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基于景观生态风险评估的景观生态网络的构建:以资源型城市临汾为例

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2811-2825页

作者：赵际剀于强徐呈龙马骏北京林业大学林学院北京100089

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西... 详细信息

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西省临汾市的土地利用数据进行分析,建立了一种景观生态风险评估模型,并分析了2005—2020年景观生态风险的时空特征。在充分考虑了生态系统抵抗力受到景观生态质量影响的前提下,以2020年景观生态风险评估为基础,通过MSPA法提取生态源地,运用最小累积抵抗力模型(MCR)构建廊道,并搭建了景观生态网络,并通过复杂网络方法探讨了景观生态网络的拓扑性质。研究区域内高风险地区和极高风险地区的面积呈现先上升后下降的趋势,整体风险水平有所下降。城市建设用地与采矿用地周边地区的风险相对较高,而森林和草地地区的风险则相对较低。研究区风险变化主要受采矿、城市扩张、政府政策、土地利用类型改变以及村落迁移等因素的影响。通过增边策略对景观生态网络进行优化,对比优化前后生态网络鲁棒性,发现增边策略增强了能量传输的畅通性和节点间的互联性,该生态风险评估模型结合潜在生态网络的构建有助于为资源型城市景观结构优化和生态安全体系建设提供理论支持。

关键词：矿区生态修复景观生态风险空间自相关生态网络复杂网络优化鲁棒性

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多模态融合的三维语义分割算法研究

红外与激光工程 2024年第5期53卷 253-267页

作者：晁琪赵燕东刘圣波北京林业大学工学院北京100080

如何高效提取稠密感知的图像特征信息以及真实三维感知的点云特征信息并充分利用其各自优势进行信息互补是提升三维目标识别的关键。本文提出了一种图像和点云融合的多模态框架用于三维语义分割任务。图像与点云特征提取分支相互独立,... 详细信息

如何高效提取稠密感知的图像特征信息以及真实三维感知的点云特征信息并充分利用其各自优势进行信息互补是提升三维目标识别的关键。本文提出了一种图像和点云融合的多模态框架用于三维语义分割任务。图像与点云特征提取分支相互独立,设计深度估计融合网络用于图像分支,将稠密感知的图像语义信息与真值显式监督的深度特征信息有效融合,对点云的无序及稀疏性进行补偿。并改进体素特征提取方法,减少点云体素化带来的信息损失。图像、点云分支提取多尺度特征后通过动态特征融合模块提升网络对关键特征的提取能力,更有效的获取全局特征。同时本文提出点级的多模态融合数据增强策略,提升样本多样性的同时有效缓解样本不均衡问题。在Pandaset公开数据集上进行对比实验,本文的多模态融合框架展现出更优的性能和更强的鲁棒性,尤其在小样本小目标上性能提升更为明显。

关键词：图像点云融合深度估计融合体素特征语义分割数据增强

基于自适应陷波与重复控制的主动磁悬浮轴承系统谐波振动抑制

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光学精密工程 2024年第4期32卷 524-534页

作者：李俊峰徐向波陈劭王献章付磊朱亚辉北京林业大学工学院北京100083

由转子质量不平衡和传感器跳动引起的谐波振动是磁悬浮转子系统中的主要扰动。为了抑制这些干扰,提出了一种基于重复控制和可变相位自适应陷波反馈的谐波振动抑制的复合控制方法。首先通过建立磁悬浮转子系统模型,分析了不同干扰振动力... 详细信息

由转子质量不平衡和传感器跳动引起的谐波振动是磁悬浮转子系统中的主要扰动。为了抑制这些干扰,提出了一种基于重复控制和可变相位自适应陷波反馈的谐波振动抑制的复合控制方法。首先通过建立磁悬浮转子系统模型,分析了不同干扰振动力的产生机理。然后,设计了插入式重复控制器,抑制传感器跳动引起的谐波振动,利用自适应陷波滤波器在线提取同频信号自适应补偿不平衡,通过改变不同频率下的相位角来保持系统的稳定性,并对同频位移刚度进行补偿,使系统在较宽的速度范围内自抑制谐波振动。最后,通过仿真和实验对提出的控制方法进行了验证。实验结果表明,一次、三次和五次谐波振动分别减少94.4%,90.4%和85.9%,采用所提出的复合控制方法可以有效抑制谐波振动。验证了所提控制方法的有效性。

关键词：磁悬浮转子质量不平衡传感器跳动重复控制自适应陷波器

基于惯性运动自适应前馈的磁轴承基座扰动抑制

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光学精密工程 2024年第8期32卷 1164-1174页

作者：黄雨杰徐向波郑领博李林北京林业大学工学院北京100000

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受... 详细信息

为抑制主动磁轴承中基座的运动造成转子的振动增大,设计并实现了一种基于惯性运动的前馈控制方法。首先,针对基座运动状态下的磁轴承系统,建立了基座运动的五自由度磁轴承转子动力学模型,然后,分析了在基座进行小幅度复杂运动时转子受扰动力的动力学,提出了一种基于自适应算法的惯性前馈方法。最后,采用搭建的实验平台对不同扰动下开启前馈控制前后转子的响应进行了实验研究。实验结果表明:自适应前馈控制器使能后,磁轴承转子的位移减少了80%以上。设计的自适应前馈控制方法能够有效抑制磁悬浮系统基座扰动对转子振动的影响,大幅提高了磁轴承转子的运行精度,且设计的系统仅需增加一个小体积的惯性微机电测量单元,满足实际工程应用需求。

关键词：主动磁轴承动基座补偿自适应算法前馈控制器惯性运动振动抑制

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蒸汽烫漂与热风干燥箱流场优化设计及仿真

农业工程学报 2024年第6期40卷 60-71页

作者：陈忠加赵宇轩卢丰源孙敏王青春北京林业大学工学院北京100083

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度... 详细信息

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明:侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。

关键词：农产品干燥设备蒸汽烫漂热风干燥计算流体力学

点云数据直线检测及其在人工林树木计数中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 208-215页

作者：方浩李红军北京林业大学理学院北京100083

基于激光点云数据进行人工林调查时,由于激光扫描时树木的遮挡与自遮挡、树木被砍伐等原因造成扫描的点云数据有缺失,遗漏树木的位置判断不准确,森林调查结果误差大,解决这一问题的关键是实现缺失树木的填补。定义了离散点集共线度的概... 详细信息

基于激光点云数据进行人工林调查时,由于激光扫描时树木的遮挡与自遮挡、树木被砍伐等原因造成扫描的点云数据有缺失,遗漏树木的位置判断不准确,森林调查结果误差大,解决这一问题的关键是实现缺失树木的填补。定义了离散点集共线度的概念,构建了一个基于点集共线度最大化模型并结合直线检测进行缺失数据填补的方法。模拟数据实验结果:该方法的平均准确率为97.28%;人工林数据实验结果:该方法检测到9棵缺失树的位置,共线度由0.2193增大为0.2705。实验结果表明,该方法不仅可以实现缺失位置的最优推断,加强填补后数据的共线关系,也可应用于人工林的缺失树木计数。

关键词：离散点集直线检测缺失数据填补树木计数共线度

大学生生态环保社会实践活动的现状调查与对策——以北京林业大学生态与自然保护学院为例

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中国林业教育 2024年第2期42卷 23-29页

作者：马静任忠诚孟秋实北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

在党中央高度重视生态环境保护事业的时代背景下,大学生生态环保社会实践活动的开展日益受到重视,其现实意义和社会影响也更加突显。为此,以北京林业大学生态与自然保护学院全体本科生和研究生作为调查对象,进行了关于大学生参与生态环... 详细信息

在党中央高度重视生态环境保护事业的时代背景下,大学生生态环保社会实践活动的开展日益受到重视,其现实意义和社会影响也更加突显。为此,以北京林业大学生态与自然保护学院全体本科生和研究生作为调查对象,进行了关于大学生参与生态环保类活动情况的问卷调查。调查结果显示:大学生生态环保社会实践活动的开展在环保价值发挥、学生自身科学性、响应地方需求、与时政有机结合等方面均取得了一定实效,但仍存在较大提升空间,尤其是在环保实践活动科技含量的提升方面;在育人效果方面,培养学生服务社会的情怀和组织协调能力的效果显著,培养学生了解社会的能力和综合实践能力的效果较为明显,提升学生理论知识水平和专业技能素养的效果有限,增强学生写作表达能力和创新思维能力的效果较差。根据调研结果,目前开展大学生生态环保社会实践活动主要面临以下问题。一是活动的内容和形式单一、与专业学习缺乏结合,各类型活动的举办频次不均衡;大学生的环保意识“参差不齐”,活动的普及率和参与度有待提高。二是活动的管理不到位、运行机制不畅,开展活动所依托的各类平台在沟通的有效性和顺畅度方面尚需提升;活动指导以校内教师为主,社会机构参与和重视不够且与高校间未建立完备的合作机制;活动开展情况的考核不规范,缺乏有效的激励约束机制;大学生在环保实践中“知行不一”,活动的育人实效欠佳。三是活动的保障力度不够,活动经费以学校和学院提供为主且不稳定,社会组织和相关企业投入的较少;而且社会组织和相关企业在参与活动指导和与学校共建活动基地方面缺乏积极性和主动性,没有充分发挥公益性作用。为此,提出完善和促进大学生生态环保社会实践活动开展的对策。一是积极探索活动内容的创新路径,通过思想政治教育与社会实践相结合以及思政元素与专业知识科学融合,赋予环保实践活动以思想政治教育属性,从而更好地服务于立德树人根本任务。二是探索科学合理的活动组织运行和管理路径,建立健全各级组织管理机构,对活动的指导思想、实施方案和步骤内容、工作职责要求、专项经费划拨、指导教师队伍和实践基地的建设、活动开展情况的考核等做好顶层设计;探索开展社团化、立项制的大学生环保实践活动;加强大学生环保社会实践活动的指导,探索实行多种形式的导师制,同时辅以建设多元化指导教师队伍并加强队伍管理和激励。三是探索校地合作建设活动基地的路径,结合国家和行业需求,依托校院原有合作单位,遵循互惠共赢原则,建立稳定的大学生环保实践活动示范基地,为推动活动开展的长期化和制度化提供基础性保障。四是探索多渠道且稳定的活动资金保障路径,学校在设置专门活动经费的同时,通过加强与国际组织、行业协会、相关企业和社会团体等开展互惠共赢的合作,以及鼓励学生参加教师的生态环保类科研项目,多渠道获取活动经费支持。五是探索多元化的活动绩效考核评价路径,创新和丰富活动开展成果的认定方式和标准,建立综合评价体系,将活动受欢迎程度的线上线下调查结果纳入考核评价参考范围;重视和规范对学生参与活动情况的综合评价;建立和完善针对活动指导教师的激励机制。

关键词：大学生生态环保社会实践活动问卷调查内容管理经费考核

社会感知数据表征下的历史文化街区地方感变迁——以南锣鼓巷(2008—2022年)为例

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 289-305页

作者：向岚麟张君楚闫禹涵马贝贝北京林业大学园林学院北京100083

以北京南锣鼓巷历史文化街区近15年的变迁实践为研究对象,根据2008—2022年社会感知网络数据特征,分析其地方感变化的阶段性差异,以此构建南锣鼓巷地方感变迁的概念模型。首先,建立历史文化街区评价专属词库,基于扎根理论,从专属词库的... 详细信息

以北京南锣鼓巷历史文化街区近15年的变迁实践为研究对象,根据2008—2022年社会感知网络数据特征,分析其地方感变化的阶段性差异,以此构建南锣鼓巷地方感变迁的概念模型。首先,建立历史文化街区评价专属词库,基于扎根理论,从专属词库的文本中编码获得地方感的3个维度:地方认知、地方依赖和地方认同,通过对历年高频词主类目占比变化曲线、突现词特点、相关语义网络和南锣鼓巷商业业态占比等数据分析,结合社会生态系统适应性循环理论,提取特征差异明显的4个阶段:2008—2009年的稳定期、2010—2014年的生长期、2015—2018年的重构期以及2019—2022年的调整期。最后从资本的角度对历史文化街区的地方感变迁进行分析,指出经济资本需要综合社会资本与文化资本才能更好地适应发展,在循环中维持动态平衡。

关键词：历史文化街区地方感社会感知数据时空语义变迁

基于改进遥感生态指数的青藏公路那(曲)安(多)段生态环境评估及驱动机制分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1586-1597页

作者：傅楷翔贾国栋余新晓王旭北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

青藏公路沿线生态环境是西藏地区生态文明建设的重要组成部分,目前研究青藏高原独特的地理环境普遍存在数据获取困难、时效性过低及未考虑研究区独特的“高寒盐碱”环境状况等问题.基于GEE平台及研究区独特地理环境,对遥感生态指数(RSEI... 详细信息

青藏公路沿线生态环境是西藏地区生态文明建设的重要组成部分,目前研究青藏高原独特的地理环境普遍存在数据获取困难、时效性过低及未考虑研究区独特的“高寒盐碱”环境状况等问题.基于GEE平台及研究区独特地理环境,对遥感生态指数(RSEI)进行改进,采用主成分分析法构建一种新的适用于高寒盐碱地区的盐碱遥感生态指数(SRSEI)作为生态环境质量评价指标,利用Arc GIS 10.3平台、地理探测器等方法在多时空尺度下分析青藏公路那曲至安多段沿线生态环境质量空间分布格局与时间变异趋势,并探究自然和人为等8个控制因子对SRSEI时空变化的驱动机制.结果表明:(1)相较于RSEI,SRSEI对植被更加敏感,对植被稀疏和盐碱化严重地区的分辨能力更强,适合高寒盐碱区生态质量评价.(2)研究区生态环境质量空间尺度上存在明显的地理分异性,生态质量较差的区域主要集中在北部安多县城,质量等级为优和良地区主要分布在中西部和东南部那曲地区;时间尺度上32年间研究区生态环境整体呈改善趋势,中西部和东南部植被覆盖度明显增加,对生态环境有很强的改善作用,改善面积1 425.98 km^(2),占比99.82%.SRSEI均值为0.49,总体呈波动上升趋势,平均增幅为0.015 7 a^(-1).(3)土地利用方式是研究区生态环境质量变化中驱动力最大的影响因子,多年份平均q值0.1576,环境因子的影响力较低;多因子交互结果显示,研究区的生态环境现状是多重因素共同作用的结果,所有因子在交互作用下均有协同增强的作用,且人为因素的影响力在逐步上升,植被净初级生产力(NPP)和土地利用方式交互作用是研究区生态环境质量的主要交互控制因子.该研究可为那曲至安多段沿线生态环境保护和可持续发展提供理论依据.

关键词：生态环境质量遥感生态指数(RSEI) 地理探测器 GEE平台青藏公路沿线