基于多特征融合和LightGBM的金线莲品系识别

金线莲是中国珍稀中草药,不同品系的金线莲具有细微的形态差异和显著的药效差异.针对金线莲的单一特征贡献能力不足以及传统分类器泛化能力不佳的问题,提出使用形状、颜色和纹理特征对金线莲叶片图像进行特征提取与融合,再使用表现性能更优的LightGBM(轻量级梯度提升机)构建分类器,以提高金线莲识别正确率.LightGBM具有精...     

基于RoBERTa多特征融合的棉花病虫害命名实体识别

针对棉花病虫害文本语料数据匮乏且缺少中文命名实体识别语料库,棉花病虫害实体内容复杂、类型多样且分布不均等问题,构建了包含11种类别的棉花病虫害中文实体识别语料库CDIPNER,提出了一种基于RoBERTa多特征融合的命名实体识别模型。该模型采用掩码学习能力更强的RoBERTa预训练模型进行字符级嵌入向量转换,通过BiLSTM和IDCNN模型联合抽取特征向量,分别捕捉文本的时序和空间特征,使用多头自注意力机制将抽取的特征向量进行融合,最后利用CRF算法生成预测序列。结果表明,该模型对于棉花病虫害文本中命名实体的识别精确率为96.60%,召回率为95.76%,F1值为96.18%;在ResumeNER等公开数据集上也有较好的效果。表明该模型能有效地识别棉花病虫害命名实体且具有一定的泛化能力。     

丹江口水库淅川淹没区土壤中汞和砷的赋存特征及生态风险评价

为研究丹江口水库淅川淹没区土壤中Hg和As的赋存特征及潜在风险,采集高程在170 m以下8个乡镇18个采样点不同利用类型的土壤样品共30个,微波消解后采用氢化物发生原子荧光光谱法测定.结果表明:淅川淹没区土壤中Hg和As的含量均未超过国家规定的土壤环境质量Ⅱ类标准(GB15618-1995),但Hg的变异程度较强,反映了在淹没区各区域土壤中Hg的来源存在较大差异.Hg和As的含量与土壤的理化性质存在一定的相关性:pH与Hg的含量呈极显著负相关,与As呈显著正相关;有机质(TOC)和Hg的含量呈显著正相关,与As呈负相关,但显著性不明显.采用Hakanson潜在生态风险指数法对土壤中Hg和As进行风险评价,综合潜在风险指数表明,研究区Hg和As的总潜在生态风险值较低,生态危害程度为轻微污染.从单元素角度分析,Hg的潜在生态危害程度要高于As,且部分属于中等污染水平,值得进一步关注.     

基于多特征融合和深度信念网络的植物叶片识别

基于叶片数字图像的植物识别是自动植物分类研究的热点。但是随着植物种类的增加,传统的分类方法由于提取的特征比较单一或者分类器结构过于简单,导致叶片识别率较低。为此,本文提出使用纹理特征结合形状特征进行识别,并且使用深度信念网络构架作为分类器。纹理特征通过局部二值模式、Gabor滤波和灰度共生矩阵方法得到。而形状特征向量由Hu氏不变量和傅里叶描述子组成。为了避免过拟合现象,使用“dropout”方法训练深度信念网络。这种基于多特征融合的深度信念网络的植物识别方法,在Flavia数据库中,对32种叶片的识别率为99.37%;在ICL数据库中,对220种叶片的识别率为93.939%。这表明相比一般的叶片识别方法,此方法鲁棒性更强,并且识别率更高。      

流溪河水体多环芳烃的污染特征及其对淡水生物的生态风险

利用自动固相萃取-气相色谱/质谱技术,研究广州市流溪河流域18个采样点水体中16种优控PAHs的污染水平、组成特征,并进行生态风险评估。结果表明,水体中PAHs总量在107.5~672.0 ng·L-1之间,平均含量为185.9 ng·L-1;就组成特征而言,水体中PAHs以2环(23.4%)、3环(51.8%)和4环(15.2%)为主;与国内外其他河流水体相比,∑PAHs含量水平处于较低水平。通过构建8种常见PAHs对淡水生物的物种敏感性分布曲线,计算出8种PAHs对不同淡水生物的5%危害浓度(HC5)及其预测无效应浓度(PNEC);进而分析了8种PAHs的生态风险,并对比脊椎动物和无脊椎动物对8种PAHs的敏感性差异。通过评估流溪河水体中PAHs的联合生态风险,8种PAHs对所有物种的生态风险大小依次为苯并[a]芘蒽荧蒽菲萘芘芴苊;而且8种PAHs对无脊椎动物的毒性与生态风险明显高于脊椎动物。与其他水体相比,流溪河水体中PAHs确实存在一定的生态风险,但尚较低。     

武清区典型蔬菜种植区土壤重金属的风险评估和空间分布特征

重金属污染已严重危害人类健康与粮食安全,为探明不同时期土壤重金属动态变化规律,采集了天津市武清区的95个农田表层土,并对样品中Pb、Cu、Cr、Ni、Zn、Cd和As的含量进行测定。基于地统计法分析农田土壤重金属空间分布规律,探讨2005年和2019年土壤重金属的累积、潜在生态风险以及土壤中重金属的空间分布特征。结果表明,除Ni以外,重金属Pb、Cu、Cr、Zn、Cd和As随着时间的推移累积污染不断增加。地累积指数和潜在生态风险指数结果表明,Cd和As是研究区生态风险的主要贡献者。2005年和2019年重金属空间特征表明,Cu、Cr、Ni、Zn和As具有相似的空间分布,高值区集中在研究区的西南部,Pb的高值区呈现面源污染,而Cd呈现明显的点源污染。研究区Cu主要受农业施肥的影响,Zn主要受农业施肥和污水灌溉的双重影响,As、Ni和Cr的污染主要来自成土母质,Cd可能来源于工业活动,Pb归因于交通尾气的排放。研究表明,武清区典型蔬菜种植土壤重金属累积的主要原因是工业排放以及污水灌溉。本研究明确了天津市武清区的土壤重金属空间分布特征及污染源,可为研究区污染控制和生态保护提供理论依据。     

基于多特征融合和稀疏表示的农业害虫图像识别方法

【目的】在农业害虫测报中,常常需要从大量的昆虫中识别出几种重要的测报害虫。目前基于图像的农业害虫识别研究,大部分是在有限种类有限样本量基础上进行的农业害虫识别。本研究为了从大量的水稻昆虫图像中识别出9种水稻测报害虫,尝试提出了一种基于多特征融合和稀疏表示的农业害虫图像识别方法。【方法】首先,为了获得最优的农业害虫识别模型,将所有图像进行旋转使昆虫头朝上,按照1﹕2长宽比裁剪图像,使昆虫居中并占据图像大部分区域,将图像进行等比例缩放至统一尺寸48×96像素。提取所有昆虫的HSV颜色特征、局部特征中的HOG特征、Gabor特征和LBP特征。然后,利用单一特征和融合特征分别对训练样本构建过完备字典,字典中的每一个列向量表示一个训练样本,且满足同一类训练样本均在同一个子空间中;应用过完备字典对测试图像进行多特征稀疏表示,通过求解l1范数意义下的优化问题获取稀疏解,使得除测试样本所在的类别外其他的训练样本的系数都是零或接近零的数值。最后,计算稀疏集中指数阈值,用于判断测试样本的有效性,如果测试样本的稀疏集中指数大于该阈值,则认为最小残差所对应的类别即为测试样本的类别,否则认为该测试样本为非测报昆虫。同时,利用相同的特征和训练样本训练SVM分类器对测试样本进行测试,与稀疏表示害虫识别模型进行比较。【结果】利用单一特征训练的稀疏表示害虫识别模型中,基于HOG特征的稀疏表示识别模型获得了9种测报害虫较高的识别率和较低的误检率,分别为87.0%和7.5%;利用颜色特征分别与3种局部特征进行结合获得的稀疏表示识别模型,测试结果表明,基于颜色和HOG特征的稀疏表示识别模型获得了最高的识别率和最低的误检率,分别为90.1%和5.2%;将颜色、HOG和Gabor 3个特征结合获得的稀疏表示识别模型,识别率下降为83.5%,误检率上升为10.3%。利用同样的特征或特征融合训练得到的支持向量机分类器,识别率均低于对应特征获得的稀疏表示识别模型的识别率,而误检率均高于对应特征训练的稀疏表示害虫识别模型的误检率。【结论】基于颜色和HOG 融合特征的稀疏表示识别模型获得了较高的农业害虫识别率和较低的误检率;通过稀疏集中指数阈值,有效地排除了非测报昆虫,实现了从大量的农业昆虫中自动识别出需要测报的害虫。     

基于多特征相融合和支持向量机的森林火场识别技术的研究

针对森林火场采用了新的颜色特征提取方法,融合图像的颜色和纹理特征作为图像的特征向量,并用支持向量机作为学习工具,充分利用已有森林火场的数据进行学习,提高森林火场的自动识别的准确率.结果表明,新的颜色特征提取方法适用于森林火场的识别,采用支持向量机融合多特征可成功用于森林火场的自动识别.     

望城饮用水源地周边土壤多环芳烃的污染特征和风险评价

以长沙市望城区集中式饮用水源地一级和二级保护区周边0～20 cm土壤为研究对象,于2018年采用网格布点法在一级和二级保护区分别布设3个(1#～3#)和12个(4#～15#)采样点,其中11#～15#采样点于2014年布设,探究土壤中苊(Ace)、苊烯(Acy)、蒽(Ant)、菲(Phe)、芴(Flu)、苯并[a]蒽(BaA)、芘(Pyr)、屈(Chr)、荧蒽(Fla)、苯并[a]芘(BaP)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、二苯并[a,h]蒽(DBA)、苯并[g,h,i]苝(BghiP)、茚并[1,2,3–c,d]芘(IcdP)共15种多环芳烃(PAHs)的污染水平及来源,运用毒性当量浓度值及终生癌症风险增量模型对土壤中PAHs进行风险评价。结果表明:水源地保护区土壤中15种PAHs总含量为75.22～5 617.86 ng/g,均值为670.96 ng/g,其中7种致癌PAHs(BaA、Chr、BbF、BkF、BaP、DBA、IcdP)的含量为12.13～2 989.26 ng/g,均值为319.80 ng/g;2#和4#土壤样品中多环芳烃均为中度污染,12#土壤样品中多环芳烃为重度污染,其他点位土壤均处于轻度污染或未受污染;荧蒽、芘、菲是水源地保护区土壤中的主要污染因子;除一级保护区土壤中芴含量稍高于二级保护区外,水源地一级保护区土壤中其余14种PAHs单体含量均低于二级保护区;除12#点位样品外,其他点位样品土壤中3环和4环PAHs占比均大于60%;采用特征比值法分析污染物来源,显示水源地一级保护区土壤中PAHs主要来源于石油源和燃烧源的混合污染,主要受区域内交通因素与上游工业、生活废弃物中PAHs迁移与沉降影响,二级保护区土壤中PAHs主要来源于石油源和生物质、煤燃烧的混合污染,可能与区域内人为活动和交通因素有关;健康风险评价结果表明,水源地一级和二级保护区土壤中PAHs的总致癌风险值均在10~(–6)～10~(–4),存在潜在健康风险。     

基于PLC的空压机远程监控系统的设计与实现

省级政府投融资平台公司在城镇化建设中发挥着重要作用,其投融资风险问题亦逐渐引起重视。基于平台公司的投资收益会随着市场等宏观环境的变化而波动的考虑,将平台公司的项目投资资产视为金融资产而度量其风险状况。考虑单笔投资的情形,建立极值理论和SV-t模型的相结合平台公司一维融资风险动态VaR模型;进而考虑多笔投资间的非线性关系,结合Copula函数和蒙特卡洛模拟思路,建立平台公司多维融资风险度量模型。所构建的模型避免了传统研究的强主观性,并实现了投资风险的实时、动态度量。     

一种基于DNA计算机的堆栈存储结构

考虑保费随机收取的复合二项模型.得到了其Gerber-shiu折现罚金函数满足的递推公式,瑕疵更新方程及其渐近解,并且通过构造一个相关的复合几何分布函数,得到了这个更新方程的解析解.相应的也得到了一些相关精算量的渐近表示和分布函数,如破产前瞬时盈余分布的渐近解,导致破产的索赔额的分布函数.     

基于椭圆盘极点配置的执行器冗余度分析

在复合Poisson-Geometric风险模型的基础上,引入利率因素,并将保费收入由线性过程推广为复合Poisson过程,建立了一类推广的带常利率复合Poisson-Geometric风险模型,该模型描述现实的能力更强,更具有实际意义.然后,利用盈余过程的强马氏性推导出了首个预警区的条件矩母函数所满足的积分方程,并进一步在保费额和索赔额都服从指数分布的情形下得出了其解析解.     

基于综合法的火炮方向机齿轮传动误差分析

考虑了一类具有马氏调制费率的复合Poisson-Geometric过程风险模型,充分利用盈余过程的强马氏性,得到第一个预警区的一个条件矩母函数所满足的微积分方程,并进一步在两状态情形下,当理赔额的分布为指数分布时得到了第一个预警区的一个条件矩母函数的具体表达式以解释结果.需要特别指出的是,所研究模型的盈余过程不具有平稳增量性,只能充分运用盈余过程的强马氏性,研究了一类具有马氏调制费率的复合Poisson-Geometric过程风险模型的预警区问题,丰富了保险公司对预警区问题的研究,对保险公司考虑财务预警系统以及保险监管部门设计某些监管指标系统具有一定的参考指导价值.