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面向城市更新的地理空间信息技术研究现状与展望

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 898-914页

作者：林良国赵耀龙柯恩童华南师范大学地理科学学院广东省智慧国土工程技术研究中心广州510631 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室广州510631 华南师范大学北斗研究院佛山528225

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间... 详细信息

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间治理活动,地理空间信息正在其中发挥重要的技术和思维支撑作用。本文在“生产空间”、“生活空间”、“生态空间”(简称“三生空间”)视角下,重新审视了城市更新的内涵,指出城市更新本质上是对“三生空间”的统筹优化。基于“城市认知”中的感知、评估和优化等全过程,构建了“三生空间”视角下的城市更新逻辑架构,并基于此架构梳理了地理空间信息技术在“三生空间”中要素感知、效益评估和空间优化方面的应用与研究现状。立足城市更新实际需求,基于现代地理空间信息技术,通过对城市的综合感知、综合评估和综合优化,提出构建涵盖“感知-评估-优化”城市认知全过程的全空间城市更新技术体系,以提高城市适应未来发展的自我调控能力,实现国土空间治理体系和治理能力现代化。

关键词：城市更新地理空间信息三生空间要素感知效益评估空间优化

基于自适应RBF神经网络具有模型不确定性的四旋翼无人机指定时间预设性能控制方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 64-73页

作者：张园郑鸿基刘海涛韦丽娇沈德战赵振华中国热带农业科学院农业机械研究所湛江524091 广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心湛江524000 广东海洋大学机械工程学院湛江524091 湛江市类颗粒体动力学及精准精量排控重点实验室湛江524091 农业农村部热带作物农业装备重点实验室湛江524091

四旋翼无人机具有强耦合和欠驱动的特点,在飞行过程中很容易受到外界干扰,进而影响整个无人机系统的稳定性和精度。为此,提出了一种基于RBF神经网络的指定时间预设性能约束控制策略。首先,针对四旋翼无人机的不确定数学模型难以精确建立... 详细信息

四旋翼无人机具有强耦合和欠驱动的特点,在飞行过程中很容易受到外界干扰,进而影响整个无人机系统的稳定性和精度。为此,提出了一种基于RBF神经网络的指定时间预设性能约束控制策略。首先,针对四旋翼无人机的不确定数学模型难以精确建立,并且在执行任务过程中存在外部未知扰动问题,提出了一种基于指定时间预设性能控制方法,将四旋翼无人机的轨迹跟踪问题转换为对位置子系统和姿态子系统的期望指令跟踪问题;其次,在设计控制器过程中,为了解决“微分爆炸”问题产生的滤波器误差,引入一种新型滤波误差补偿方法,通过RBF神经网络逼近外部未知扰动,并将预测结果补偿给控制器以提高轨迹跟踪的鲁棒性。最后,应用仿真模拟方法验证无人机控制系统稳定性和性能优势,通过飞行试验验证,微风聚拢环境下实际飞行轨迹与仿真模拟结果趋于一致,自主轨迹跟踪起降位置偏差小于1 cm,证明了所提出算法的有效性。

关键词：四旋翼无人机 RBF神经网络轨迹跟踪控制预设性能约束模型不确定性

改进YOLOv5s对病理学图像中猪只小肠绒毛的检测

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农业工程学报 2024年第5期40卷 207-215页

作者：王美华王安邦肖德琴熊云霞王丽李朋涛吴耀丰华南农业大学数学与信息学院广州510642 农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室广东省农业科学院动物科学研究所广州510642

为解决传统小肠绒毛需要专业人员手动检测耗时耗力且存在主观性和不稳定性等问题,同时提高在复杂病理学图像中小肠绒毛检测的准确率和效率,该研究提出基于改进YOLOv5s检测复杂病理学图像下猪只小肠绒毛的方法。首先,采用串联形式的混合... 详细信息

为解决传统小肠绒毛需要专业人员手动检测耗时耗力且存在主观性和不稳定性等问题,同时提高在复杂病理学图像中小肠绒毛检测的准确率和效率,该研究提出基于改进YOLOv5s检测复杂病理学图像下猪只小肠绒毛的方法。首先,采用串联形式的混合池化对空间金字塔进行优化,增强特征提取与特征表达,提升检测精度;然后引入一种基于注意力机制的网络模块(simpleattentionmechanism,SimAM)与Bottleneck中的残差连接相结合,使用SimAM对Bottleneck中的特征图进行加权,得到加权后的特征表示,利用注意力机制加强模型对目标的感知。试验结果表明,该研究算法的平均精度(average precision)和每秒传输帧数(frame per second,FPS)达到92.43%和40帧/s。改进后的YOLOv5s在召回率和平均精度上相较改进前提高2.49和4.62个百分点,在不增加模型参数量的情况下,每帧图片的推理时间缩短1.04 ms。与经典的目标检测算法SSD、Faster R-CNN、YOLOv6s、YOLOX相比,平均精度分别提高15.16、10.56、2.03和4.07个百分点。结果表明,该方法能够实现病理学图像中猪只小肠绒毛自动化检测,保证复杂图像检测速度的同时,提高了小肠绒毛的检测精度。

关键词：目标检测猪算法 YOLOv5s 猪只小肠绒毛病理学图像无参注意力机制

TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 625-631页

作者：郭松杰王璐鹏陈金铮马云梁安卢志民姚顺春华南理工大学电力学院广东广州510640 云浮市消防救援支队广东云浮527399

森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环... 详细信息

森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。

关键词：森林火灾可燃物热解 TDLAS 频分复用同步测量

人骨髓间充质干细胞通过YAP影响人脂肪肉瘤SW872细胞的生物学行为

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吉林大学学报（医学版） 2024年第4期50卷 1000-1008页

作者：陈华沙娜刘宁李阳胡海军暨南大学第二临床医学院南方科技大学第一附属医院广东省深圳市人民医院急诊外科广东深圳518020 暨南大学第二临床医学院南方科技大学第一附属医院广东省深圳市人民医院胃肠外科广东深圳518020

目的:观察人骨髓间充质干细胞(hMSCs)条件培养基(CM)与人脂肪肉瘤SW872细胞共培养后对肿瘤细胞增殖和迁移能力的影响,探讨hMSCs CM对脂肪肉瘤细胞的作用及可能的作用机制。方法:体外培养hMSCs,采用慢病毒方法分别转染慢病毒空载体shNS(... 详细信息

目的:观察人骨髓间充质干细胞(hMSCs)条件培养基(CM)与人脂肪肉瘤SW872细胞共培养后对肿瘤细胞增殖和迁移能力的影响,探讨hMSCs CM对脂肪肉瘤细胞的作用及可能的作用机制。方法:体外培养hMSCs,采用慢病毒方法分别转染慢病毒空载体shNS(对照组)和慢病毒shRNA Yes相关蛋白(YAP)(shYAP-hMSCs组),采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法和Western blotting法检测各组hMSCs中YAP mRNA和蛋白表达水平,提取CM。体外培养SW872细胞,分为对照组(正常培养)、hMSCs CM组和shYAP-hMSCs CM组。采用CCK-8法检测各组细胞增殖活性,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,细胞划痕实验检测各组细胞划痕愈合率,Western blotting法检测各组细胞中YAP、基质金属蛋白酶9(MMP-9)和细胞周期蛋白D1(cyclin D1)蛋白表达水平。结果:与对照组比较,shYAP-hMSCs组hMSCs中YAP mRNA和蛋白表达水平降低(P0.05),shYAP-hMSCs CM组SW872细胞凋亡率升高(P0.05),shYAP-hMSCs组SW872细胞中YAP、MMP-9和cyclin D1蛋白表达水平降低(P<0.05或P<0.01)。结论:hMSCs参与调控人脂肪肉瘤SW872细胞增殖和迁移,其机制可能与YAP表达有关。

关键词：骨髓间充质干细胞条件培养基脂肪肉瘤细胞增殖细胞迁移 Yes相关蛋白

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氢氟酸处理InP/GaP/ZnS量子点的光学性能及其发光二极管应用

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发光学报 2024年第1期45卷 69-77页

作者：陈晓丽陈佩丽卢思朱艳青徐雪青苏秋成中国科学院广州能源研究所广东广州510640

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量... 详细信息

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。

关键词： HF InP/GaP/ZnS量子点光学性能发光二极管

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鼎湖山森林流域地表水与地下水水质的长期特征

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林业科学 2024年第2期60卷 21-31页

作者：刘效东褚国伟焦正利张卫强张倩媚刘菊秀华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 中国科学院华南植物园广州510650 广州大学生命科学学院广州510275 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院广州510520

【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化,为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象,依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范,对鼎湖山森林流域... 详细信息

【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化,为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象,依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范,对鼎湖山森林流域流动地表水、浅层地下水水质开展长期定位观测。【结果】研究期间(2005—2018年),鼎湖山流域大气降水整体呈现为弱酸性(pH值为5.85±1.10);相较于同期大气降水,森林流域流动地表水显著酸化(pH值为4.76±0.58,P<0.01),而流域下游浅层地下水则有一定程度的酸度改善。整体上,大气降水的矿化度较低,且无论干、湿季,浅层地下水矿化度均极显著高于大气降水和流动地表水(P<0.01);对溶解氧和化学需氧量指标的长期测定结果均表明鼎湖山森林流域地表水、地下水受人为污染的程度低,水质优。通过对水体中主要离子含量的比较分析发现,流域下游浅层地下水水体阳离子Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和阴离子SO_(4)^(2-)、Cl^(-)含量均极显著高于流动地表水(尤其是Ca^(2+)和K^(+)增幅剧烈),而NO_(3)^(-)在地下水中含量却显著低于流动地表水(P<0.05);除浅层地下水中SO_(4)^(2-)含量存在干、湿季间的显著性差异(P=0.03)外,其余离子的季节间差异均未达到显著水平。【结论】严格保护下的鼎湖山森林流域地表水、地下水水质均较优,可以作为该区域水环境治理的本底参考。

关键词：森林水文水质水化学特征水文服务中国生态系统研究网络

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多颗粒体系在伊曲康唑增溶中的应用与表征

中国现代应用药学 2024年第10期41卷 1357-1364页

作者：陈俞丞胡欣许铭志黄丽丽林华庆广东药科大学广东省药物新剂型重点实验室广州510006

目的解决伊曲康唑的难溶性问题,提高其体外溶出度,为伊曲康唑多颗粒体系进一步工业化放大生产提供参考。方法采用流化床底喷包衣工艺,制备伊曲康唑多颗粒体系微丸,将伊曲康唑与羟丙甲纤维素溶于有机溶剂后喷载于蔗糖丸芯表面,在微丸表... 详细信息

目的解决伊曲康唑的难溶性问题,提高其体外溶出度,为伊曲康唑多颗粒体系进一步工业化放大生产提供参考。方法采用流化床底喷包衣工艺,制备伊曲康唑多颗粒体系微丸,将伊曲康唑与羟丙甲纤维素溶于有机溶剂后喷载于蔗糖丸芯表面,在微丸表面形成固体分散体。采用单因素法考察流化床底喷包衣制备参数。采用星点设计-响应面法,以累积溶出度、上药效率及黏连率为响应值,对伊曲康唑多颗粒体系的药物载体质量比和丸芯增重进行优化。制备样品对优化后处方进行验证,通过扫描电子显微镜观察伊曲康唑多颗粒体系的镜下层级结构,运用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)及X-射线粉末衍射法(X-ray diffraction,XRD)对伊曲康唑多颗粒体系微丸中的固体分散体进行表征,并通过对比伊曲康唑微丸和物理混合物在0.1 mol·L^(-1)HCl溶出介质中的溶出曲线,对其增溶效果进行验证。结果单因素法确定流化床底喷包衣参数,泵液速度为3.0~5.0 mL·min^(-1),雾化压力为1.5 bar,进风量为110 m^(3)·h^(-1),物料温度为35℃;根据星点设计-响应面法拟合优化后处方的药物载体质量比为1∶1.5,丸芯增重为75%,此时各响应值达到期望值。根据扫描电子显微镜结果可知伊曲康唑多颗粒体系微丸直径约为910μm,微丸的蔗糖丸芯直径约为570μm,上药后载药层厚度约为110μm,包封层厚度约为11μm。通过DSC与XRD结果可知伊曲康唑多颗粒体系微丸中伊曲康唑形成了均匀的固体分散体,为无定形。在0.1 mol·L^(-1)HCl溶出介质中,第90分钟多颗粒体系累积溶出度约为物理混合物的10倍,增溶效果显著。结论将伊曲康唑制成多颗粒体系微丸,形成固体分散体,可以显著改善伊曲康唑的体外溶出度。

关键词：伊曲康唑多颗粒体系增溶星点设计-响应面法体外溶出

北江韶关段主要支流浮游植物群落结构特征及影响因子

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农业环境科学学报 2024年第8期43卷 1846-1858页

作者：周铭浩李彤叶四化邓滢张家卫林学明广东省生态环境监测中心广州510308 广东省广州生态环境监测中心站广州510006 生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心广州510611 华南农业大学资源环境学院广州510642

为研究土地利用类型和水环境因子对浮游植物群落的影响,于2022年1月和7月对北江韶关段主要支流墨江、锦江、武江和南水河的25个采样点进行了浮游植物和环境因子的调查监测。在枯水期,共检测到浮游植物6门69种;在丰水期,共检测到浮游植物... 详细信息

为研究土地利用类型和水环境因子对浮游植物群落的影响,于2022年1月和7月对北江韶关段主要支流墨江、锦江、武江和南水河的25个采样点进行了浮游植物和环境因子的调查监测。在枯水期,共检测到浮游植物6门69种;在丰水期,共检测到浮游植物6门68种。无论是在枯水期还是丰水期,硅藻门和绿藻门的物种总数占比均超过80%。丰水期浮游植物的平均密度(5.65×105 cells·L^(-1))和生物量(1.20 mg·L^(-1))均明显高于枯水期(2.89×105 cells·L^(-1)、0.72 mg·L^(-1))。Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Margalef指数(D)表明,枯水期的物种多样性高于丰水期,而Pielou均匀度指数(J)在不同时期的值相近。选择pH、水温(WT)、浊度(TUR)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)作为主要水环境因子进行冗余分析(RDA),结果表明,在枯水期,3000 m缓冲区土地利用类型面积占比与水环境因子对浮游植物的变化具有最大解释能力(56.94%);在丰水期,1200 m缓冲区土地利用类型面积占比与水环境因子可最大程度解释浮游植物的变化情况(43.91%);在枯水期,WT是影响硅藻分布的主要环境因子,绿藻和蓝藻主要受TP和CODMn的影响,隐藻主要受林地面积比例和pH的影响;在丰水期,蓝藻和隐藻主要受pH、水域和林地面积比例的影响,硅藻主要受TP、CODMn和建筑用地面积比例的影响,绿藻主要受WT和TUR的影响。研究表明,不同水期浮游植物的影响因子存在差异,识别主要影响因子有利于制定合理的水生态修复及保护措施,以保证浮游植物多样性和水生态系统平衡与健康。

关键词：北江浮游植物群落结构土地利用类型水环境因子