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Fusion of Ground-Based and Spaceborne Radar Precipitation Based on Spatial Domain Regularization

Journal of Meteorological Research 2024年第2期38卷 285-302页

作者： Anfan HUANG Leilei KOU Yanzhi LIANG Ying MAO Haiyang GAO zhigang chu School of Atmospheric Physics Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044 Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044

High-quality and accurate precipitation estimations can be obtained by integrating precipitation information measures using ground-based and spaceborne radars in the same target *** the true precipitation state is a typical inverse problem for a given set of noisy radar precipitation *** regularization method can appropriately constrain the inverse problem to obtain a unique and stable *** different types of precipitation with different prior distributions,the L_(1) and L_(2) norms were more effective in constraining stratiform and convective precipitation,*** a combination of L_(1) and L_(2) norms,the Huber norm is more suitable for mixed precipitation *** study uses different regularization norms to combine precipitation data from the C-band dual-polarization ground radar(CDP)and dual-frequency precipitation radar(DPR)on the Global Precipitation Measurement(GPM)mission core *** to single-source radar data,the fused figures contain more information and present a comprehensive precipitation structure encompassing the reflectivity and precipitation *** 27 precipitation cases,the fusion results utilizing the Huber norm achieved a structural similarity index measure(SSIM)and a peak signal-to-noise ratio(PSNR)of 0.8378 and 30.9322,respectively,compared with the CDP *** fusion results showed that the Huber norm effectively amalgamate the features of convective and stratiform precipitation,with a reduction in the mean absolute error(MAE;16.1%and 22.6%,respectively)and root-mean-square error(RMSE;11.7%and 13.6%,respectively)compared to the 1-norm and ***,in contrast to the fusion results of scale recursive estimation(SRE),the Huber norm exhibits superior capability in capturing the localized precipitation intensity and reconstructing the detailed features of precipitation.

关键词： dual-frequency precipitation radar(DPR) dual-polarization radar data fusion regularization Huber norm

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成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的危险因素分析

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中华烧伤与创面修复杂志 2024年第9期40卷 857-865页

作者：蒋南红谢卫国王德运褚志刚席毛毛周锦秀李凤武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科武汉430060

目的探讨成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的危险因素。方法该研究为回顾性病例系列研究。2018年1月1日—2023年3月31日,武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科收治211例符合入选标准的成年特重度烧伤患者,其中男158例、女53... 详细信息

目的探讨成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的危险因素。方法该研究为回顾性病例系列研究。2018年1月1日—2023年3月31日,武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科收治211例符合入选标准的成年特重度烧伤患者,其中男158例、女53例,年龄24~81岁。根据首次手术后是否发生心房颤动,将患者分为术后心房颤动(POAF)组(23例)和非POAF组(188例)。收集POAF组患者首次手术后心房颤动的发生时间、持续时间、治疗方式以及发生次数>1次的患者数。收集2组患者一般资料,包括性别、年龄、烧伤类型、烧伤总面积、Ⅲ度烧伤面积、吸入性损伤情况、基础疾病情况、机械通气情况、脓毒症情况;首次手术前电解质紊乱情况及血液指标水平;手术时长和手术方式等首次手术相关情况;首次手术中容量变化及生命体征,包括液体输注总量、输血总量、失血量、低血压和低体温情况;术后低体温情况;首次手术前和手术后第1天的炎症指标水平,包括降钙素原水平、白细胞计数、中性粒细胞计数、淋巴细胞计数、血小板计数、中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板计数与淋巴细胞比值;入院30 d内死亡情况。筛选成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的独立危险因素。结果POAF组患者发生心房颤动的时间为首次手术后2(2,4)h,心房颤动的持续时间为16(6,26)h。予21例患者静脉注射胺碘酮治疗,予2例患者心脏电复律治疗,治疗后所有患者心房颤动转为窦性心律。3例患者心房颤动发生次数>1次。POAF组患者的年龄为59(42,70)岁、烧伤总面积为90%(70%,94%)体表总面积(TBSA),均明显大于非POAF组患者的48(38,56)岁、70%(60%,83%)TBSA(Z值分别为-2.64、-3.56,P0.05)。多因素logistic回归分析显示,年龄、烧伤总面积和术中低体温均是成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的独立危险因素(比值比分别为1.08、1.07、4.18,95%置信区间分别为1.03~1.12、1.03~1.11、1.48~11.80,P<0.05)。结论年龄、烧伤总面积和术中低体温为成年特重度烧伤患者首次手术后发生心房颤动的独立危险因素,发生心房颤动的患者死亡风险增加。

关键词：烧伤心房颤动危险因素手术后并发症

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Consistency correction of echo intensity data for multiple radar systems and its application in quantitative estimation of typhoon precipitation

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Frontiers of Earth Science 2022年第1期16卷 99-108页

作者： Shuai ZHANG Jing HAN Bingke ZHAO zhigang chu Jie TANG Limin LIN Xiaoqin LU Jiaming YAN Shanghai Typhoon Institute China Meteorological AdministrationShanghai 200030Chin Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation(China Meteorological Administration)Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China Hainan Institute of Meteorological Sciences Haikou 570203China Key Laboratory of South China Sea Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Hainan Province Haikou 570203China Fujian Key Laboratory of Severe Weather Fuzhou 350001China Fujian Key Laboratory of Granular Computing and Application Minnan Normal UniversityZhangzhou 363000China

Calibration error is one of the primary sources of bias in echo intensity measurements by ground-based radar *** errors cause data discontinuity between adjacent radars and reduce the effectiveness of the radar *** Global Precipitation Measurement Kuband Precipitation Radar(GPM KuPR)has been shown to provide stable long-term *** this study,GPM KuPR observations were converted to S-band approximations,which were then matched spatially and temporally with ground-based radar *** measurements of stratiform precipitation below the melting layer collected by the KuPR during Typhoon Ampil were compared with those of multiple radar systems in the Yangtze River Delta to determine the deviations in the echo intensity between the KuPR and the ground-based radar *** echo intensity data collected by the ground-based radar systems was corrected using the KuPR observations as reference,and the correction results were verified by comparing them with rain gauge *** was found that after the correction,the consistency of the echo intensity measurements of the multiple radar systems improved significantly,and the precipitation estimates based on the revised ground-based radar observations were closer to the rain gauge measurements.

关键词： calibration error ground-based radar reflectivity correction precipitation estimates

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Optimal beamforming with aliasing cancellation in the spherical harmonics domain

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Chinese Journal of Acoustics 2023年第3期42卷 307-321页

作者： JIANG Peihong chu zhigang LI Peiran YANG Yang State Key Laboratory of Vehicle NVH and Safety Technology Chongqing 401122 College of Mechanical and Vehicle Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044

The existing beamforming with aliasing elimination in the spherical harmonics domain usually adopts a single design goal,making it challenging to adapt to diverse application ***,we propose optimal beamforming with aliasing cancellation in the spherical harmonics domain and establish a corresponding multiply constrained convex optimization model with a second-order cone programming *** from this model,we further propose a maximum directivity beamformer with sidelobe constraint and aliasing cancellation,a robust maximum directivity beamformer with aliasing cancellation,a minimum variance distortionless response beamformer with aliasing elimination,and a maximum directivity beamformer with null constraint and aliasing *** proposed method not only inherits the aliasing-cancellation capability of the existing aliasing cancellation beamforming,but also achieves a proper trade-off among multiple conflicting performance measures such as directivity factor,white noise gain,and sidelobe ***,the proposed optimal beamforming provides users with the flexibility to adjust the constraint parameters according to actual application requirements and thus obtain a beamformer with the best all-around performance in a specific scenario.

关键词： harmonics spherical constraint

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河北省一次层状云冰相粒子及融化层微物理特性研究

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气象学报 2024年第1期82卷 95-112页

作者：熊婧媛刘晓莉王静楚志刚中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京信息工程大学南京210044

层状云中冰粒子、融化层及以下粒子微物理特性演变规律的科学认识对于中国云降水参数化、降水预报及人工影响天气研究具有重要意义。利用2019年8月24日河北省一次层状云飞机观测资料,分析云中负温层、融化层及以下粒子群微物理特性的演... 详细信息

层状云中冰粒子、融化层及以下粒子微物理特性演变规律的科学认识对于中国云降水参数化、降水预报及人工影响天气研究具有重要意义。利用2019年8月24日河北省一次层状云飞机观测资料,分析云中负温层、融化层及以下粒子群微物理特性的演变。研究表明,云中负温层冰相粒子以聚合体为主,部分区域存在霰粒子。云中冰相粒子通过凇附、碰连和贝吉龙过程增长。相对来说,上升气流较强及相对湿度较高云区的冰相粒子数浓度较高、粒子谱较宽。融化层中,中等大小粒子数浓度存在增大趋势,说明融化层中不同粒径冰相粒子的融化速率存在差异。研究发现,高相对湿度区(RH≥95%)粒子融化速率较低相对湿度区(RH<95%)快,低相对湿度区中表面融化的粒子蒸发吸收潜热,使环境温度降低,减缓粒子融化速率。融化层高相对湿度区降水粒子谱分布的截距大于低相对湿度区,斜率与低相对湿度区接近。融化层降水粒子负指数谱分布的截距与斜率均大于负温层,0℃层高度以下HVPS探测到的粒子谱分布参数N_(0)与λ呈正相关,线性函数能较好地拟合二者的关系。对于D_(max)大于1000μm的降水粒子,谱参数λ与D_(max)呈负相关,幂函数能较好地拟合二者的关系。数值研究发现,0℃层之下云内存在混合相态粒子,观测和模拟结果均发现0℃层之下中等大小的粒子数浓度更高。分档方案数值模拟得到的降水粒子平均谱的截距与观测资料一致,但斜率大于观测结果。研究结合飞机观测资料与模式,对云内融化层中粒子微物理特性有了更加深入的认识。

关键词：层状云飞机观测冰相粒子微物理特性融化层

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分析MPVR技术在诊断肺磨玻璃结节浸润性中的临床意义

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中华肺部疾病杂志（电子版） 2024年第4期17卷 575-579页

作者：熊廷伟陶阳李王佳付彬洁褚志刚吕发金重庆医科大学附属第一医院放射科重庆400016

目的分析多平面容积再现技术(multiplanar volume rendering,MPVR)在肺磨玻璃结节浸润性诊断中的临床意义。方法选择2020年1月至2023年5月我院收治因肺磨玻璃结节(ground glass nodule,GGN)接受手术切除患者1032例,其中303例(29.36%),共... 详细信息

目的分析多平面容积再现技术(multiplanar volume rendering,MPVR)在肺磨玻璃结节浸润性诊断中的临床意义。方法选择2020年1月至2023年5月我院收治因肺磨玻璃结节(ground glass nodule,GGN)接受手术切除患者1032例,其中303例(29.36%),共325枚组织经病理学证实的GGN,包括114枚原位腺癌(adenocarcinoma in situ,AIS)、104枚微浸润性腺癌(minimally invasive adenocarcinoma,MIA)和107枚浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma,IAC)。根据MPVR表现将GGN内部表现分为Ⅰ~Ⅴ型、外部形态表现分为Ⅰ~Ⅲ型。微浸润性腺癌及浸润性腺癌定义为浸润性病变(invasive lesions,ILs),根据MPVR上GGN内孤立性结节最大径与GGN三维(three-dimensional,3D)最大径比值,采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)分析鉴别浸润性病变和浸润性腺癌的截断值。结果AIS内部表现以Ⅰ型(75.44%)为主;MIA内部表现以Ⅴ型(50.00%)为主;IAC内部表现以Ⅳ型为主(57.01%),三者差异有统计学意义(P0.05);无内部表现为Ⅲ型的GGN,AIS与MIA及IAC间有统计学差异(P0.05)。AIS外部MPVR表现以Ⅰ型(86.84%)、MIA外部MPVR表现以Ⅱ型(58.65%)、IAC外部MPVR表现以Ⅲ型(68.22%)为主,组间比较有统计学意义(P<0.001)。鉴别ILs和IACs时,MPVR上GGN内孤立结节最大径与GGN3D长径比值的截断值分别为0.5[曲线下面积(AUC):0.816,敏感性:71.93,特异性:85.71,(P<0.001)]和0.508(AUC:0.883,敏感性:87.5,特异性:79.03,P<0.001)。结论MPVR技术给序GGN临床诊断带来依据,对GGN浸润性诊断中有重要作用,临床实践具有意义。

关键词：肺磨玻璃结节多平面容积再现技术计算机断层扫描原位癌,微浸润/浸润性腺癌,肺

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近场波束形成声源识别的改进算法

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农业工程学报 2011年第12期27卷 178-183页

作者：褚志刚杨洋重庆大学机械工程学院重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 同济大学汽车学院上海201804

为提高近场波束形成方法的声源识别性能和阵列平面上最大声压贡献量的计算精度,首先基于球面波假设,采用除自谱的互谱波束形成算法,仿真分析了阵列传声器信号幅值校正对声学成像和声源识别的影响,结果表明：幅值的校正在提高阵列平面上... 详细信息

为提高近场波束形成方法的声源识别性能和阵列平面上最大声压贡献量的计算精度,首先基于球面波假设,采用除自谱的互谱波束形成算法,仿真分析了阵列传声器信号幅值校正对声学成像和声源识别的影响,结果表明：幅值的校正在提高阵列平面上最大声压贡献量计算精度的同时也带来了旁瓣水平增大,动态范围缩小等诸多不足。在此基础上,提出并设计了声源定位与强度幅值校正相结合的近场波束形成阵列平面声压贡献量的改进算法,仿真分析与算例试验结果均表明：改进算法既能准确计算阵列平面上的最大声压贡献量,且旁瓣水平低,声源成像动态范围增大1.0~1.6dB。最后,利用改进算法进行了某车的声学密封性能试验,准确识别了该车的声学密封薄弱位置。

关键词：传声器阵列波束形成声学成像声源识别幅值校正

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高性能波束形成声源识别方法研究综述

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机械工程学报 2021年第24期57卷 166-183页

作者：杨洋褚志刚重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆工业职业技术学院车辆工程学院重庆401120

基于传声器阵列测量的波束形成声源识别技术广泛应用于军事、工业、环境等领域。围绕"空间分辨能力增强、寄生虚假声源抑制、定位定量精度提升、鲁棒稳健性能强化、声源识别功能完善"的目标,国内外学者开展了大量研究工作并取得了丰硕成... 详细信息

基于传声器阵列测量的波束形成声源识别技术广泛应用于军事、工业、环境等领域。围绕"空间分辨能力增强、寄生虚假声源抑制、定位定量精度提升、鲁棒稳健性能强化、声源识别功能完善"的目标,国内外学者开展了大量研究工作并取得了丰硕成果,反卷积波束形成、函数型波束形成和压缩波束形成三类典型高性能方法先后被提出。为帮助国内学者全面了解三类高性能波束形成方法并加以推广应用,系统阐述其核心思想,全面综述其重要研究进展,根据需要计算的阵列点传播函数的数目对反卷积波束形成进行科学分类,根据采用的网格点类型对压缩波束形成进行科学分类。综述同时涵盖适宜识别阵列前方局部区域内声源的平面传声器阵列和适宜360°全景识别声源的球面传声器阵列。

关键词：声源识别反卷积波束形成函数型波束形成压缩波束形成平面传声器阵列球面传声器阵列

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球形传声器阵列三维波束形成性能

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农业工程学报 2012年第11期28卷 80-85页

作者：褚志刚杨洋重庆大学机械工程学院重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 同济大学汽车学院上海201804

为分析球形阵列结构参数对三维波束形成声源识别性能的影响,基于延迟求和波束形成理论,仿真分析了主瓣宽度和最大旁瓣水平随阵列直径的变化规律,结果表明:在传声器布置形式一致的情况下,直径越大,阵列空间分辨率越好,但对旁瓣抑制能力越... 详细信息

为分析球形阵列结构参数对三维波束形成声源识别性能的影响,基于延迟求和波束形成理论,仿真分析了主瓣宽度和最大旁瓣水平随阵列直径的变化规律,结果表明:在传声器布置形式一致的情况下,直径越大,阵列空间分辨率越好,但对旁瓣抑制能力越弱;模拟计算了5种典型球形阵列的阵列模式径向投影及最大旁瓣水平,结果显示:传声器均匀分布球形阵列的性能最好,在50～100rad/m的波数范围内,最大旁瓣水平约为-12dB,在波数高达220rad/m时最大旁瓣水平也低于-6dB。提高球形阵列传声器分布的均匀程度和密集程度能显著提高阵列性能。

关键词：传声器阵列波束形成声学成像性能分析

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大面积烧伤患者发生早期急性肾损伤的危险因素分析

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中华损伤与修复杂志（电子版） 2024年第4期19卷 282-287页

作者：张锦丽席毛毛褚志刚栾夏刚陈诺王德运谢卫国武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科 430060

目的:探讨大面积烧伤患者发生早期急性肾损伤(AKI)的危险因素,为临床治疗提供参考。方法:选择2018年1月至2022年8月武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科收治的符合入选标准的201例成年大面积烧伤患者,其中男137例,女64例,年龄49(36,... 详细信息

目的:探讨大面积烧伤患者发生早期急性肾损伤(AKI)的危险因素,为临床治疗提供参考。方法:选择2018年1月至2022年8月武汉大学同仁医院暨武汉市第三医院烧伤科收治的符合入选标准的201例成年大面积烧伤患者,其中男137例,女64例,年龄49(36,56)岁,烧伤总面积为70%(59.5%,85%)体表总面积,简明烧伤严重度指数(ABSI)评分49(37.5,62.9)分。根据伤后3 d内是否发生AKI将患者分为AKI组和非AKI组。采用单因素分析筛选可能影响AKI发生的相关因素,包括性别、年龄、致伤原因、基础疾病、伤后至入院时间、基础伤情、治疗情况等指标。数据分析采用两独立样本t检验、Mann-Whitney U检验、χ^(2)检验或Fisher确切概率法。结合单因素分析结果及临床意义,将指标纳入自变量,进行多因素Logistic回归分析,筛选出大面积烧伤患者发生早期AKI的独立危险因素,建立预测模型并计算模型的ROC曲线下面积。结果:共71例(35.3%)患者在伤后3 d内发生AKI。与非AKI组相比,AKI组患者年龄更大(P=0.013),男性(P=0.002)、电烧伤(P<0.001)、高血压(P=0.007)、吸入性损伤(P=0.010)的百分比更高,烧伤总面积(P<0.001)、Ⅲ度烧伤面积(P<0.001)更大,ABSI评分更高(P<0.001),首次手术出血量更大(P=0.002),且切开减张(P<0.001)、气管切开(P<0.001)、机械通气(P<0.001)的百分比更高,入院时部分化验指标(包括尿素氮、肌酐、胱抑素C、乳酸、红细胞压积、血小板总数)更高(P<0.05),伤后3 d内去甲肾上腺素(P=0.019)、呋塞米(P<0.001)用药百分比更高。根据单因素分析结果及变量的临床意义,筛选出10个可能的影响因素为自变量,进行Logistic回归分析,结果显示性别、年龄、电烧伤、ABSI评分、气管切开、入院时血乳酸值是大面积烧伤患者发生早期AKI的独立危险因素。经多因素Logistic回归分析建立大面积烧伤患者发生早期AKI的预测模型,方程为Logit(P)=-7.021+1.339×男性+0.047×年龄+1.990×电烧伤+1.543×ABSI评分+1.475×气管切开+0.185×入院时血乳酸值,该模型的ROC曲线下面积为0.855(95%CI:0.800~0.910,P<0.001),灵敏度为0.823,特异度为0.737。结论:男性、年龄偏大、电烧伤、ABSI评分偏高、气管切开、入院时血乳酸值偏高的大面积烧伤患者发生早期AKI的可能性更大。

关键词：烧伤急性肾损伤危险因素回顾性研究

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