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基于ERA和MCR模型的生态安全格局构建——以陕西沿黄地区为例

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中国环境科学 2024年第2期44卷 1053-1063页

作者：刘瑞宽杨林朋李同昇朱炳臣李炬霖西北大学城市与环境学院陕西西安710127 西北大学陕西省情研究院陕西西安710127

本研究通过构建多风险源指标体系进行陕西沿黄地区生态风险等级评价,利用土地利用数据,探讨研究区近20a的景观结构变化特征;采用“源地—阻力面—廊道”范式构建研究区生态安全格局,确定生态节点和生态断裂点,提出区域生态保护优化建议... 详细信息

本研究通过构建多风险源指标体系进行陕西沿黄地区生态风险等级评价,利用土地利用数据,探讨研究区近20a的景观结构变化特征;采用“源地—阻力面—廊道”范式构建研究区生态安全格局,确定生态节点和生态断裂点,提出区域生态保护优化建议.结果表明:(1)研究区内,生态风险空间分布特征存在显著差异,低值区主要分布在北部和南部,高值区主要分布在中部;(2)研究区近20a生态核心区面积明显增多,但仍然较为破碎,支线占比减少,连通度较低;(3)现有22个重要生态源地,总面积4655.73km^(2),共提取53条重要生态廊道,整体构成“一带三区多廊”的生态安全格局;识别出43个生态节点和98个生态断裂点.其中研究区北部生态廊道和生态节点较为密集.(4)研究区生态网络闭合度低,南北连通性差.未来需要结合区域生态风险等级,通过规划踏脚石斑块、修复生态断裂点、提升9条潜在廊道等方式优化生态安全格局.本研究可为陕西沿黄地区自然生态系统和生物多样性的保护提供科学依据,助力黄河流域生态保护和高质量发展.

关键词：生态风险评价 MSPA模型 MCR模型生态安全格局陕西沿黄地区

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基于频繁序列挖掘的出租车轨迹特性分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 24-33页

作者：龙雪琴王晗王瑞璇长安大学运输工程学院陕西西安710064

为进一步厘清不同出租车路径选择行为的差异性,采用频繁序列挖掘方法提取了同一个OD对间的频繁路径,构建路径选择集,分别从静态和动态两个角度分析路径集的相似特性。以西安市出租车的轨迹数据为研究对象,通过栅格划分与路网匹配,获得... 详细信息

为进一步厘清不同出租车路径选择行为的差异性,采用频繁序列挖掘方法提取了同一个OD对间的频繁路径,构建路径选择集,分别从静态和动态两个角度分析路径集的相似特性。以西安市出租车的轨迹数据为研究对象,通过栅格划分与路网匹配,获得了不同OD对之间的路径集合。重新定义了频繁路径,采用PrefixSpan演变算法,在得到频繁子序列的基础上引入动态阈值和频繁度指标挖掘频繁路径,提取了最短路径和其他路径,完成了3类有效路径集的构建,并分析了路径集的一般属性。其后,将路径上二维时间序列(轨迹)间的相似度表示为动态相似度,将一维有向序列(路段)间的相似度表示为静态相似度,基于改进的最长公共子序列和动态时间规整算法对3类路径进行了相似性分析。结果表明:频繁路径与最短路径的相似度较高,意味着大多数出租车仍然选择具有最低出行时间的路段,但不一定会选择最短路径;时间和距离仍是出行者选择路径时主要考虑的因素,但出行者并不完全追求时间最短或距离最短;试验得到的动态相似度计算结果显著高于静态相似度计算结果,说明路径上的二维时序相似度高于一维形状相似度;两种方法下频繁路径和最短路径的相似度均最高,最短路径和其他路径的相似度均最低,比较结果的一致性说明可以用动态轨迹的相似度来大致度量静态路径的相似度。文中的频繁路径挖掘算法具有一定的可靠性,可为城市交通管理者进行路径推荐、道路规划等提供支持。

关键词：交通运输工程轨迹数据频繁序列挖掘路径选择集相似特性分析

农户节水技术采纳行为影响因素及层次结构分解——基于Oprobit-ISM模型

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干旱区资源与环境 2024年第6期38卷 77-87页

作者：县可欣张瑜张仁慧赵凯西北农林科技大学经济管理学院咸阳712100

农户采纳节水技术可以有效缓解农业用水量短缺问题,提升农业用水效率。文中基于黄河流域中上游地区的2661份微观调查数据,运用有序Probit模型和ISM模型分析了农户节水技术采纳行为的影响因素及其内在响应机制。结果表明:1)受教育程度、... 详细信息

农户采纳节水技术可以有效缓解农业用水量短缺问题,提升农业用水效率。文中基于黄河流域中上游地区的2661份微观调查数据,运用有序Probit模型和ISM模型分析了农户节水技术采纳行为的影响因素及其内在响应机制。结果表明:1)受教育程度、农业收入占比、耕地经营面积、农户技术认知、经济认知、生态认知、社会网络、村集体经济情况、灌溉条件、灌溉成本、技术推广与技术培训对农户节水技术采纳行为具有显著的正向影响。2)受教育程度、耕地经营面积、村集体经济情况、技术推广与技术培训是影响农户节水技术采纳的深层根源因素。3)深层根源因素主要通过对农业收入占比、技术认知、灌溉条件与社会网络产生影响,进而影响灌溉成本、经济认知与生态认知,从而直接驱动农户节水技术的采纳行为。4)各影响因素形成了“三路径”的层次结构。根据研究结果,文中提出促进农户节水技术采纳行为的对策建议。

关键词：农户技术采纳行为节水技术影响因素响应机制黄河流域中上游地区

缺氧生物膜转型厌氧氨氧化生物膜培养与富集特性

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中国环境科学 2024年第1期44卷 114-120页

作者：蒋睿李韧于莉芳刘然刘甜张日霞西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 西安市政设计研究院有限公司陕西西安710068

接种西安市某污水处理厂缺氧池生物膜构建升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器从而富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,通过测定生物膜Anammox活性和酶活性并进行高通量测序分析,探讨城市污水处理厂现有填料转型培养Anammox生物膜的可... 详细信息

接种西安市某污水处理厂缺氧池生物膜构建升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器从而富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,通过测定生物膜Anammox活性和酶活性并进行高通量测序分析,探讨城市污水处理厂现有填料转型培养Anammox生物膜的可行性及生物膜内菌群演替规律.结果表明,经29d培养后的UAFB-Anammox反应器TN去除率高达76.22%,快速启动成功;负荷提升阶段,表面氮负荷(SNLR)由0.23g/(m^(2)·d)提升至2.59g/(m^(2)·d),最大Anammox活性维持2.15g/(m^(2)·d),TN去除率高达83.68%.Illumina MiSeq测序结果发现,富集后的生物膜中优势菌属为***,相对丰度为33.38%,富集效果明显.同时缺氧生物膜上反硝化菌Denitratisoma以Anammox的产物NO_(3)^(-)-N为基质,逐渐与AnAOB形成共生存关系.这说明利用城市污水处理厂现有缺氧生物膜可以快速培养Anammox生物膜,对Anammox工艺在城市污水处理厂升级改造中的应用提供一定参考.

关键词：缺氧生物膜厌氧氨氧化转型培养肼氧化酶菌群演替

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联合线性引导与网格优化的混凝土裂缝分割

光学精密工程 2024年第2期32卷 286-300页

作者：刘光辉陈健孟月波徐胜军西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055 建筑机器人陕西省高等学校重点实验室陕西西安710055 西安市建筑制造智动化技术重点实验室陕西西安710055

针对混凝土表面裂缝分割过程中分割精度低、细微裂缝漏分和背景干扰等问题,提出一种联合线性引导和网格优化的裂缝分割模型。首先,在主干网络中引入多分支线性引导模块,通过自适应单维度池化增强网络对裂缝线性结构的表达能力,让不同区... 详细信息

针对混凝土表面裂缝分割过程中分割精度低、细微裂缝漏分和背景干扰等问题,提出一种联合线性引导和网格优化的裂缝分割模型。首先,在主干网络中引入多分支线性引导模块,通过自适应单维度池化增强网络对裂缝线性结构的表达能力,让不同区域的裂缝建立联系,增强全局上下文信息感知能力,提高网络分割精度;然后,提出网格细节优化模块,通过分区-优化-合并三步骤,将整个空间域划分为若干个空间网格,提取空间网格中的细微裂缝信息,防止细微裂缝漏分;最后,在主干网络的跳跃连接处嵌入混合注意力模块,在空间和通道双维度突出裂缝特征,减少背景干扰。在Deepcrack537,Crack500和CFD裂缝数据集上,所提模型的IoU值分别达到77.07%,58.96%和56.55%,F1-score值分别达到87.05%,74.19%和72.24%,明显优于大多数现有方法,具有更高的分割精度。

关键词：裂缝图像线性引导语义分割网格优化注意力机制

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Anammox生物膜富集培养过程中硝化菌的增殖特性

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中国环境科学 2024年第2期44卷 730-738页

作者：李韧于莉芳刘甜刘然余涛彭党聪西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室陕西西安710055

在升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器中,通过逐步提升氮负荷富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,考察培养过程中Anammox生物膜上硝化菌的增殖特性.结果表明,逐步提升氮负荷可以成功实现厌氧氨氧化菌(An AOB)的富集,但随着基质浓度的提... 详细信息

在升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器中,通过逐步提升氮负荷富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,考察培养过程中Anammox生物膜上硝化菌的增殖特性.结果表明,逐步提升氮负荷可以成功实现厌氧氨氧化菌(An AOB)的富集,但随着基质浓度的提升,反应器中ΔNO_(3)~-/ΔNH_(4)^(+)比值逐渐从0.76±0.11降低至0.42±0.10,表明高基质浓度更有利于Anammox生物膜的培养且不利于亚硝酸盐氧化菌(NOB)竞争亚硝酸盐.而随着培养进行,生物膜的氨氧化活性(AUR)和亚硝酸盐氧化活性(NUR)均大幅增加但最终趋于稳定.高通量测序结果表明,系统在成功富集了33.51%的***和3.02%的***的同时,氨氧化菌(AOB)-Nitrosomonas的相对丰度仅有0.78%,但培养后优势NOB-Nitrospira的丰度高达2.32%,因此,Anammox生物膜培养过程中硝化菌的增殖现象不可避免,而明显的NOB优势增殖有可能会对PN/Anammox生物脱氮工艺的稳定运行造成负面影响.

关键词：厌氧氨氧化生物膜升流式厌氧固定床生物膜反应器(UAFB) Nitrospira 硝化菌

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GCN引导模型视点的光学遥感道路提取网络

光学精密工程 2024年第10期32卷 1552-1566页

作者：刘光辉单哲杨塬海王恒孟月波徐胜军西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055 西安市建筑制造智动化技术重点实验室陕西西安710055

在光学遥感图像中,道路易受遮挡物、铺装材料以及周围环境等多重因素的影响,导致其特征模糊不清。然而,现有道路提取方法即使增强其特征感知能力,仍在特征模糊区域存在大量误判。为解决上述问题,本文提出基于GCN引导模型视点的道路提取... 详细信息

在光学遥感图像中,道路易受遮挡物、铺装材料以及周围环境等多重因素的影响,导致其特征模糊不清。然而,现有道路提取方法即使增强其特征感知能力,仍在特征模糊区域存在大量误判。为解决上述问题,本文提出基于GCN引导模型视点的道路提取网络(RGGVNet)。RGGVNet采用编解码结构,并设计基于GCN的视点引导模块(GVPG)在编解码器的连接处反复引导模型视点,从而增强对特征模糊区域的关注。GVPG利用GCN信息传播过程具有平均特征权重的特性,将特征图中不同区域道路显著性水平作为拉普拉斯矩阵,参与到GCN信息传播从而实现引导模型视点。同时,提出密集引导视点策略(DGVS),采用密集连接的方式将编码器、GVPG和解码器相互连接,确保有效引导模型视点的同时缓解优化困难。在解码阶段设计多分辨率特征融合(MRFF)模块,最小化不同尺度道路特征在特征融合和上采样过程中的信息偏移和损失。在两个公开遥感道路数据集中,本文方法IoU分别达到65.84%和69.36%,F1-score分别达到79.40%和81.90%。从定量和定性两方面实验结果可以看出,本文所提方法性能优于其他主流方法。

关键词：光学遥感图像道路提取深度神经网络图卷积网络

考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 214-222,254页

作者：申鸿帅吕家君李更丰熊飞王世豪王亚培冯怡西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室陕西西安710048 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网西安供电公司陕西西安710032

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活... 详细信息

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活热源-热网-热储协同规划模型。提出预定参数型、功率平衡下最优投资型、变流量温度下最优投资型、时间系数离散型4种热储建模方法,实现热储灵活配置,采用二项式凸松弛和大M法将非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型求解。通过算例分析验证了所提方法可以有效提升规划方案的经济性,保证系统运行可行性,实现风电高比例消纳。

关键词：电热综合能源系统优化规划储热罐变流量-变温度策略二项式凸松弛

西安市采暖季过渡期高时间分辨率细颗粒物组分特征及来源解析

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环境科学 2024年第5期45卷 2571-2580页

作者：李萌津张勇张倩田杰李丽刘卉昆冉伟康王启元西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 中国科学院地球环境研究所西安710061 陕西关中平原区域生态环境变化与综合治理国家野外科学观测研究站西安710061

受到供暖影响,北方城市秋冬季的大气细颗粒物(PM_(2.5))浓度升高,空气污染加剧.利用气溶胶化学组分监测仪、七波段黑碳仪以及大气多金属元素在线监测仪于2019年10月25日至11月17日在西安市开展高时间分辨率PM_(2.5)化学组分在线监测,分... 详细信息

受到供暖影响,北方城市秋冬季的大气细颗粒物(PM_(2.5))浓度升高,空气污染加剧.利用气溶胶化学组分监测仪、七波段黑碳仪以及大气多金属元素在线监测仪于2019年10月25日至11月17日在西安市开展高时间分辨率PM_(2.5)化学组分在线监测,分析采暖季过渡期PM_(2.5)污染特征,同时结合正定矩阵因子分解模型解析PM_(2.5)来源.结果表明,观测期间ρ(PM_(2.5))平均值为(78.3±38.5)μg·m^(−3),主要化学组分为有机物(OA)、二次无机离子(SIA)和粉尘,其占比分别为38.7%、31.6%和21.2%,其中ρ(SO_(4)^(2-))、ρ(NO_(3)^(-))和ρ(NH_(4)^(+))平均值分别为(4.0±3.1)、(14.9±13.7)和(5.8±4.8)μg·m^(−3),主要金属ρ(K)、ρ(Ca)和ρ(Fe)平均值分别为(1.0±0.4)、(1.5±1.1)和(1.4±0.9)μg·m^(−3),BC(贡献率为5.7%)、Cl^(-)(贡献率为1.3%)及微量元素(贡献率为1.5%)对PM_(2.5)的贡献率相对较低.在污染发展和维持阶段,OA和SIA浓度的增加幅度可达137.7%~537.0%,在污染消散阶段则仅有粉尘浓度呈增长之势.来源解析结果显示二次源、生物质燃烧源、扬尘源、机动车源、工业源和燃煤源是观测期间PM_(2.5)的主要来源,分别贡献了29.1%、21.1%、15.3%、12.9%、11.4%和10.2%,其中二次源和生物质燃烧源在污染发展和维持阶段贡献率较高,扬尘源在污染消散阶段贡献率较高.

关键词：大气细颗粒物组分特征形成机制来源解析污染成因