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三峡蓄水以来葛洲坝下中华鲟产卵场河床质特征变化规律

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水生生物学报 2024年第4期48卷 568-578页

作者：刘文成李君轶李鹏程班璇吴金明张辉沈丽刘志刚杜浩上海海洋大学海洋科学学院上海201306 中国水产科学研究院长江水产研究所农业农村部淡水生物多样性保护重点实验室武汉430223 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院环境与灾害监测评估湖北省重点实验室武汉430077

为探究葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)产卵场的河床质特征变化规律,研究基于水声学和水下视频影像分析三峡蓄水以来现有数据(2004—2020年),研究底质表观特征与水声学特征的相关性,分析产卵场底质特征变化及其原因。结果表明:(1)... 详细信息

为探究葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)产卵场的河床质特征变化规律,研究基于水声学和水下视频影像分析三峡蓄水以来现有数据(2004—2020年),研究底质表观特征与水声学特征的相关性,分析产卵场底质特征变化及其原因。结果表明:(1)硬度、粗糙度和分形维数分别与河床质充塞度、粒径和主要组成相关;(2)葛洲坝下中华鲟产卵场河床底质特征参数在2004—2020年发生了明显的变化,硬度、粗糙度和分形维数三种特征均值在2004—2012年均呈现先增加后减少的趋势(P<0.01),在2012—2019年均显著增加(P<0.01),在2019—2020年显著减少(P<0.01);(3)产卵场含沙的底质比例在2004—2008年减少33.08%,在2008—2012年增加12.69%,在2012—2015年减少33.83%,此后其持续减少至2019年,在2019—2020年增加39.37%,期间的底质变化可能与三峡蓄水、泥沙调度、新修水坝的蓄水运行及期间发生的洪水有较大关联,且中华鲟的自然繁殖活动明显受河床质变化影响。研究结果为葛洲坝下中华鲟产卵场河床质的推演和产卵场的恢复与重建提供基础数据。

关键词：产卵场河床质粗糙度硬度分形维数演变中华鲟

牛支原体LRR5蛋白原核表达及其在牛支原体入侵宿主细胞过程中的作用分析

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微生物学报 2024年第5期64卷 1469-1482页

作者：冯雅茹周梦婷张瑜瑜张格高鹏程冉多良许健储岳峰李斌新疆农业大学动物医学学院新疆乌鲁木齐830052 新疆草食动物新药研究与创制重点实验室新疆乌鲁木齐830052 中国农业科学院兰州兽医研究所/兰州大学动物医学与生物安全学院、动物疫病防控全国重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省病原生物学基础学科研究中心甘肃兰州730046

致病性支原体具有入侵宿主细胞的能力,这是其发挥致病作用的关键。介导支原体入侵宿主细胞的自身功能蛋白可能是一种潜在的药物或疫苗靶标。【目的】克隆表达牛支原体(Mycoplasma bovis)MBOVPG45_0564基因编码蛋白(命名为LRR5蛋白),并... 详细信息

致病性支原体具有入侵宿主细胞的能力,这是其发挥致病作用的关键。介导支原体入侵宿主细胞的自身功能蛋白可能是一种潜在的药物或疫苗靶标。【目的】克隆表达牛支原体(Mycoplasma bovis)MBOVPG45_0564基因编码蛋白(命名为LRR5蛋白),并探究其在M.bovis入侵宿主细胞过程中的作用。【方法】利用NCBI数据库对MBOVPG45_0564基因进行同源性分析,用Discovery Studio Client系统对LRR5蛋白进行蛋白结构预测;原核表达LRR5蛋白并制备其小鼠多克隆抗体,利用免疫电镜对LRR5蛋白进行亚细胞定位;通过平板计数、激光共聚焦显微镜观察LRR5抗体封闭后M.bovis对胎牛肺(embryonic bovine lung,EBL)细胞入侵率的变化;将LRR5蛋白偶联至荧光微球表面后,以激光共聚焦显微镜及高内涵活细胞成像系统观察微球进入EBL细胞情况。【结果】MBOVPG45_0564基因在牛支原体属中为保守基因,其编码蛋白LRR5为膜相关蛋白,空间构象呈典型的月牙状,多个重复的亮氨酸基序以超螺旋方式组装并形成螺线管蛋白质结构单元。LRR5抗体封闭后,M.bovis对EBL细胞的入侵率显著降低(P<0.05),荧光微球偶联LRR5蛋白后,荧光微球可成功进入EBL细胞。【结论】MBOVPG45_0564基因编码的LRR5蛋白定位在M.bovis膜上,在M.bovis入侵宿主细胞过程中发挥着重要作用。

关键词：牛支原体 MBOVPG45_0564基因入侵蛋白表达生物学功能

不同被毛颜色成年斯布牦牛生长性能比较及分子育种潜力分析

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中国饲料 2024年第5期 32-38页

作者：朱勇阮鹏程俄广鑫信金伟张强陈晓英曹涵文姜辉鲜莉莉陆东祥张成福省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室西藏拉萨850002 农业农村部青藏高原畜禽遗传育种重点实验室西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所西藏拉萨850009 西南大学动物科学技术学院重庆400716

斯布牦牛作为我国青藏高原重要牦牛资源,其种质资源特性挖掘与遗传改良提升对西藏牦牛产业提质增效具有重要意义。本研究旨在通过挖掘不同被毛颜色斯布牦牛类群成年阶段生长性能特点,明确重要经济性状相关联候选标记的优势基因型分布,... 详细信息

斯布牦牛作为我国青藏高原重要牦牛资源,其种质资源特性挖掘与遗传改良提升对西藏牦牛产业提质增效具有重要意义。本研究旨在通过挖掘不同被毛颜色斯布牦牛类群成年阶段生长性能特点,明确重要经济性状相关联候选标记的优势基因型分布,评估斯布牦牛分子育种潜力。结果显示:5~7岁龄黑色斯布牦牛的管围及体高指标均极显著(P 0.05)。然而,棕色牦牛各年段的成年体重均值略优于黑色群体。另外,5个分布于ACSL1、MyoD1及TMEM18基因的已知与牦牛生长和泌乳等经济性状相关的标记在两个斯布牦牛类群中均存在较高比例的优势基因型,特别是TMEM18_C4447T和MyoD1_C1710T位点。两个斯布牦牛群体内各位点均未显著偏离哈代温伯格平衡(P> 0.05),表明斯布牦牛群体在历史上尚未经历强烈的关于经济性状的人工选择。本研究明确了不同被毛颜色斯布牦牛成年生长特性,解析了一系列经济性状相关遗传标记在斯布牦牛种群内的育种潜力,为探索斯布牦牛适时出栏技术及提升斯布牦牛选育进程提供了理论参考。

关键词：斯布牦牛被毛颜色生长性能遗传标记优势基因型

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地图综合图卷积神经网络点群简化方法

测绘学报 2024年第1期53卷 158-172页

作者：肖天元艾廷华余华飞杨敏刘鹏程武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 地理信息系统教育部重点实验室湖北武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院湖北武汉430079

地图综合是一个多因素影响的复杂决策过程,针对不同场景判断下的综合算子优化选择常规上通过基于规则的方法实施。顾及不同特殊条件影响,这些地图综合规则需要“打补丁”,导致地图综合规则体系越来越复杂,从而失去普适性。人工智能技术... 详细信息

地图综合是一个多因素影响的复杂决策过程,针对不同场景判断下的综合算子优化选择常规上通过基于规则的方法实施。顾及不同特殊条件影响,这些地图综合规则需要“打补丁”,导致地图综合规则体系越来越复杂,从而失去普适性。人工智能技术下的数据驱动综合方案通过机器学习提取典型案例中隐含的综合规则,并迁移到新的数据场景,为处理特殊规则下的地图综合提供了一种思路。本文引入深度学习技术,采用领域知识与数据驱动相结合的策略,提出了一种基于图卷积神经网络的点群自动综合方法。本文方法通过样本训练与深度学习获取不同数据场景下的地图综合知识,同时融入既有规则进行引导,可以更有效地向人工地图综合结果的目标迈进。首先,构建Delaunay三角网,在点群之间建立空间邻域关系,并根据地理空间上下文关联、空间异质性等领域知识计算各个点的特征信息,构造点群的特征向量。其次,引入拓扑自适应图卷积神经网络,构建点群数据自动综合网络模型。试验表明本文方法在局部区域与整体地图上均可以保持原始点群的各项特征,体现在相对数量保持、上下文特征继承、属性特征一致方面均有良好的表达效果。

关键词：地图综合点群 Delaunay三角网图卷积神经网络数据驱动

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一种曲线数据压缩的自编码器神经网络方法

测绘学报 2024年

作者：刘鹏程马宏然周洋邵子芹 1.华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 2.华中师范大学城市与环境科学学院华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室华中师范大学城市与环境科学学院

矢量空间数据的压缩是减少存储空间以及节省网络传输带宽最直接有效的途径。利用自编码器神经网络构建了一种面向矢量曲线数据的压缩和解压模型。该模型针对不同规模和复杂度的曲线数据，首先进行分段和重采样处理进而规范化输入向量，... 详细信息

矢量空间数据的压缩是减少存储空间以及节省网络传输带宽最直接有效的途径。利用自编码器神经网络构建了一种面向矢量曲线数据的压缩和解压模型。该模型针对不同规模和复杂度的曲线数据，首先进行分段和重采样处理进而规范化输入向量，通过优化自编码器结构和调整损失函数实现了高精度的压缩解码模块，最后通过弧段数据的坐标闭合差分配确保了数据的稳定性。对山西、湖南、江西三省的1:100万县级弧段进行了压缩和还原实验，分析发现：数据还原精度随压缩率变大而变大，而压缩率小于35%后，数据还原精度呈波动趋势，25%为满足精度要求的适宜压缩率。比较傅里叶级数以及贝塞尔曲线拟合方法发现本模型压缩精度和处理速度在一定的压缩率范围内存在优势，同时该模型说明了深度学习在提取空间要素几何特征方面有一定的潜力。

关键词：自编码器矢量空间数据压缩线要素化简地图综合

基于YOLOv5s−FSW模型的选煤厂煤矸检测研究

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工矿自动化 2024年第5期50卷 36-43,66页

作者：燕碧娟王凯民郭鹏程郑馨旭董浩刘勇太原科技大学机械工程学院山西太原030024 山西人工智能矿山创新实验室有限公司山西太原030032

针对现有煤矸检测模型存在的特征提取不充分、参数量大、检测精度低且实时性差等问题,提出了一种基于YOLOv5s−FSW模型的选煤厂煤矸检测方法。该模型在YOLOv5s的基础上进行改进,首先将主干网络的C3模块替换为FasterNet Block结构,通过降... 详细信息

针对现有煤矸检测模型存在的特征提取不充分、参数量大、检测精度低且实时性差等问题,提出了一种基于YOLOv5s−FSW模型的选煤厂煤矸检测方法。该模型在YOLOv5s的基础上进行改进,首先将主干网络的C3模块替换为FasterNet Block结构,通过降低模型的参数量和计算量提高检测速度;然后,在颈部网络引入无参型SimAM注意力机制,增强模型对复杂环境下重要目标的关注,进一步提高模型的特征提取能力;最后,在输出端用Wise−IoU替换CIoU边界框损失函数,使模型聚焦普通质量锚框,提高收敛速度和边框的检测精度。消融实验结果表明:与YOLOv5s模型相比,YOLOv5s−FSW模型的平均精度均值(mAP)提高了1.9%,模型权重减少了0.6 MiB,参数量减少了4.7%,检测速度提高了19.3%。对比实验结果表明:YOLOv5s−FSW模型的mAP达95.8%,较YOLOv5s−CBC,YOLOv5s−ASA,YOLOv5s−SDE模型分别提高了1.1%,1.5%和1.2%,较YOLOv5m,YOLOv6s模型分别提高了0.3%,0.6%;检测速度达36.4帧/s,较YOLOv5s−CBC,YOLOv5s−ASA模型分别提高了28.2%和20.5%,较YOLOv5m,YOLOv6s,YOLOv7模型分别提高了16.3%,15.2%,45.0%。热力图可视化实验结果表明:YOLOv5s−FSW模型对煤矸目标特征区域更加敏感且关注度更高。检测实验结果表明:在环境昏暗、图像模糊、目标相互遮挡的复杂场景下,YOLOv5s−FSW模型对煤矸目标检测的置信度得分高于YOLOv5s模型,且有效避免了误检和漏检现象的发生。

关键词：煤矸检测 YOLOv5s FasterNet Block SimAM注意力机制 Wise−IoU边界框损失函数

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基于全变分正则项展开的迭代去噪网络

计算机应用 2024年第3期44卷 916-921页

作者：侯瑞峰张鹏程张丽媛桂志国刘祎张浩文王书斌中北大学信息与通信工程学院太原030051 生物医学成像与影像大数据山西省重点实验室(中北大学) 太原030051

针对神经网络训练存在解释能力差以及不稳定问题,提出一种基于CP(Chambolle-Pock)算法求解的全变分(TV)正则项展开去噪网络(CPTV-Net),用于解决低剂量计算机断层扫描(LDCT)图像去噪问题。首先,向L1正则项模型引入TV约束项,以保留图像的... 详细信息

针对神经网络训练存在解释能力差以及不稳定问题,提出一种基于CP(Chambolle-Pock)算法求解的全变分(TV)正则项展开去噪网络(CPTV-Net),用于解决低剂量计算机断层扫描(LDCT)图像去噪问题。首先,向L1正则项模型引入TV约束项,以保留图像的结构信息;其次,采用CP算法对去噪模型进行求解并得出具体迭代步骤,保证算法的收敛性;最后,借助浅层卷积神经网络学习线性操作的原始对偶变量迭代公式,用神经网络计算模型的解,并通过收集网络参数优化合并数据。在模拟和真实LDCT数据集上的实验结果表明,与残差编码器-解码器卷积神经网络(REDCNN)、TED-Net(Transformer Encoder-decoder Dilation Network)等五种先进的去噪方法相比,CPTV-Net具有较优的峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)和视觉信息保真度(VIF)评估值,能生成去噪效果明显和细节保留最为完整的LDCT图像。

关键词：计算机断层扫描模型驱动原始对偶算法卷积神经网络图像去噪

TC4钛合金表面超音速火焰喷涂防护涂层及其摩擦学性能研究

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表面技术 2024年第5期53卷 69-77页

作者：刘畅张春晖杜鹏程许建亮高名传陈同舟武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030 武汉船用机械有限责任公司武汉430080 凌云科技集团有限责任公司武汉430030

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构... 详细信息

目的改善钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损,提升钛合金零部件的使用寿命。方法采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法在TC4钛合金表面上制备Cr_(3)C_(2)-NiCr、Ni50和NiCr涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等分析涂层的显微结构及力学性能,采用多功能摩擦磨损试验机及白光共焦三维形貌仪测试和分析不同涂层与TC4钛合金在干摩擦条件下的摩擦学性能。结果Ni50和NiCr涂层的硬度分别为680HV0.3和438HV0.3,低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层硬度1120HV0.3。在高载荷作用下,由于Ni50和NiCr涂层的硬度较低,导致其颗粒界面出现裂纹,断裂韧性测试表现低于Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层。3种涂层的摩擦系数及波动均大于TC4钛合金基材。Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层对TC4的切削和NiCr涂层对TC4的黏着导致了TC4对磨副的严重磨损。中等硬度的Ni50涂层对TC4的切削和黏着作用分别弱于Cr_(3)C_(2)-NiCr和NiCr涂层,TC4对磨副的磨损损失最低。结论采用超音速火焰喷涂技术制备Ni50涂层可以降低TC4钛合金基体和摩擦副的黏着磨损损失,本研究为钛合金表面耐磨涂层的设计和提高钛合金零部件间的摩擦性能提供了一种可行的方案。

关键词： HVOF TC4钛合金 Cr_(3)C_(2)-NiCr涂层 Ni50涂层断裂韧性摩擦学性能

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一种基于稀疏先验的低剂量CT深度展开网络

北京航空航天大学学报 2024年

作者：王悦张雄上官宏崔学英张鹏程桂志国太原科技大学电子信息工程学院中北大学动态测试技术省部共建国家重点实验室

近年，深度迭代展开网络由于其可解释性高和学习能力强的特点受到了广泛关注。现有CT图像重建方法的正则化项大多只关注某一类域中的信息，重建结果常存在边缘模糊等信息丢失的问题。因此提出了一种基于稀疏先验的深度展开网络用于进行... 详细信息

近年，深度迭代展开网络由于其可解释性高和学习能力强的特点受到了广泛关注。现有CT图像重建方法的正则化项大多只关注某一类域中的信息，重建结果常存在边缘模糊等信息丢失的问题。因此提出了一种基于稀疏先验的深度展开网络用于进行稀疏角度CT重建。考虑到像素域信息和变换域信息都对图像重建具有重要作用，构建了结合变换域稀疏正则化项和像素域一致性正则化项两种具有信息互补作用的正则化项，并据此重新设计了稀疏角度CT重建的目标函数。此外，根据所构建的目标函数进行了迭代优化求解，并将得到的一系列约束关系映射为一个新的深度展开网络用于低剂量CT图像的迭代重建。实验结果表明，本文算法得到的重建结果与目前领先的重建算法相比平均峰值信噪比（PSNR）提高了5.4%，视觉信息保真度（VIF）提高了38.2%。

关键词：计算机断层扫描(CT) 稀疏角度CT重建正则化项深度展开网络迭代重建