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声景数据采集技术与模式的研究综述

生态科学 2024年第4期43卷 219-225页

作者：王静怡李春明林婴伦翁辰焦亚冉李大锋中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 福建农林大学福州350002 广东省林业科学研究院广州510520

声景包含来自生物、地理和人类社会的丰富信息,可以作为反映生态系统特征的一个综合性指标。声景的监测是环境监测与管理的重要一环,其产生的声景数据已逐渐在声环境质量主观评价、声景规划、物种识别、生物多样性评估、人体身心健康评... 详细信息

声景包含来自生物、地理和人类社会的丰富信息,可以作为反映生态系统特征的一个综合性指标。声景的监测是环境监测与管理的重要一环,其产生的声景数据已逐渐在声环境质量主观评价、声景规划、物种识别、生物多样性评估、人体身心健康评价等方面得到应用,数据价值日益凸显。目前市场上能进行声景数据采集的设备技术参数各不相同,设备的使用方式也多样,不利于研究结果的对比。文章详细梳理了声景数据采集设备的关键指标,包括传声器的灵敏度、频率响应、采样率等。总结了开放空间的人工调查、大尺度的参与式感知和固定站点的长期监测三大常用的声景数据采集模式的实践方法与应用场景对比。面对日益丰富的声景大数据,急需从数据格式、数据存储方式和元数据信息等入手实现数据采集的标准化,从而完善声景大数据的管理和共享,针对生物发声的特殊性,还需要充分考虑其生物生理等特征。同时对未来声景监测网络化发展进行了展望,期待推动我国声景数据采集技术的完善。

关键词：声环境声景生态学物种识别生物多样性采集技术

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相干光通信消相位模糊载波同步算法

光学学报 2024年第5期44卷 77-85页

作者：李华贵李少波刘旭超马树泉中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心河北石家庄050081 河北省光子信息技术与应用重点实验室河北石家庄050081

相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题,分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系,并通过对帧同步过程进行改进,实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真... 详细信息

相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题,分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系,并通过对帧同步过程进行改进,实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真系统和实验系统,并利用所提的消相位模糊载波同步算法对接收信号进行了处理。仿真和实验结果表明,所提出的消相位模糊载波同步算法频偏补偿和相差补偿范围不受系统调制速率、调制阶数的约束,具有更好的应用前景。

关键词：光通信相干光通信相干探测载波同步消相位模糊帧同步

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机器学习在光电子能谱中的应用及展望

物理学报 2024年

作者：邓祥文伍力源赵锐王嘉鸥赵丽娜中国科学院高能物理研究所中国科学院大学中国地质大学(北京)

光电子能谱是一项在物质科学中被广泛应用的表征技术.尤其是角分辨光电子能谱(ARPES),可以直接给出材料体系内电子的能量-动量色散关系和费米面结构,是研究多体相互作用和关联量子材料的利器.随着先进ARPES如时间分辨ARPES,Nano-ARPES... 详细信息

光电子能谱是一项在物质科学中被广泛应用的表征技术.尤其是角分辨光电子能谱(ARPES),可以直接给出材料体系内电子的能量-动量色散关系和费米面结构,是研究多体相互作用和关联量子材料的利器.随着先进ARPES如时间分辨ARPES,Nano-ARPES等技术的不断发展,以及同步辐射装置的更新换代,将会产生越来越多的高通量实验数据.因此,探索准确,高效,同时能挖掘深层物理信息的数据处理方法变得愈发迫切.由于机器学习天然具有的自动化处理复杂高维数据能力,推动了包括ARPES在内的诸多领域的变革和技术创新.本文综述了机器学习在光电子能谱中的应用,包括对光谱数据进行降噪,进行电子结构分析,化学组成分析,以及结合理论计算获得的电子结构信息进行光谱预测.进一步,展望了更多机器学习算法在光电子能谱中的应用,最终有望形成更加自动化的数据采集、预处理系统以及数据分析的工作流,推动光电子能谱技术的发展,从而推进量子材料和凝聚态物理前沿研究.

关键词：机器学习光电子能谱同步辐射量子材料

中国空间站的微波星地时频比对技术及其初步试验验证和分析

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电子学报 2024年第4期52卷 1239-1249页

作者：郭燕铭高帅和潘志兵王沛龚学文宋坤周晨张文颖陈晓锋白燕高玉平卢晓春张首刚中国科学院国家授时中心陕西西安710600 中国科学院大学北京100039 中国电子科技集团公司第29研究所四川成都610036 武汉大学湖北武汉430072

高精度时频比对是现代科学技术的核心需求之一.然而,现有的技术受限于比对系统测量水平和链路系统误差处理算法,严重限制了时间比对性能的提升.针对这些问题,本研究搭建了基于中国空间站的高精度星地微波时频比对系统,并提出了一种基于... 详细信息

高精度时频比对是现代科学技术的核心需求之一.然而,现有的技术受限于比对系统测量水平和链路系统误差处理算法,严重限制了时间比对性能的提升.针对这些问题,本研究搭建了基于中国空间站的高精度星地微波时频比对系统,并提出了一种基于双向测量的空间站-地面时频比对技术(三频模式),包括了对各项链路系统误差精细化建模新方法.通过对不同星地时频比对场景的仿真模拟发现,在配置高精度原子钟(10^(−15)~10^(−17))进行星地时频比对的场景下,经过本文算法优化后的比对长期性能仍可达与原本星地时钟相近的性能.利用中国空间站所搭载的氢钟与地面氢钟进行初步比对试验结果表明,在300 s可视弧段内的空间站-地面时间比对精度可达到10.77 ps,相应的ADEV(Allan DEViation)达到9.9921×10^(−14)@100 s,与仿真模拟结果大致吻合.本研究可为精密时频同步技术提供了新的理论依据和技术参考.

关键词：中国空间站原子钟星地微波链路时频比对双向测量

城市地表温度遥感:从方向温度、全表面温度到三维表面温度

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遥感学报 2024年第6期28卷 1480-1496页

作者：陈云浩王丹丹占文凤周纪胡德勇全金玲孙灏郭徵夏海萍代秀娟姜璐北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室北京100875 中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 南京大学江苏省地理信息技术重点实验室/南京大学国际地球系统科学研究所南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 电子科技大学资源与环境学院成都611731 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 气象卫星创新中心北京100081 杭州师范大学遥感与地球科学研究院杭州311121 南京邮电大学地理与生物信息学院南京210023

城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数,较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构,使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平... 详细信息

城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数,较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构,使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平均温度(即方向温度),方向温度随传感器观测角度变化,且与城市表面温度的真实分布状况存在差异。为更好地表征城市下垫面与大气的能量交换,已有研究常采用“全表面温度”代表城市表面温度特征。目前,“全表面温度”仅在描述城市表面温度的平均状况方面有所突破,但无法体现城市表面温度的高时空分辨率特征,不能满足精细城市热环境评估的需求。本文梳理了城市地表温度从“方向温度”(二维)到“全表面温度”(2.5维)再到“三维表面温度”(三维)的发展脉络;概括了目前利用遥感方向观测获取城市地表不同维度温度的进展;厘清了不同维度城市地表温度的差异及其相互关系;阐述了不同维度城市地表温度的应用。在总结存在的问题的基础上,指出了城市地表温度遥感的未来发展趋势:(1)面向应用的城市三维表面温度定义;(2)面向城市三维表面温度重建的立体化观测;(3)三维表面温度产品与城市气候模型的耦合。

关键词：城市遥感地表温度方向温度全表面温度三维表面温度

基于盘古FPGA驱动的宽谱CMOS小腔体血管图像增强系统研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：杨海马姜中阳张宇胡祥磊孙海彬陈福春李筠刘瑾上海理工大学光电信息与计算机工程学院中国科学院空间主动光电技术重点实验室上海工程技术大学电子电气工程学院

为在小腔体条件下拍摄人体内部表面血管组织的图像，准确地将血管组织状态呈现出来，改善常规图像探测器尺寸大、不均匀光照条件下成像质量差、血管成像对比度低等问题，设计基于OV6946超小型图像探测器、具有300nm-1100nm宽谱成像能力... 详细信息

为在小腔体条件下拍摄人体内部表面血管组织的图像，准确地将血管组织状态呈现出来，改善常规图像探测器尺寸大、不均匀光照条件下成像质量差、血管成像对比度低等问题，设计基于OV6946超小型图像探测器、具有300nm-1100nm宽谱成像能力、国产盘古FPGA驱动的电子内窥图像采集系统，研究改进限制对比度自适应直方图均衡化图像增强算法(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)，实现人体小腔体组织表面的血管图像增强功能。通过对比验证，本系统在非均匀光照下，针对小腔体内部组织成像具有更好的成像效果，改进CLAHE图像增强算法在提升血管组织成像对比度上具有更强的优势，为医用超细电子内窥系统或有类似需求的宽谱图像增强系统的推广，提供了一种有效的技术解决方案。

关键词：宽谱成像图像处理医用内窥镜血管图像增强 FPGA OV6946

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北斗卫星B2信号数字预失真补偿方法研究

系统工程与电子技术 2024年

作者：刘瑞贺成艳张小贞白燕 1.中国科学院国家授时中心 2.中国科学院大学天文与空间科学学院 3.西北工业大学电子信息学院西北工业大学电子信息学院中国科学院大学天文与空间科学学院中国科学院国家授时中心

针对北斗星上信号发射通道中高功放和滤波器引起的导航信号非线性失真问题，本文提出了间接学习结构的数字预失真用以补偿导航信号产生的非线性失真。通过采用带宽最大的非对称恒包络二进制偏移载波（Asymmetric Constant Envelope Bina... 详细信息

针对北斗星上信号发射通道中高功放和滤波器引起的导航信号非线性失真问题，本文提出了间接学习结构的数字预失真用以补偿导航信号产生的非线性失真。通过采用带宽最大的非对称恒包络二进制偏移载波（Asymmetric Constant Envelope Binary Offset Carrier， ACE-BOC）调制的北斗B2信号，验证数字预失真对补偿导航信号非线性失真的有效性及可行性，并从调制星座、功率谱、相关函数以及S曲线过零点偏差等信号评估指标对数字预失真处理前后的信号进行对比分析。实验结果表明数字预失真可以有效抑制20dB的带外功率损失，相关损失可由0.7dB下降到0.009dB以及S曲线过零点偏差由0.88ns下降到0.0029ns。

关键词：北斗卫星导航系统 B2信号高功率放大器数字预失真信号质量评估

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网络空间隐喻Gosper地图表达与分析

地球信息科学学报 2024年第1期26卷 144-157页

作者：刘龙辉施群山周杨胡校飞徐青中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450001 智慧中原地理信息技术河南省协同创新中心郑州450001 时空感知与智能处理自然资源部重点实验室郑州450001

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达... 详细信息

网络空间地图是认识抽象、复杂网络空间的重要工具,也是地图学领域研究的新方向和热点问题。针对传统网络空间制图不能分析网络节点多级拓扑关系和存在要素重叠的问题,本文综合应用隐喻思想和Gosper地图技术研究网络空间要素的隐喻表达与分析,提出了网络空间隐喻Gosper地图和地形图构建方法。首先,结合网络空间节点的拓扑层级关系和地理学第一定律构建网络节点与Gosper曲线叶节点的映射关系;然后,基于Gosper叶节点构建具有面域嵌套关系的Gosper地图;最后,结合隐喻思想和地图视觉要素与网络空间要素的相似性关系构建多尺度网络空间隐喻Gosper地图和地形图。本文基于两套网络空间资产数据验证了本文方法的适用性,并从节点分布、拓扑结构和节点脆弱性3个方面分析和挖掘网络空间资产特性用以说明网络空间隐喻Gosper地图的表达能力与认知效果。基于层次分析法的定量实验表明,本文方法的综合加权指标(0.4998)远高于节点链接(0.2668)和地理空间图层叠加(0.2331)可视化方法。本文提出的网络空间隐喻地图能够有效解决传统网络空间可视化中节点重复冗余、复杂抽象且无法支撑可视化分析的问题,能够为感知和管理网络资产、挖掘网络空间数据,可视化分析网络空间提供理论和手段支撑。

关键词：网络空间测绘网络空间资产层网络空间制图可视化与可视分析 Gosper地图多尺度表达隐喻思想网络空间地形

玉龙雪山及周边地区植被水分利用效率时空动态及其对scPDSI的响应

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1841-1850页

作者：李丽丽杨永明王大为马兴刚杜佳卢铷萍李永恒王世金滇西应用技术大学测绘与信息工程学院云南大理671006 中国科学院西北生态环境资源研究院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站/冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000

玉龙雪山及周边地区是典型的季风海洋性冰川区,是研究冰川变化、地-气能量交换、植被群落演替以及生态系统碳水耦合的最重要的区域。水分利用效率(water use efficiency,WUE)是联系生态系统水-碳循环及其与气候因子之间响应关系的重要... 详细信息

玉龙雪山及周边地区是典型的季风海洋性冰川区,是研究冰川变化、地-气能量交换、植被群落演替以及生态系统碳水耦合的最重要的区域。水分利用效率(water use efficiency,WUE)是联系生态系统水-碳循环及其与气候因子之间响应关系的重要参数。本研究利用MODIS卫星遥感总初级生产力(gross primary productivity,GPP)、蒸散发(evapotranspiration,ET)产品和自适应帕尔默干旱指数(self-calibrating Palmer drought severity index,scPDSI)分析了2000—2020年玉龙雪山及周边地区植被WUE空间变化特征,研究了该区GPP、ET、WUE与scPDSI的相关性,探讨了该区不同地貌植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明:2000—2020年,研究区植被WUE平均值为2.44 g C·m^(-2)·mm^(-1),GPP平均值为1365.0 g C·m^(-2),ET平均值为559.6 mm;WUE平均值最高区域分布在大起伏中山,为2.88 g C·m^(-2)·mm^(-1);最低区域为大起伏极高山,为1.23 g C·m^(-2)·mm^(-1)。玉龙雪山地势起伏大,植被空间分布具有显著垂直地带性特征,植被WUE在3500 m以下区域随海拔上升而增加,3500 m以上则随海拔上升而减少。2000—2020年,研究区逐月WUE呈现增加—减少—增加趋势,不同地貌类型造就了植被WUE变化速率具有显著的差异性特征。玉龙雪山以及周边大起伏高山的植被WUE呈增长趋势,而中海拔平原呈减少趋势。研究区内植被WUE对干旱胁迫响应具有明显的季节性特征,WUE与scPDSI的多年逐月相关性呈现负相关—正相关—负相关—正相关的变化趋势。7月玉龙雪山WUE与scPDSI呈显著正相关,而5月则表现为显著负相关;玉龙雪山周边地区植被WUE与scPDSI在12月—次年6月呈负相关,在7—8月呈正相关。

关键词：水分利用效率时空动态特征自适应帕尔默干旱指数(scPDSI) 相关性