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三尺度分解和稀疏表示的红外和可见光图像融合

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1425-1438页

作者：冀鲸宇张玉华邢娜王长龙林志龙姚江毅陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

为提高对含噪声源图像的处理效果,以及提高融合图像的对比度、结构信息等,提出一种基于三尺度分解和稀疏表示的红外和可见光图像融合算法。首先,为增强对噪声的去除效果,并且维持源图像的结构和边缘特性,利用滚动引导滤波器对源图像进... 详细信息

为提高对含噪声源图像的处理效果,以及提高融合图像的对比度、结构信息等,提出一种基于三尺度分解和稀疏表示的红外和可见光图像融合算法。首先,为增强对噪声的去除效果,并且维持源图像的结构和边缘特性,利用滚动引导滤波器对源图像进行分解,将源图像分解为基础层和细节层;其次,为充分利用基础分量中的细节和能量,同时降低模型的复杂性,构造结构-纹理分解模型,将基础层再次分解为基础结构层和基础纹理层。然后分析三个分量的不同特点,使用不同的融合规则对三个分量分别进行融合,针对细节分量,其含有主要的噪声成分,但含噪声程度又不一样,因此根据图像含噪声的程度自适应确定稀疏融合去噪参数,从而同时实现对细节分量的融合和去噪,并且能够有效地提高计算效率;针对基础结构分量,其包含的细节特征较少,直接采用基于视觉显著图的加权平均技术进行预融合;针对基础纹理分量,由于其包含了视觉上重要的信息或图像特征,如边缘、直线和轮廓等活动信息,能够反映出原始基础图像的主要细节,因此采用主成分分析方法进行预融合,最终通过重构细节、基础结构和基础纹理层来得到融合图像。为验证所提方法的有效性,选取了多组红外和可见光图像进行试验,并与近期的五种方法CNN、FPDE、ResNet、IFEVIP、TIF进行了对比,采用主观和客观的形式对结果进行分析。实验结果表明,同其他图像融合算法进行对比分析,该方法能够兼顾含噪声和无噪声图像的融合,在有无噪声的情况下均能够将源图像的细节、亮度和结构保留到融合图像中,而且能有效地消除噪声。

关键词：图像融合噪声图像融合滚动引导滤波三尺度分解稀疏表示

石家庄市大气NO_(2)短期暴露对儿童神经系统门诊量影响的病例交叉研究

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环境与职业医学 2024年第3期41卷 288-293页

作者：梁子越陈凤格张莹康慧石家庄市疾病预防控制中心公共卫生监测与评价所河北石家庄050011 河北医科大学公共卫生学院河北石家庄050011 中国疾病预防控制中心环境与健康研究基地(石家庄) 河北石家庄050011

[背景]作为交通污染物的重要组成部分,有研究表明空气污染物中的二氧化氮(NO_(2))对神经系统具有毒性效应,但关于NO_(2)暴露与儿童神经系统疾病关系的相关研究有限。[目的]探讨石家庄市大气中NO_(2)短期暴露对儿童神经系统疾病门诊量的... 详细信息

[背景]作为交通污染物的重要组成部分,有研究表明空气污染物中的二氧化氮(NO_(2))对神经系统具有毒性效应,但关于NO_(2)暴露与儿童神经系统疾病关系的相关研究有限。[目的]探讨石家庄市大气中NO_(2)短期暴露对儿童神经系统疾病门诊量的影响。收集2013—2021年河北省石家庄市空气污染物数据、气象数据以及河北省儿童医院神经系统疾病门诊量数据,空气污染物数据包括可吸入颗粒物(PM_(10))、细颗粒物(PM_(2.5))、二氧化硫(SO_(2))、NO_(2)、一氧化碳(CO)的日均质量浓度以及O_(3)的日最大8 h平均浓度;气象数据包括每日平均气压、气温、相对湿度、风速以及日照时间。采用时间分层的病例交叉设计建立条件logistic回归模型分析NO_(2)和儿童神经系统疾病门诊就诊之间的关联性,并根据性别(男、女)以及年龄(0~6岁、7~14岁)进行分层分析。[结果]研究共纳入有效儿童神经系统疾病门诊数据154348人次,NO_(2)的日均浓度为49.3μg·m^(-3)。单污染物模型分析结果显示,NO_(2)会增加儿童神经系统疾病的门诊就诊风险,NO_(2)与儿童门诊就诊的关联在lag0时最高:大气NO_(2)暴露浓度每增加10μg·m^(-3),儿童神经系统疾病就诊量增加1.40%(95%CI:1.05%~1.74%)。分层分析结果显示,大气NO_(2)暴露增加了女童的神经系统疾病门诊就诊风险(ER=1.54,95%CI:1.01~2.08)以及7~14岁年龄组儿童的神经系统疾病门诊就诊风险(ER=2.35,95%CI:1.68~3.02)。在纳入PM_(2.5)(ER=1.96,95%CI:1.49~2.43)、SO_(2)(ER=2.09,95%CI:1.62~2.55)、O_(3)(ER=1.40,95%CI:1.06~1.74)后,NO_(2)暴露对儿童神经系统疾病门诊量的影响仍然具有统计学意义;全污染物模型分析结果仍具有统计学意义(ER=2.53,95%CI:1.97~3.08)。[结论]石家庄市大气NO_(2)短期暴露对儿童神经系统疾病门诊量的影响为急性效应,并且具有独立健康效应,其中7~14岁儿童是NO_(2)暴露危害的敏感人群。

关键词：二氧化氮儿童神经系统疾病门诊量病例交叉研究

典型城市不同河流沉积物中抗生素抗性基因的时空分布特征:以石家庄为例

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环境科学 2024年第6期45卷 3176-3185页

作者：赵波宋圆梦卢梦淇白寅虎陈昊达高赛王琳静张璐璐崔建升河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050000 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050000 河北省水利规划设计研究院有限公司石家庄050021

河流是抗生素抗性基因(ARGs)的重要储库.然而,目前有关河流中ARGs的研究多集中在其时空分布,而较少对同一区域城市和农村河流中ARGs的种类和丰度进行比较.鉴于此,以石家庄市不同河流为例,分别在2020年12月和2021年4月,选取了2条农村河流... 详细信息

河流是抗生素抗性基因(ARGs)的重要储库.然而,目前有关河流中ARGs的研究多集中在其时空分布,而较少对同一区域城市和农村河流中ARGs的种类和丰度进行比较.鉴于此,以石家庄市不同河流为例,分别在2020年12月和2021年4月,选取了2条农村河流和3条城市河流,布设了15个采样点,采集了各个样点的沉积物,运用宏基因组测序技术分析了各样点沉积物中ARGs的种类和丰度,比较了城市和农村河流沉积物中ARGs的时空差异.结果表明:①在城市和农村河流中分别检出162种(4 776±4 452,丰度,下同)和79种ARGs(1 043±632),ARGs种类和丰度均呈城市>农村的趋势;②在城市河流中磺胺类(SAs,27%)、氨基糖苷类(AGs,26%)和多药类(MDs,15%) ARGs的相对丰度最高;而在农村河流中MDs类ARGs的相对丰度最高(65%),且城市河流中ARGs的复杂程度高于农村河流.③城市河流中SAs、AGs、MDs、四环素类(TCs)、利胆醇类(PNs)、大环内酯类(MLS)、β-内酰胺类(β-lactams)和二氨基嘧啶类(DAPs)ARGs间呈显著正相关(P <0.01),而糖肽类(GPs)ARGs与各类ARGs呈显著负相关(P <0.05和P <0.01);而在农村河流中MDs和SAs类ARGs呈显著正相关(P <0.05),氨基香豆素类(ACs)ARGs与肽类(PTs)、利福霉素类(RMs)和磷霉素类(FMs)ARGs呈显著负相关(P <0.05和P <0.01);④在时间分布上,城市河流12月和4月分别检出162种(4 776±4 452)和148种(5 673±5 626)ARGs;而农村河流12月和4月分别检出79种(1 043±632)和46种(467±183)ARGs;⑤RDA分析结果表明,城市和农村河流中的ARGs均呈时间分布差异;相关分析表明城市河流主要与工业企业数量显著相关,而农村河流则主要与牧业产值显著相关.总体而言,通过比较城市和农村河流中ARGs的时空异质性,识别其主要社会影响因子,可为后续河流中ARGs风险管控提供数据支撑.

关键词：抗生素抗性基因(ARGs) 时空分布宏基因组城市河流农村河流社会经济因子

拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化模型——以河北省石家庄市为例

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灾害学 2024年第1期39卷 75-79页

作者：陆相林赵佳娜陈景昭石家庄学院经济管理学院河北石家庄050035

应急物资的合理储备和运输分配是应急管理中防灾减灾救灾的基础。重大风险处置过程中,应急物资调配极易因拥挤而发生时间延迟,故考虑其拥挤情景的约束极为必要。然而,当前考虑拥挤约束以及结合区域加以实证的应急物资调配研究成果偏少,... 详细信息

应急物资的合理储备和运输分配是应急管理中防灾减灾救灾的基础。重大风险处置过程中,应急物资调配极易因拥挤而发生时间延迟,故考虑其拥挤情景的约束极为必要。然而,当前考虑拥挤约束以及结合区域加以实证的应急物资调配研究成果偏少,其研究广度和深度有待加强。因此,该文提出了拥挤约束型城市应急物资储备库网络功能优化问题。基于排队理论设计拥挤约束条件,并从覆盖半径内需求满意距离递减、交通方式多样化、交通通达程度复杂化等视角,对传统应急物资储备库功能优化模型加以改进,构建了拥挤型单目标无容量限制设施选址模型,并设计了求解的启发式算法。把所构建模型应用于河北省石家庄市应急物资储备库网络优化,并从城市群、多影响以及等级优化视角提出拓展研究的方向。

关键词：设施选址城市应急物资储备库网络拥挤系统功能优化模型石家庄市

石家庄市城区春季VOCs污染特征及来源解析

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环境科学 2024年第8期45卷 4459-4469页

作者：于玉洁杨臣强杨瑞张顺心王合宇刘大喜聂赛赛王帅崔建升李双江王云霞河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018 中节能天融科技有限公司北京100085 河北煜鸿项目管理咨询有限公司石家庄050035 河北省科学院地理科学研究所石家庄050011 河北省地理信息开发应用技术创新中心石家庄050011

利用苏码罐采样-气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)监测石家庄市2019年、2021年和2022年春季挥发性有机物(VOCs),并收集同期臭氧(O_(3))和PM_(2.5)在线监测数据,分析了挥发性有机物(VOCs)浓度水平特征和时序变化,并利用臭氧生成潜势(OFP)和二... 详细信息

利用苏码罐采样-气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)监测石家庄市2019年、2021年和2022年春季挥发性有机物(VOCs),并收集同期臭氧(O_(3))和PM_(2.5)在线监测数据,分析了挥发性有机物(VOCs)浓度水平特征和时序变化,并利用臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)评估了VOCs的化学活性,通过潜在源贡献因子法(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT)识别石家庄市春季VOCs潜在源区,通过特征比值法对VOCs进行来源解析.结果表明:①2019年、2021年和2022年石家庄市春季(即观测期)污染期ρ(VOCs)均值为191.17μg·m^(-3),清洁期ρ(VOCs)均值为122.18μg·m^(-3).②OFP在污染期为361.23μg·m^(-3),在清洁期为266.96μg·m^(-3);SOAFP在污染期为1.98μg·m^(-3),在清洁期为1.61μg·m^(-3),控制好苯系物,尤其是苯、甲苯、乙苯和二甲苯是减少PM_(2.5)和O_(3)污染的关键.③观测期VOCs潜在源区主要分布在裕华区东部、高新区和栾城区北部,权重CWT分布与主要权重PSCF分布相统一,除本地排放外还受到临近区域传输的影响.④由B/T/E及X/B的值,石家庄市春季VOCs的主要来源为移动源和燃烧源,且气团老化较严重,控制机动车排放、开展区域联防联控是改善石家庄市空气质量的有效手段.

关键词：石家庄市挥发性有机物(VOCs) 污染特征臭氧生成潜势(OFP) 二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP) 来源解析

2015—2021年石家庄市0~14岁儿童伤害病例流行病学特征及变化趋势分析

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中华疾病控制杂志 2024年第4期28卷 443-450页

作者：陈琪薇马新颜张青剑段宇帆河北医科大学公共卫生学院石家庄050000 石家庄市疾病预防控制中心慢性病防治科石家庄050000

目的了解石家庄市2015—2021年0~14岁儿童伤害流行病学特征及变化趋势,为儿童伤害防控提供科学依据。方法收集2015—2021年石家庄市因伤害在监测医院就诊的0~14岁儿童伤害病例信息并进行流行病学特征分析和伤害变化趋势分析。结果2015—... 详细信息

目的了解石家庄市2015—2021年0~14岁儿童伤害流行病学特征及变化趋势,为儿童伤害防控提供科学依据。方法收集2015—2021年石家庄市因伤害在监测医院就诊的0~14岁儿童伤害病例信息并进行流行病学特征分析和伤害变化趋势分析。结果2015—2021年共诊治0~14岁儿童22302例,男女性别比为1.89∶1.00。除0~<1岁年龄组,男童病例数均多于女童。儿童伤害主要以跌倒/坠落(59.77%)、地点为家中(47.58%)、休闲活动(59.67%)、非故意伤害(96.92%)为主;伤害发生时间以9月最多(10.60%),2月最少(4.81%)。受伤部位以头部(40.25%)、上肢(22.76%)、下肢(19.07%)为主,挫伤/擦伤最多见(42.75%),损伤程度以轻度(89.13%)为主,结局以处理后离院为主(94.12%)。Joinpoint回归分析显示,2015—2021年1~<4岁儿童伤害病例构成比呈下降趋势,7~<11岁儿童和11~14岁儿童呈上升趋势,动物伤和中毒伤害病例构成比呈下降趋势,伤害发生在体育运动场所的构成比呈上升趋势,伤害发生在步行时的构成比呈下降趋势,年度变化趋势差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论不同性别、年龄的儿童伤害流行病学特征不全相同,伤害的变化趋势不同,应针对性采取预防干预措施。

关键词：儿童创伤和损伤流行病学研究变化趋势

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石家庄臭氧时空分布特征及潜在源分析

中国环境监测 2024年第4期40卷 54-65页

作者：平玉荣李秋芳刘翠棉肖捷颖河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018 石家庄市环境监控中心河北石家庄050022

基于2020—2021年石家庄市261个环境空气质量自动监测站监测数据,利用反距离加权插值法、空间自相关法以及后向轨迹模型,分析研究区臭氧超标率、时空分布特征、内部聚集状态与来源。结果表明:与2020年相比,2021年石家庄各县(市、区)臭... 详细信息

基于2020—2021年石家庄市261个环境空气质量自动监测站监测数据,利用反距离加权插值法、空间自相关法以及后向轨迹模型,分析研究区臭氧超标率、时空分布特征、内部聚集状态与来源。结果表明:与2020年相比,2021年石家庄各县(市、区)臭氧超标率均有不同程度的下降,其中行唐县下降幅度最大。臭氧浓度月变化呈倒“V”形,夏季浓度最高,其次是春季和秋季,冬季最低。研究区臭氧空间分布呈中西部高、东部低的特征。2020年,研究区臭氧超标严重,中西部区域多数点位超过了190μg/m^(3),其余点位超过了160μg/m^(3);2021年,除个别监测点位臭氧浓度高于190μg/m^(3)外,研究区中西部地区臭氧浓度出现下降,东部地区多数点位臭氧浓度低于160μg/m^(3)。后向轨迹分析结果显示,臭氧污染气团主要源于位于研究区东北方向的保定、正南方向的邢台以及西北方向的忻州。臭氧在污染气团传输过程中不断积累,导致其浓度偏高。潜在污染源范围与浓度权重轨迹范围基本一致,潜在源区的污染贡献相对较小。通过对2020年与2021年石家庄市臭氧浓度变化进行分析可知,研究区臭氧污染正在逐渐减轻,臭氧污染管控工作的重点应放在夏季,同时应注重对研究区正南方向和东北方向城市的污染传输加强管控。

关键词：石家庄臭氧时空分布空间自相关后向轨迹

尺蠖型超磁致伸缩旋转驱动器驱动信号设计与试验

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农业机械学报 2024年第4期55卷 452-458页

作者：周景涛何忠波刘国平陆军工程大学石家庄校区石家庄050003

为了解决传统的“信号发生器+功率放大器”产生的信号无法满足尺蠖型旋转驱动器多路、正方波波形需求的问题,设计了一种通过Cmos控制脉冲模块“通-断”时机的信号控制器,从而得到特定时序的3路正方波信号。通过这种方案得到的3路驱动信... 详细信息

为了解决传统的“信号发生器+功率放大器”产生的信号无法满足尺蠖型旋转驱动器多路、正方波波形需求的问题,设计了一种通过Cmos控制脉冲模块“通-断”时机的信号控制器,从而得到特定时序的3路正方波信号。通过这种方案得到的3路驱动信号为正方波电流信号,从而避免了超磁致伸缩材料的“倍频”现象的发生。通过设置信号周期、占空比和延迟等参数,能够输出设定时序的三路正方波驱动信号。根据电压定律,将正方波简化成阶跃波形,建立了驱动信号的电流模型,并进行了参数辨识。在工作频率范围内,电流解析式能准确地表示电流信号。搭建试验平台进行了试验测试,试验结果表明,在工作频率范围内,信号控制器输出的正方波波形优于“信号发生器+功率放大器”产生的方波信号,设定的3路信号能够驱动尺蠖型旋转驱动器产生步进旋转运动。通过优化驱动信号时序,将旋转驱动器最大工作频率由160 Hz提至210 Hz。

关键词：超磁致伸缩旋转驱动器正方波信号时序尺蠖型

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含水率影响下路基压实多场耦合数值模拟

铁道工程学报 2024年第9期41卷 15-21页

作者：常建梅邓晓琳赵辉冯怀平石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:智能压实作为新兴技术已开始应用于路基工程中,并为施工建设带来了巨大便利。但研究和实践表明,未考虑土体含水率的制约因素已成为影响智能压实测试结果精度的主要原因之一。利用电阻率测试方法实现土体含水率的实时检测,本文... 详细信息

研究目的:智能压实作为新兴技术已开始应用于路基工程中,并为施工建设带来了巨大便利。但研究和实践表明,未考虑土体含水率的制约因素已成为影响智能压实测试结果精度的主要原因之一。利用电阻率测试方法实现土体含水率的实时检测,本文模拟在振动压路机振动轮上安装测试电极,建立路基土体的流-固-电耦合分析模型,对不同含水率、激振力条件下的路基变形及电场分布规律开展研究。研究结论:(1)推导得出了路基智能压实过程中,土体应力场、水分场、电场多场耦合方程,利用COMSOL软件建立了数值分析模型,为路基智能压实分析研究提供了一种有效方法;(2)路基的压实变形受土体含水率影响明显,随含水率增加,路基沉降量增加,较大激振力可增加路基的压缩变形量;(3)当增加激振力大小,土体最终含水率数值减小,低于最佳含水率的土体受激振力影响最小,高于最佳含水率的土体受激振力影响最大;(4)路基电阻率随含水率增加而减小,相同土体含水率情况下,较大激振力下的土体电阻率及影响范围小于较小激振力情况;最佳含水率时,激振力大小对电阻率的影响最小;(5)本研究结论可为路基智能压实的发展和推广提供理论和技术支持。

关键词：路基智能压实含水率电阻率数值模拟