基于序列信息的土壤CT图像超分辨率重建

受部分容积效应影响,土壤计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）图像存在孔隙边界模糊现象,影响土壤孔隙结构研究的准确性。针对该问题,该研究提出基于序列信息的生成式对抗网络（Sequence information Generative Adversarial Network,SeqGAN）,实现土壤CT图像的超分辨率重建。针对土壤CT序列图像具有较高相似性的特点,SeqGAN法引入序列卷积块挖掘前后图像的序列信息,并将多重特征增强融合于目标图像中;利用多层残差块提取图像特征,构建残差块输入和输出的直接连接,以减少模型退化;利用对抗网络实现损失间接反馈,提高模型的特征学习能力。在序列相似性较高的土壤图像数据集验证了该方法性能。结果表明,SeqGAN法均方误差比次优方法GAN降低25%,峰值信噪比提升1.4 dB,结构相似性提升0.2%。重建的土壤图像具有较高准确率和清晰度,可为后续土壤物理学研究提供准确的数据基础。     

被动调节模式环路热管型光伏光热系统性能分析

针对环路热管型太阳能光伏光热系统冬、夏季运行中的不利工况,该研究提出将空调排风引导至集热/蒸发器空气夹层的被动式调节方法,以进一步提升系统的太阳能利用效率。基于质量、动量和能量守恒定律,借助ANSYS Fluent软件建立了被动式调节模式下集热/蒸发器的数学模型,模拟分析了该调节方法对热管循环启动和系统性能的影响,通过室外试验验证了模型的准确性。研究结果表明,夏季工况,采用低档风速调节更有利于维持热管运行,而高档风速则更利于光电效率的提升;与调节前的系统相比,高、中、低档风速作用下的日均光电效率分别提高了8.4%、5.7%和3.5%,日发电量增加了8.0%,5.3%和3.5%。对不同调节策略的研究表明,第一阶段采用低档风速的运行策略可最大程度提升太阳能光热利用,同时保证较优的光电效率。冬季工况下,所提调节方法可有效缩短热管循环的启动时间,日出半小时内的有效集热量增加375.7%。因此,该调节方法对2种不利工况均有一定程度改善,调节策略对系统性能影响较大,应根据用户负荷需求进行选择与优化。     

不同氮硫浓度及氮硫比对硫酸盐还原厌氧氨氧化脱氮效果的影响

该研究在硫酸盐还原厌氧氨氧化（Sulfate-Reducing Anaerobic Ammonium Oxidation,SRAO）脱氮工艺的基础上,探究了SO42-浓度在100 mg/L的条件下,控制NH4+的投加量在不同N/S（NH4+-N/SO42-）浓度比下ASBR（Anaerobic Sequencing Batch Reactor）反应器的运行效果及其脱氮性能。N/S从1.0增大到3.0时,ASBR中氨氮的平均去除率从78.5%增加到94.4%,但体系内SAD（Sulfur Autotrophic Denitrification）菌的丰度及活性未受到明显抑制,SRAO作用和ANAMMOX（Anaerobic Ammonia Oxidation）作用始终是ASBR脱氮的主要途径。当N/S的浓度比由3.0增至4.0时,ASBR中氨氮的平均去除率由94.4%下降为69.2%。这表明随着N/S的增大,体系内ANAMMOX菌和SRAO菌活性的降低,抑制了体系脱氮性能。这时SAD菌的丰度及活性略有增加。硫的去除率随N/S比的变化趋势和总氮的去除规律类似,在N/S=3.0时达到最大74.2%。结合高通量测序结果,说明不同N/S下的脱氮微生物优势菌群会不断变化,改变体系脱氮除硫性能。     

2000－2018年广西植被时空变化及其对地形、气候和土地利用的响应

广西是典型的喀斯特地区,其生态系统非常脆弱。为评估广西植被时空变化特征及其影响因素,该研究基于2000－2018年MODIS数据,利用最大值合成和趋势分析等方法,分析广西植被NDVI时空变化特征;基于相关分析等方法,结合地形因子、气候因子和土地利用数据,探讨了植被NDVI对地形、气候变化和土地利用的响应。结果表明：1）2000－2018年广西植被NDVI呈增加趋势,但空间差异显著,表现为北高南低,边缘高中间低。2）随着高程的增加植被NDVI呈现先增加再减少的趋势;随着坡度的增加植被NDVI呈先增加至稳定再减小的趋势;除无坡向以外,坡向的不同对植被NDVI影响不大。3）广西2000－2018年气温和降水对植被NDVI为正影响,平均复相关系数达到0.32。在不同土地利用类型上,植被NDVI对气候的响应是不同的。研究结果揭示了广西植被时空变化特征及其对地形、气候和土地利用的响应,能够为广西可持续发展和生态环境建设提供决策支持。     

基于双目视觉的香蕉园巡检机器人导航路径提取方法

为实现移动机器人香蕉园巡检自动导航,研究提出了一种基于双目视觉的香蕉园巡检路径提取方法。首先由机器人搭载的双目相机获取机器人前方点云,进行预处理后对点云感兴趣区域进行二维投影并将投影结果网格化,得到网格地图;然后采用改进的K-means算法将道路两侧香蕉树分离,其中初始聚类中心通过对网格地图进行垂直、水平投影以及一、二阶高斯拟合确定;最后基于最小包围矩形提取导航路径,将道路两侧网格以最小矩形框包围,提取两包围框中间线作为期望导航路径。测试结果表明,改进的K-means算法聚类成功率为93%,较传统方法提高了12个百分点;导航路径提取平均横向偏差为14.27 cm,平均航向偏差为4.83°,研究方法可为香蕉园巡检机器人自动导航提供支持。     

粮食安全与生态安全双约束下江苏省耕地休耕规模探讨

实施耕地休耕是巩固提升粮食产能和促进农业可持续发展的重要举措,亟需科学合理地确定中国可休耕耕地规模,为深入实施“藏粮于地”战略和扩大耕地休耕制度试点提供理论依据。该研究基于粮食安全与生态安全双重约束构建粮食主产区耕地休耕最大规模测算仿真模型,同时提出休耕规模弹性边界的确定方法并以江苏省为实证区域进行仿真预测。结果表明：当前江苏省在兼顾粮食主产区的粮食调配任务且考虑区域耕地资源可持续利用状况的基础上,仍能保有10.16%的耕地资源来支撑耕地休耕制度的实施;仿真期内区域耕地资源面积可能会由于城市快速扩张和耕地保护不力出现大幅减少,并对区域耕地休耕条件环境产生影响;同时耕地资源可持续利用状况和休耕规模适宜程度的恶化导致江苏省休耕规模弹性边界从2017年的9.93%缩减至2036年的4.81%,区域粮食安全稳定状态终将被打破。建议充分利用粮食主产区的耕地资源基础积极有序推广开展耕地休耕工作,深入部署“藏粮于地”战略以巩固提升粮食产能;建立休耕规模与生态安全挂钩的指标预警体系以实现对休耕实施方案的宏观动态调节;统筹休耕与其他耕地保护政策的正向联动,创造耕地保护政策体系内部的正向溢出效应。     

哈蟆油蛋白多肽的透皮作用研究

比较酶解前后哈蟆油蛋白多肽的相对分子质量、黏度和透皮情况.采用胃蛋白酶-碱性蛋白酶双酶法制备哈蟆油蛋白多肽,应用旋转粘度计测定酶解过程中黏度变化;以离体小鼠的皮肤为透皮屏障,应用透皮吸收仪测定不同透皮时间透皮液中蛋白多肽的透皮率和分子量分布.双酶法制备的哈蟆蛋白多肽黏度从5278.85 mPa·s(1.0 g/100 ...     

速溶牦牛油茶生产工艺及参数研究

通过L₉(3⁴)正交试验选择出最佳膨化工艺参数：进料速率0.9 kg/min,模具预热温度160℃,原料含水率15%;兼顾营养和膨化度确定大豆、青稞的混合膨化比例为15∶85;利用高压提取、减压浓缩技术,提取生长在海拔3 400多米高寒草地牦牛骨髓油,配以混合膨化粉及其他辅料,通过造粒、远红外干燥、自动计量包装等流水线生产,制成含蛋白质152 g/kg,热能17 556 kJ/kg、Ca 15.6 g/kg,P 31 g/kg、Fe 330 mg/kg的营养丰富、冲调性好、极具民族风味特色的新型颗粒状固体油茶。     

饱水清代木材的构造腐朽程度及加固处理对其颜色的影响

以“小白礁I号”沉船主要用材为研究对象,系统研究了饱水考古木材构造特征、腐朽程度与加固剂种类对其加固处理颜色的影响。结果表明：加固剂可提高考古木材尺寸稳定性;坡垒（散孔材）比柚木（环孔材）的加固处理色差变化大;加固剂增重率和考古木材腐朽程度会影响其色差变化;加固剂分子量及其分子结构间差异是造成考古木材加固处理后各色度学参数变化规律不同的主要原因。     

1986—2016年黄河三角洲土地利用/覆被变化及景观格局分析

基于Landsat影像获取1986年、1996年、2006年和2016年的土地利用/覆被变化数据,使用变化轨迹模型和景观格局指数研究黄河三角洲近30年土地利用/覆被结构变化、变化轨迹时空特征及景观格局。结果表明：1996—2016年黄河三角洲耕地、人工水体、建设用地面积呈增加趋势,未利用地、林地、草地和天然水体面积减少,其中未利用地面积减少2 072.75 km²,变化幅度最大。人工水体、建设用地及耕地的增加速度不断减缓;草地和天然水体于1986—1996年缓慢增加,1996年后持续减少;林地、未利用地在3个时段均呈快速减少趋势。“人为因素”驱动轨迹面积占研究区总面积的56.13%,主要类型变化为耕地与人工水体,分布在河流两侧和滩涂向陆一侧;“自然因素”驱动轨迹占比15.80%,主要类型为变化为海域、草地和天然水体,集中分布在北部和东部沿海地区;研究区28.07%的土地利用/覆被类型未发生变化。黄河三角洲“人为因素”驱动轨迹的景观破碎度、集聚程度和结构复杂程度均高于“自然因素”驱动轨迹,人类活动在研究区土地利用/覆被变化过程中起主导作用。该研究结果可为黄河三角洲土地资源开发、管理与保护提供参考。