河南大学学报(自然科学版)

地理环境与资源开发

  • 50年来甘肃省气温变化趋势分析

    朱文博;朱连奇;

    首先对甘肃省及周边43个国家级气象台站1962-2011年的月平均气温进行均值处理,得到12个月份的站点月均气温;利用AUNSPLIN进行插值处理,生成1-12月的月平均气温空间分布图;并进一步利用ArcGIS10.0的空间分析工具,得到50年来甘肃省四季代表月份:春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)、冬季(1月)和全年的平均温度变化的空间分布图,并进行趋势特征分析.结果如下:(1)甘肃省1月平均温度最低,达到-9.18℃,7月平均温度最高,达到17.62℃.(2)在不同区域,平均温度变化的趋势呈现出明显的季节性,其中夏季(0.39℃/10a)>春季(0.35℃/10a)>秋季(0.22℃/10a)>冬季(0.19℃/10a);(3)从近50年温度倾向率来看,甘肃(0.34℃/10a)>全国(0.23℃/10a),略小于青藏高原(0.37℃/10a).总体来看,近50年甘肃省的气候变化整体呈现出变暖的趋势.

    2017年06期 v.47 631-639页 [查看摘要][在线阅读][下载 3703K]
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  • 全球变暖背景下山地气温变化研究进展

    时振钦;朱连奇;

    对近年来山地气温变化研究的相关文献进行分析,以世界著名山脉欧洲的阿尔卑斯山、亚洲的青藏高原和喜马拉雅山、北美洲的科罗拉多落基山和南美洲的热带安第斯山为例,探讨全球变化背景下山地气温变化的规律和区域差异,气温变化的海拔高度依赖规律,以及冰雪反射、云量、大气水汽、气溶胶对山地气温变化的影响.结果表明:目前尚无足够的证据证明山地的暖化速率高于地球陆地表面的其他地区,但无论是台站观测还是气候模型模拟都发现了气温变化的海拔高度依赖规律,即寒冷季节的最低温度和温暖季节的最高温度均有不同程度地随山地海拔高度增加而升高的趋势;冰雪覆盖及反射的变化是山地增温速率变化的主要影响因子.

    2017年06期 v.47 640-647+660页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于DEA模型的河南省城市用地经济效益优化研究

    刘欣;王宪;秦明周;

    为优化河南省城市用地效益投入产出配置,提高河南省城市用地资源的合理配置,以河南省2000-2015年各地市从业人员、建成区面积、固定资产投资和财政支出作为投入指标,以二、三产业生产总值、财政收入和人口密度为研究指标,运用DEAP 2.1软件对河南省城市用地经济效益投入产出发展进行研究.结果表明:(1)2000-2015年该省整体城市化水平和经济发展不断发展,但区域内部存在差异性,平均建成区面积扩大61.87km2,二、三产业从业人员人数增加1 045.89万人,人均增加财政收入、产出分别为4.68万元和2.28万元;(2)该省城市用地经济效益投入产出存在技术无效和规模无效两种类型,而规模效益16年内变幅不大,但更替现象明显,其主要原因为政策和管理上的偏差;(3)2000-2015年整体需优化城市数目由4座城市减少为3座,且各城市投入产出优化值降低,即投入产出趋于有效状态.

    2017年06期 v.47 648-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 4430K]
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  • 多尺度、多视角下的中原经济区土地资源承载力时空变化分析

    庞博;李颜颜;张鹏岩;何坚坚;

    为研究2005-2013年中原经济区人口分布的土地资源承载力,中原经济区发展过程中人口分布与土地资源的关系,基于人粮关系和人地关系理论,利用大尺度全区域、中尺度市级单位、小尺度县级单位等相关数据,运用土地资源承载指数、土地资源限制度模型,对中原经济区不同尺度区域的土地资源承载力进行时空变化分析.结果表明:(1)2005-2013年,全区范围内的土地资源承载力稳步提高;(2)中尺度城市范围内则呈现西部人口分布土地资源限制度较高,东部限制度较低的规律,其主要原因在于西部地区的自然环境及所处经济中心地区,东部地区则处于第一产业发达的黄淮海平原地区,粮食产量增速高于人口增速;(3)小尺度县级范围内市辖区人口分布稠密,土地资源限制度高,但整体限制度呈降低趋势.

    2017年06期 v.47 661-670+680页 [查看摘要][在线阅读][下载 4841K]
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  • 环境特征对MODIS土地覆盖分类精度影响研究——以河南省为例

    黄亚博;廖顺宝;

    特征是影响土地覆盖分类精度的重要因素.为分析基础特征不同的情况下,地形、降水等环境辅助特征对MODIS土地覆盖分类精度的影响,选取河南省为研究区,以MODIS 1-7波段天顶BRDF调整后反射率产品MCD43A4、全年EVI时间序列数据MOD13Q1及两者的组合为基础特征,MODIS地表温度产品MOD11A2、高程、坡度、年平均降水为辅助特征,构建多特征组合,并利用支持向量机进行土地覆盖分类研究.实验结果表明:(1)在基础分类特征不同的情况下,地形(高程、坡度)、地表温度的引入,均可令土地覆盖总体分类精度略有提升,提升贡献在1个百分点以内,但年平均降水对精度贡献并不稳定.(2)环境辅助特征对不同地物生产精度的贡献并不相同,在某些类别的生产精度获得提高的同时,其他类别的生产精度可能降低.

    2017年06期 v.47 671-680页 [查看摘要][在线阅读][下载 3128K]
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  • 长三角和中原城市群城市扩张时空特征及驱动力比较研究

    王楠楠;李俊明;段琳琼;陈常优;郜燕芳;樊鹏飞;

    以长三角城市群和中原城市群为研究对象,以1990、1995、2000、2005和2010年五期土地利用现状遥感监测数据和2010-2014年统计数据为基础,采用网格化统计方法、局部空间统计(LISA)方法、城市扩张动态度指标和地理探测器方法,比较研究了两个城市群地区城市扩张的时空特征和驱动力机制.研究表明:(1)长三角地区城市快速扩张期主要在2000-2005年和2005-2010年后期两个阶段,在2000-2005年长三角地区城市扩张净增面积(2 759km2)、净扩张率(36.63%)、年均扩张率(7.33%)均达到最高.而中原城市群地区主要在前期三个阶段(1990-1995年、1995-2000年、2000-2005年)出现快速扩张,在前两个阶段其城市扩张净率和动态度均高于长三角地区.(2)长三角地区城市扩张过程呈现出"点-轴-波式循环"模式,中原城市群则以传统自然的"点-轴-网"模式扩张.长三角地区在四个城市扩张阶段中,都出现了显著的城市扩张空间热点区域,并且随着扩张阶段的不同,扩张热点区域动态转移,而中原城市群城市扩张却未出现空间集聚现象,并没有表现出显著的空间异质特征.(3)长三角城市群和中原城市群城市扩张均受到经济因素、人口规模、居民收入、产业结构、交通以及地理要素等因素影响,两者不同的是:经济因素是长三角城市群城市扩张的主要驱动力,而中原城市群城市扩张的主导因素却是人口因素.

    2017年06期 v.47 681-692+726页 [查看摘要][在线阅读][下载 5633K]
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自动化基础理论与信息技术

  • 基于改进高斯混合模型和卡尔曼滤波的车辆检测与跟踪

    杜海顺;李嘉宸;魏兆敏;周毅;

    提出一种基于改进高斯混合模型和卡尔曼滤波的车辆检测与跟踪方法.该方法在车辆检测阶段,为了解决传统高斯混合模型对运动目标速度变化自适应能力较差的问题,通过定义运动目标速率因子,给出一种模型学习率自适应更新策略,对传统高斯混合模型进行了改进,并用以实现车辆检测;在车辆跟踪阶段,通过建立一个适用于视频目标跟踪的卡尔曼滤波系统,并以车辆检测阶段输出的车辆质心为该卡尔曼滤波系统的量测值,实现了选定车辆目标的跟踪.实验结果表明,该方法车辆检测与跟踪效果良好,能满足实际交通监控系统的需求.

    2017年06期 v.47 693-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 2973K]
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  • 基于DCNN的人脸识别技术在考生身份验证中的应用研究

    景晨凯;宋涛;庄雷;刘刚;王乐;李兵奎;

    考试的公平、公正、安全和秩序是全社会关注的焦点,尤其是备受关注的高招考试.近些年来DCNN(deep convolution neural networks)算法促进了人脸识别技术的实际应用,因此若在考生身份验证中采用人脸识别技术将进一步保证考试公平,降低人工成本.但是针对具体的应用,DCNN算法需要做相应的改变.依托真实的考生数据集以及应用场景,基于GoogLeNet设计了一种更具表达能力更适用的网络结构GoogLeNet-D;因将人脸查询/分类精准率作为模型评估的方法,所以没有判定阈值,为了设定合适的阈值判断考生是否为同一个人,提出了一种直接、简单有效的定量确定阈值算法,能够在计算准确率的同时确定阈值.最终利用该阈值判定算法,在2014-2016年170万考生共10 406 024张人脸数据集上选取出基于GoogLeNet-D训练的最优模型,其在20万人1 022 031张人脸的测试集上取得了98.87%的人脸分类精准率,同时得到了该模型的最佳阈值为0.35.

    2017年06期 v.47 699-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K]
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化学与化工

  • 改性膨润土对孔雀石绿的吸附研究

    张君丽;于芳;马同森;闵英豪;周艳梅;

    膨润土为原料制备高效吸附剂去除水体中阳离子染料(孔雀石绿,MG).用勃姆石溶胶改性酸活化的膨润土(AB)得到改性膨润土(AB-BS),并通过FT-IR、XRD、SEM对其结构进行了表征.紫外光谱法用以考察AB和AB-BS对孔雀石绿的吸附情况,确定了最佳实验条件.实验表明AB和AB-BS均可高效地吸附孔雀石绿,最大吸附量分别为44.09和20.01mg·g~(-1).此外,吸附剂去除孔雀石绿符合Langmuir吸附模型,存在单层吸附,吸附动力学研究表明吸附行为遵循二级动力学模型.本工作研究结果说明AB和AB-BS在水体中去除孔雀石绿有一定的应用潜力.

    2017年06期 v.47 708-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K]
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  • 基于萘的手性荧光传感器的合成及其传感性能研究

    宋盼;代艳鹏;王超玉;刘晓燕;王鹏;徐括喜;

    近年来,手性识别的研究越来越具有重要意义.本文以2,7-二萘酚、氯乙酰氯和S/R-苯乙胺等为原料合成了新型的手性荧光传感器R-2和S-2,并经红外、核磁、质谱表征了它们的结构.通过荧光光谱滴定实验研究了在CH3CN与HEPES(pH=7.27)缓冲溶剂的混合溶液(V∶V=2∶1)中它们与常见手性羧酸阴离子(丙氨酸、苹果酸、酒石酸及其他常见羧酸等)的相互作用及传感性能.结果表明传感器对手性二苯甲酰酒石酸阴离子表现出良好的识别性能,随着二苯甲酰酒石酸的加入,其荧光光谱强度明显降低,Job's plot实验显示形成了1∶1的络合物.传感器R-2和S-2对二苯甲酰酒石酸阴离子的响应程度不同说明它们对二苯甲酰酒石酸有好的对映选择性识别.

    2017年06期 v.47 715-720页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K]
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  • 基于平面镜多次异面反射调制激光偏振的理论设计

    赵磊;朱实强;郭中华;马云云;王向贤;

    激光是通过系统传播的光子受激发射放大光而产生,激光以其高亮度、高单色性、高方向性和高相干性等特点,在通信、材料处理、图像记录、医学、数据存储和国防等方面做出了重大贡献.偏振是一种最重要的光学调制,常常用于现代激光技术、成像系统、光信息处理等领域.激光偏振调制是利用光学元器件对激光的偏振态和偏振方向进行调整和改变.激光偏振调制广泛应用在光波导、大地通信、光栅光学光刻等技术方面,目前常见的调制激光偏振的方法是使用偏振片或半波片进行调制,但使用偏振片调制激光偏振时存在严重的光强衰减,激光的利用率大大降低;而使用半波片调制激光偏振时,每一种型号的半波片对应一个光波波长.可见光波段的半波片比较常见,型号种类也较为丰富,但紫外光波段的半波片还比较稀少,且半波片的价格也十分昂贵,这些都导致了传统调制激光偏振方法存在诸如价格高、利用率低、工作范围小等不足.也有一些科研工作者利用光栅镜或复杂的理论论证,提高激光光源的偏振度,但这些方法相对较复杂,对工艺要求高.本文理论设计了一种基于平面镜多次异面反射的激光偏振调制装置,实现对激光偏振方向的成功调制.利用平面镜多次异面反射改变激光的偏振方向,从而实现对激光偏振方向从TE偏振到TM偏振以及从TE偏振到TE偏振的成功调制.该装置具有宽光波段工作、成本低廉等优势.

    2017年06期 v.47 721-726页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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  • RhFe_3O_4纳米复合粒子的合成和性质研究

    马晨光;李春艳;湛世霞;方宁;刘红玲;

    采用纳米微乳液法,以乙酰丙酮铁(Fe(acac)_3)、醋酸铑([Rh(OOCCH_3)_2]_2)为前驱体,1,2-十六烷二醇为还原剂,正辛醚为溶剂,三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)为表面活性剂成功合成了双相可分散的RhFe3O4纳米复合粒子.傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析表明该纳米复合粒子表面存在两亲性PEO-PPO-PEO分子,X-射线衍射仪(XRD)分析表明纳米复合物中含有Rh和Fe_3O_4,透射电子显微镜(TEM)测试表明该纳米复合粒子基本呈球形或多面体形、粒径分布窄、结晶度高,振动样品磁强计(VSM)测试表明该纳米复合粒子在室温下显示软铁磁性.RhFe_3O_4纳米复合粒子在水和正己烷中的分散-聚集过程,表明其具有良好的双相分散性和磁操控性.兼具良好催化活性和磁性的RhFe_3O_4纳米复合粒子有望在催化、生物医药中有潜在的应用.

    2017年06期 v.47 727-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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建筑环境与结构

  • 黄泛区粉砂土Duncan-Chang双曲线模型参数确定

    岳建伟;宋达;杨光辉;李莹玉;

    黄泛区粉砂土具有特殊性,其力学性能也为工程界所关注.本文以开封地区粉砂土为研究对象,在GDS三轴仪上通过控制不同的围压对土样进行固结不排水静三轴剪切试验,得到了土的应力随轴向应变的变化规律;通过试验数据分析和理论计算,对黄泛区饱和粉砂土的Duncan-Chang双曲线模型参数进行了系统研究.研究结果表明,土的应力随着轴向应变增加呈现递增趋势,黄泛区粉砂土的应力-应变曲线表现为应变硬化型;通过利用邓肯-张双曲线模型计算得到的黄泛区粉砂土应力-应变值,与试验测定的结果进行对比,经分析其误差在允许范围内.本文研究内容可为黄河两岸及周边地区的工程施工和设计提供参考依据.

    2017年06期 v.47 733-738页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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  • 斜交网格结构钢管混凝土平面相贯节点的性能研究

    万海涛;禹钿龙;韩小雷;张瀚文;汪一帆;

    为验证斜交网格钢管混凝土平面相贯节点的构造合理性和受力可靠性,设计了4个平面相贯节点试件,采用ABAQUAS有限元分析软件对节点构造、斜交角度和加载方式等的研究参数进行研究分析.结果表明:有限元模拟与试验研究在荷载—位移骨架曲线、荷载—应变曲线和承载力等方面具有较强的一致性,说明斜交网格钢管混凝土平面相贯节点的构造具有较好的合理性和较强的承载能力,可以应用到实际工程中.另外,不管是采用对称加载方式还是采用非对称加载方式,有限元模拟与试验结果比较接近,说明加载方式对试件受力和破坏影响不大.

    2017年06期 v.47 739-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 2611K]
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数学研究

  • 有限紧框架的任意阶Sigma-Delta量化近似误差分析

    李登峰;张婷;

    信号的框架冗余展开系数未必一定是"数字的",所以需要选择合适的量化方法对其系数进行量化,而Sigma-Delta量化是其中方法之一.本文讨论有限紧框架的任意阶Sigma-Delta量化算法及量化后的近似误差.首先,建立紧框架的任意阶Sigma-Delta量化的误差估计.其次,由于调和框架应用于U时空星座的系统设计,所以作为结果的应用,给出广义调和框架的任意阶Sigma-Delta量化近似误差.

    2017年06期 v.47 745-750页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
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  • MEMS中一类非线性抛物型动力学方程的数值解

    孙寿文;王波;

    通过研究MEMS中薄膜偏转模型的数值解,观察电压大小变化对薄膜物理状态的影响.利用有限差分方法对模型中非线性抛物型动力学方程进行数值离散,建立了关于时间及空间精确度均为2阶的有限差分格式,并用能量不等式法证明了所给差分格式的收敛性及其无条件稳定性.最后数值试验表明,在本文差分格式下计算出来的电压数值解满足薄膜对应的物理状态,验证了所构造出的差分格式对于数值模拟的有效性.因此本文所建立的差分格式对于求解电压与失稳效应之间的关系问题是切实可行的.

    2017年06期 v.47 751-756页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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