土木水利电力工程研究中心西藏林芝860000 西藏农牧学院水利土木工程学院西藏林芝860000 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

降雨侵蚀力R因子是测算土壤侵蚀的重要因子,该因子的准确计算对水土流失动态监测具有重要意义。以青藏高原为研究对象,利用遥感数据和地理信息系统技术,并采用地理探测器模型分析了1991~2.2.年青藏高原地区降雨侵蚀力R因子的分布特征以... 详细信息

降雨侵蚀力R因子是测算土壤侵蚀的重要因子,该因子的准确计算对水土流失动态监测具有重要意义。以青藏高原为研究对象,利用遥感数据和地理信息系统技术,并采用地理探测器模型分析了1991~2.2.年青藏高原地区降雨侵蚀力R因子的分布特征以及影响因素。研究结果表明:①青藏高原地区R值的变化在分布上大致呈现西北高东南低的特点,C v变差系数在0~0.78之间,年际变化较大的区域分布在青藏高原西北部的和田、阿里地区以及巴音郭楞蒙古自治州的部分地区;而仲巴县、改则县等区县所围成的区域年际变化较小。青藏高原地区降雨侵蚀力R因子的值在0~15532.MJ·mm/(hm^(2.·h·a)之间,均值为648.84 MJ·mm/(hm^(2.·h·a),R值自东向西递减,呈现明显的条带状分布特征,其中在位于青藏高原的南部地区形成了一个明显的高值中心。②影响力探测结果表明,最低气温的解释力最高,q值为0.453,主导降雨侵蚀力R因子的时空分布特征。③交互探测结果表明,青藏高原各因子间协同效应均表现为双因子增强或非线性增强关系,较单因子作用有明显提升。气候因子间的交互作用对降雨侵蚀力R因子的影响较为突出。

关键词：降雨侵蚀力因子时空分布变差系数地理探测器青藏高原

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基于多感受野特征增强的改进EfficientDet遥感目标检测算法

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电光与控制 2024年第7期31卷 53-60,96页

作者：张润梅贾振楠李佳祥吴路路徐信芯袁彬安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230000 安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230000 陕西省高速公路施工机械重点实验室西安710000 安徽省仿真设计与现代制造工程技术研究中心安徽芜湖241000 安徽工程大学安徽芜湖241000

针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构... 详细信息

针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构,充分利用不同尺度信息,提高多尺度目标检测精度;同时在BiFPN中加入融合空洞卷积和快速归一化融合方法的特征增强模块,补强因特征图缩放所丢失的特征信息,进一步提高检测精度;另外,采用参数动态的Dynamic ReLU激活函数对原始网络中的参数静态的Swish激活函数进行改进。改进EfficientDet算法在不影响轻量化特点的前提下,对公开数据集Pascal VOC的目标检测平均精度均值(mAP)相较于原始算法提升11.9个百分点,亦优于其他目标检测算法。针对遥感图像数据集RSOD,通过Imgaug数据增强库对已有的936幅遥感图像数据集进行数据增广,利用改进模型进行迁移学习,未进行数据增广和增广后的目标检测结果分别为88.38%和96.78%,证明所提算法可以满足实际应用中对遥感图像目标的检测要求。

关键词：深度学习遥感图像目标检测 EfficientDet 多尺度特征融合特征增强模块 Dynamic ReLU

基于生物阻抗和深度学习技术的甲状腺组织分类模型研究

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中华内分泌外科杂志（中英文） 2024年第4期18卷 484-488页

作者：黄奥玲黄文雯董鹏伟鞠仙莉严丹丹袁静萍武汉大学人民医院病理科武汉430060 武汉大学遥感信息工程学院武汉430060

目的近年来甲状腺癌发病率显著提高,超声和细针穿刺活检等术前检查不断完善,但仍存在诊断性手术及过度诊疗的现象。本研究旨在探讨利用生物阻抗及深度学习技术对甲状腺组织进行分类的可行性。方法为了提高分类的准确性,我们设计一套适... 详细信息

目的近年来甲状腺癌发病率显著提高,超声和细针穿刺活检等术前检查不断完善,但仍存在诊断性手术及过度诊疗的现象。本研究旨在探讨利用生物阻抗及深度学习技术对甲状腺组织进行分类的可行性。方法为了提高分类的准确性,我们设计一套适合甲状腺组织的电阻抗测量系统,采集来自32.例患者的331个离体甲状腺标本共1340项数据集。随后,建立一个基于多特征的一维卷积神经网络(one dimensional convolution neural,1D-CNN)结合长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)混合模型对甲状腺组织进行分类。其中80%(1072.1340)的数据用于训练,另外2.%(2.8/1340)用于测试。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)、宏平均ROC、微平均ROC及曲线下面积(area under the curve,AUC)等指标对甲状腺组织分类模型进行评价。此外,用敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和约登指数比较该分类模型与超声的诊断价值。结果甲状腺组织两分类(恶性/非恶性组织)模型的ROC-AUC=0.94,总体准确率达到91.4%。进一步建立三分类(恶性/良性/正常组织)模型,其中正常、良性和恶性组的ROC-AUC分别为0.91、0.85和0.92.微平均ROC-AUC和宏平均ROC-AUC分别为0.91和0.90。且与超声相比,甲状腺组织分类模型具有更高的特异性。结论本研究基于生物阻抗及CNN-LSTM建立的甲状腺组织分类模型具有较高的准确率和较好的稳定性,该技术有望在未来的临床应用中提供有用的补充信息,从而有助于甲状腺疾病的治疗决策和管理。

关键词：甲状腺结节甲状腺癌生物阻抗谱电极

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基于光合有效吸收的水稻穗生物量遥感估测

河南农业科学 2024年第6期53卷 154-161页

作者：张朝冉彭漪杨凯丽袁宁鸽黎远金刘小娟吴慧丽武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 西安机电信息技术研究所陕西西安710065 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

受水稻抽穗后冠层几何和光谱特征复杂性的影响,基于传统植被指数的遥感方法难以对水稻稻穗的生物量进行精确估算。基于无人机平台获取的光合有效辐射区域吸收系数,通过分析水稻抽穗后对不同波段光合有效辐射吸收能力的变化,建立基于光... 详细信息

受水稻抽穗后冠层几何和光谱特征复杂性的影响,基于传统植被指数的遥感方法难以对水稻稻穗的生物量进行精确估算。基于无人机平台获取的光合有效辐射区域吸收系数,通过分析水稻抽穗后对不同波段光合有效辐射吸收能力的变化,建立基于光合有效吸收的穗生物量估测模型。结果表明,基于蓝红吸收差值指数建立的模型相较于传统的植被指数经验模型对穗生物量有更优的估算精度,对于2.18年海南试验田获取的数据,该模型的决定系数(R2.为0.83,均方根误差(RMSE)为147.50 g/m^(2.,变异系数(CV)为10.19%,跨年跨地测试的R^(2.为0.72.证明该模型具有良好的迁移能力。因此,基于光合有效吸收的穗生物量估测模型实现了稻穗生物量的遥感准确估测,有助于提升农作物大面积估产精度与估产效率。

关键词：水稻穗生物量无人机遥感光合有效辐射吸收系数

无人机观测时间对玉米冠层叶绿素密度估算的影响

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浙江农业学报 2024年第1期36卷 18-31页

作者：周丽丽冯海宽聂臣巍许晓斌刘媛孟麟薛贝贝明博梁齐云苏涛金秀良安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 中国农业科学院国家南繁研究院海南三亚572024 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 武汉大学测绘与遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

为探讨不同时间获取的无人机多光谱数据对玉米冠层叶绿素密度(canopy chlorophyll density,CCD)估算的影响,分别在玉米抽雄吐丝期、籽粒建成期、乳熟期和蜡熟期选择同一天的10:00—10:59、11:00—11:59、13:00—13:59和14:00—14:59进... 详细信息

为探讨不同时间获取的无人机多光谱数据对玉米冠层叶绿素密度(canopy chlorophyll density,CCD)估算的影响,分别在玉米抽雄吐丝期、籽粒建成期、乳熟期和蜡熟期选择同一天的10:00—10:59、11:00—11:59、13:00—13:59和14:00—14:59进行无人机多光谱观测试验,并结合PROSAIL模型模拟结果与实测CCD数据,分析一天中不同时刻典型植被指数的变化规律及CCD估算结果的差异。结果表明:在同一天中,无人机玉米冠层反射率和与实测CCD相关性较好的植被指数值均随时间变化,近红外波段的反射率变化最明显,越接近12.00,实测的植被指数值越低,而在一天的不同时间PROSAIL模型模拟的植被指数值几乎没有差异。在同一天,基于不同观测时间获取的同一植被指数与实测CCD的相关性存在较大差异,且不同生育时期和不同指数间的差异不一致;而模拟得到的同一植被指数与CCD的相关性在同一天不同时间的差异不明显。在不同生育时期,基于不同观测时间无人机数据构建的CCD估算模型均可以取得较好的精度,但不同观测时间的估算结果存在差异,决定系数最低的为0.53,最高的为0.80。这些结果表明,在传统的光谱数据获取时间范围内(10:00—14:00),无人机影像获取时间仍对玉米CCD估算有影响,越接近12.00,估算精度越高。研究结果可为后续作物的CCD精准估算提供基础支撑。

关键词：冠层叶绿素密度观测时间机器学习 PROSAIL模型玉米

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三种蒸散发产品在北半球的验证与比较

中国农村水利水电 2024年第5期 206-214页

作者：李媛来全刘心怡内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古呼和浩特010022

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是水循环的关键环节,在全球水循环和地表能量平衡中扮演着重要角色,对气候、生态系统和水资源管理等方面都有重要影响。因此,蒸散发数据的质量对全球水资源的精确管理至关重要。在北半球进行3种ET产品的... 详细信息

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是水循环的关键环节,在全球水循环和地表能量平衡中扮演着重要角色,对气候、生态系统和水资源管理等方面都有重要影响。因此,蒸散发数据的质量对全球水资源的精确管理至关重要。在北半球进行3种ET产品的精度验证和时空对比,选择更适用于北半球的ET产品,为加强遥感与地面观测相结合的研究提供建议。利用FluxNet2.15通量站点月平均实测数据验证3种ET产品,结果发现PML_V2.品在北半球精度最高,其次是GLDAS,最后是MOD16A2.相关系数R分别是0.66、0.57、0.56;均方根误差RMSE分别是2.46、5.68、12.42.mm/月;平均偏差Bias分别是14.36%、16.86%、35.02.。其中GLDAS ET产品具备日尺度ET监测能力,日平均估计值与通量塔站点测量值的一致性较高,相关系数R为0.74,RMSE和Bias分别为1.62.mm/d和2..90%。总体来说,在时间尺度上,3种ET产品均可模拟出北半球季节变化的特征,即夏季蒸散发量较大,冬季蒸散发量较小。夏季3种ET产品在不同土地覆盖类型上均存在高估现象,其他季节的模拟结果与地面观测值的结果一致性较好,其中MOD16A2.现较差,ET值高估现象最为明显。此外,2.01-2.2.年期间非干旱地区,3种ET产品在多数地区空间分布较为一致,相关系数R大于0.6。研究通过评估不同ET产品的不确定性和产品质量,可为在北半球开展蒸散发研究选取适用的ET数据源提供科学建议。

关键词：蒸散发通量塔 Google Earth Engine(GEE) 北半球精度验证

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量子传感(Ⅲ):核心应用与未来展望

物理 2024年第9期53卷 616-625页

作者：郭弘吴腾罗斌刘院省北京大学电子学院量子信息技术中心北京100871 北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876 北京航天控制仪器研究所北京100094

作为量子信息感知物理实现基础的量子传感技术是三大核心量子技术之一,也是发展历史最悠久、技术成熟度最高、实际应用范围最广、潜在应用最多的量子技术。文章是量子传感系列综述的第三部分,在前两部分内容的基础上,从实际应用角度出发... 详细信息

作为量子信息感知物理实现基础的量子传感技术是三大核心量子技术之一,也是发展历史最悠久、技术成熟度最高、实际应用范围最广、潜在应用最多的量子技术。文章是量子传感系列综述的第三部分,在前两部分内容的基础上,从实际应用角度出发,介绍量子传感技术在导航定位授时、遥感探测、生物医学和基础物理等代表性领域的应用现状,阐述了量子传感的阶段性发展特征,包括量子传感的核心使能组件、量子传感的适应性难题等,最后,结合从传感到信息感知的论述,给出了量子传感技术的未来展望。

关键词：量子传感导航定位授时遥感探测生物医学基础物理量子信息感知

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光丝激光在大气中的传输及中红外波谱特性

量子光学学报 2024年第2期30卷 108-120页

作者：冯志芳郝婷刘勋刘丽娜李维舒小芳刘渊太原科技大学应用科学学院山西省光场调控与融合应用技术创新中心山西太原030024 中国空间技术研究院、北京空间机电研究所北京100094 北京量子信息科学研究院北京100088

本文通过数值模拟,利用大气分层模型,研究了强飞秒激光脉冲在距地面1 km以内不同高度处产生光丝,分析了压强、束腰宽度、脉宽以及散射介质的衰减对光丝传输特性和超连续波谱的影响。结果表明,压强的微小变化导致光丝特性的显著变化,从... 详细信息

本文通过数值模拟,利用大气分层模型,研究了强飞秒激光脉冲在距地面1 km以内不同高度处产生光丝,分析了压强、束腰宽度、脉宽以及散射介质的衰减对光丝传输特性和超连续波谱的影响。结果表明,压强的微小变化导致光丝特性的显著变化,从而直接影响超连续波谱的特性。在不同束宽和脉宽下,等离子体丝激发的波谱覆盖了整个可见光波长范围,并延伸到中红外波段,适当地减小束宽和脉宽,可以增强波谱强度和扩展红移截止波长,并且波谱的强度与光丝的长度及稳定性有关,而波谱的红移由光丝的动力学特性决定。散射介质(包括雨滴、雾和气溶胶)对光丝传输特性有较大的影响,但当初始参数选取合适时,衰减对超连续波谱中的中红外波谱强度和展宽的影响是比较小的。此研究为利用中红外波谱探测不同高度处大气污染物成分提供了重要的理论依据。

关键词：强飞秒激光脉冲中红外波谱压强散射介质光丝

基于多光谱遥感技术的高邮湖菹草时空演变及原因分析

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环境监测管理与技术 2024年第3期36卷 78-82,87页

作者：王厚俊戴源陈宇洁张开源高乾白爽江苏省扬州环境监测中心江苏扬州225000 南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 生态环境部卫星环境应用中心北京100094

为了解高邮湖优势沉水植物菹草剧烈变化的原因及其时空演变对区域水环境的影响,利用2.19—2.2.年长时序多光谱卫星遥感影像,结合现场和水质自动站监测,对高邮湖菹草与水质开展长期观测。结果显示,菹草的生长与水温、浊度等环境因子密切... 详细信息

为了解高邮湖优势沉水植物菹草剧烈变化的原因及其时空演变对区域水环境的影响,利用2.19—2.2.年长时序多光谱卫星遥感影像,结合现场和水质自动站监测,对高邮湖菹草与水质开展长期观测。结果显示,菹草的生长与水温、浊度等环境因子密切相关,其在生长期对水质具有净化作用,而在衰退期则会产生大量污染物;高邮湖的菹草盖度由2.2.年的65.5%下降至2.2.年的5.9%,对区域水质、生物多样性和生态质量指数产生不利影响;菹草的消失与水位变化、藻类影响、鱼类数量及其优势种变化密切相关,高邮湖存在由草型湖泊向藻型湖泊转化的趋势。

关键词：菹草时空演变多光谱遥感环境因子浅水湖泊