河南大学学报(自然科学版)

人工智能+

  • 基于SNN迁移强化学习的可见光-红外跨波段遥感图像分类

    刘扬;李蕊;张洪霞;周新辉;

    作为重要的遥感技术手段,可见光遥感空间分辨率高,但易受气象条件的影响;红外遥感大气穿透力强,但是其分辨率低、数据获取困难.如何结合不同模态遥感数据,实现遥感图像的跨波段研究是当前遥感应用的重要问题.本文利用迁移强化学习技术研究了可见光-红外跨波段遥感图像分类.主要研究工作包括:(1)采用波段选择方法,构造了遥感图像跨波段数据集,解决了不同波段样本缺乏和数据不平衡的问题.(2)采用迁移学习实现了基于脉冲神经网络的可见光-红外遥感图像的跨波段分类,解决了小样本数据导致的模型泛化能力不足和过拟合问题.(3)通过强化学习研究了不同网络层参数的迁移控制机制,有效地提升了遥感图像的分类结果.本研究对实现移动计算环境下遥感跨波段图像分类系统的工程应用具有重要现实意义.

    2025年03期 v.55 253-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
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  • 基于知识图谱的多模态教学资源跨域推荐方法研究

    刘定一;刘会霞;乔保军;刘丽娟;

    多模态教学资源涉及文字、图像、视频等多种媒体形式,且其分布不均,跨域推荐难度大,为此提出一种基于知识图谱的推荐方法.收集文字、图像、视频以及交互类等多种类型的多模态教学资源,从收集到的多模态教学资源中抽取实体、关系、属性建立知识图谱,计算不同资源之间的知识图谱相似度以及资源推荐分值,对于资源推荐分值降序排列后形成Top-N推荐列表.测试结果表明,所研究推荐方法的多模态教学资源跨域推荐覆盖率与准确率更高,说明方法推荐的资源更加全面且准确,能够更好地发掘和利用教学资源库中的资源.

    2025年03期 v.55 262-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K]
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地理环境与资源开发

  • 聊城耕层土壤重金属污染特征、评价及源解析

    王岩;王倩;田晓飞;郭琳;

    为探明聊城市土壤中重金属污染现状,分析了“十三五”期间采集的74个耕层土壤中Cd、As、Hg、Pb、Cu、Cr、Ni和Zn等8种重金属的含量及分布,采用污染指数法和Muller指数法评价污染水平,采用潜在生态风险指数法评价生态风险,结合多元统计分析对重金属来源进行解析.结果表明,耕层土壤中Pb、Cr和Zn的均值均低于背景值,Cd、As、Hg、Cu和Ni的均值均高于背景值,Cd和As的点位超标率高于80%.重金属含量高值区整体上集中在研究区东南部.呈斑块状富集的Cd、Zn、Hg和Cu,属强变异和中等变异;呈片状分布的Pb、Ni、As和Cr,属中等变异和弱变异.Hg和Cd处于中度生态风险水平,其他6种重金属均处于轻微生态风险水平,RI平均值为120.94,总体呈现轻微风险.源解析结果表明,Cd、Zn、Cu和Ni同源,主要受农业活动和成土母质影响;As和Cr同源,主要受工业活动影响;Hg和Pb同源,主要受煤炭燃烧影响.

    2025年03期 v.55 271-279+293页 [查看摘要][在线阅读][下载 1472K]
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  • 特大城市水源涵养服务时空动态的影响机制探测——以郑州市为例

    潘汇丰;韩叶青;段韩旭;张红娟;

    水源涵养在维持生态系统健康、保障经济发展和提高社会韧性等方面具有不可替代的作用,是生态文明建设与可持续发展的重要基础.利用InVEST模型评估了郑州市2000-2015年的产水能力,结合地形、土壤及流速等因子利用综合评估法估算了郑州市的水源涵养服务,并采用截距模型和随机斜率模型揭示了水源涵养服务的时空差异.同时,采用时空多尺度统计模型探讨人为因子与自然因子对水源涵养服务的影响.研究结果表明:(1)郑州市水源涵养服务高值区主要集中在北部、西南山区及东部地区,栅格尺度对其贡献度最大,县域其次,乡镇尺度最小;89%的乡镇/街道的水源涵养量呈先上升后下降的趋势,约10%的区域则与之相反.(2)高程和道路对水源涵养服务具有显著负面影响,而降水量、夜间灯光强度及企业数量等因子对水源涵养服务具有正面影响,但这些因子对水源涵养服务的影响程度随时间发生变化.(3)自然因素在水源涵养变化中的贡献度占主导地位,到2015年自然因素(51%)和人为因素(49%)的贡献度已基本持平.通过研究以期为郑州市提升水资源涵养能力提供科学依据和技术支持.

    2025年03期 v.55 280-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 黄河流域文旅融合发展时空格局及驱动因素分析

    张明昊;闫明涛;王莲莲;周诗梦;

    黄河流域文旅融合发展是推动黄河流域生态保护和高质量发展的重要途径.通过构建文旅融合发展综合评价指标体系,运用耦合协调度模型、核密度估计和空间自相关等方法,定量测度了2006-2019年77个城市文旅融合发展水平的时空演化特征,并借助地理探测器探讨其驱动因素.结果表明:(1)黄河流域文旅融合发展水平不断提升,区域间差异增大,绝对差异逐渐缩小,文旅融合发展水平由“轻度失调”状态转变为“基本协调”状态.(2)黄河流域文旅融合发展存在显著的空间分异特征,呈“东高西低”的分布格局,文旅融合水平整体较低,下游地区文旅融合发展水平明显高于中上游地区,文旅融合发展水平数量结构由“金字塔形”向“梭子形”变化,空间集聚特征逐渐增强.(3)产业结构、消费需求和创新水平是影响黄河流域文旅融合发展的主要因素,因子交互类型呈非线性增强或双因子线性增强.基于上述分析,根据黄河流域文旅融合的发展现状,从空间集聚分布特征、要素融合和文旅创新等方面,提出促进黄河流域文旅融合发展的对策建议.

    2025年03期 v.55 294-305页 [查看摘要][在线阅读][下载 2270K]
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生命科学

  • 生物炭修复砷污染土壤的植物富集效应及微生物群落响应

    朱停停;甘秋雨;刘博文;文静;叶帅飞;熊小波;王洪涛;

    设置空白对照(Control)、砷处理(As)、砷和生物炭处理(As+B)的土壤-植物系统,通过高通量测序手段分别测定不同系统的微生物群落组成并分析,探究生物炭在砷污染土壤修复中的潜在效果以及砷对土壤和植物中微生物群落的影响.结果显示,As+B处理组中植物中砷含量与As处理组相比,有降低趋势.砷的添加改变了土壤中微生物的多样性,尤其在As处理组中土壤微生物多样性显著高于Control和As+B组.此外,As处理组中植物微生物多样性高于其他处理.放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)均是土壤和植物微生物群落的主要成分.以上结果表明,生物炭的添加降低了植物体内的砷含量,同时,砷胁迫和生物炭修复均对土壤和植物微生物群落的多样性、组成和网络关系产生了影响.

    2025年03期 v.55 306-313+368页 [查看摘要][在线阅读][下载 1894K]
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  • 熊果酸对秀丽隐杆线虫寿命的影响及其机制研究

    李深;王月;晏天铸;于春超;吴娇妍;关爱民;赵伟;

    利用野生型秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)、脂代谢相关的fat-7单突变株和fat-5/fat-7双突变株线虫作为研究对象,通过脂肪沉积、寿命实验等分析评价熊果酸对线虫寿命及相关指标的影响.结果显示,20μmol/L熊果酸显著延长野生型秀丽隐杆线虫的寿命(P<0.05).fat-7突变株线虫脂肪沉积明显减少(P<0.05),而寿命不受影响(P>0.05);fat-5/fat-7双突变株线虫脂肪沉积无明显变化(P>0.05),而寿命却明显降低(P<0.05).以上结果表明,熊果酸不仅通过影响fat-5表达调节脂肪代谢来延长秀丽隐杆线虫的寿命,也能影响fat-7表达调节脂肪代谢,但fat-7突变可能与线虫的寿命无关.

    2025年03期 v.55 314-321页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K]
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建筑环境与结构

  • 三维结构模型生成方法研究综述

    安怡龙;杜文风;夏壮;梁路通;

    三维结构生成方法是获得目标结构三维模型的重要手段和关键技术,广泛应用于建筑结构设计、辅助医学治疗和虚拟场景建设等工程领域.本文对三维结构生成方法进行了梳理总结,将三维结构生成方法分为传统式数理方法和现代式深度学习方法两大类,并分别总结了传统式数理方法和现代式深度学习方法的研究现状.传统式数理方法包括飞行世间法、结构光法等主动式和运动恢复法、阴影恢复法等被动式.现代式深度学习包括生成对抗网络和卷积神经网络,进而讨论了不同三维结构生成算法的优缺点.最后提出了三维结构生成方法拟解决的关键问题并展望了其未来发展方向.

    2025年03期 v.55 322-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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  • 盾构隧道抗震可恢复性能指标研究

    董正方;李宗源;曾繁凯;张继康;李乐意;张敏;

    为了研究隧道的抗震可恢复性,提出适用于隧道的抗震可恢复验算方法.采用剩余抗震能力比曲线的积分面积量化方法中的抗震可恢复性能指标,并用直径变形率、地基倾斜角、弯矩比和Park-Ang指标作为结构的变形、强度和耗能评价指标.选取结构形式、场地类别、地震波、土层厚度和结构埋深等5个影响盾构隧道抗震性能的因素,设置18个工况;采用修正IDA法进行增量动力分析,建立土—结构相互作用模型,以地震动峰值加速度作为地震动强度参数(IM),以选取的性能指标作为结构性能参数(DM),得到42条IDA曲线.对计算结果进行数理统计分析,综合考虑多种因素,得到盾构隧道各指标屈服点和倒塌点限值分布范围,给出了不同抗震性能水平下各指标限值的建议值.

    2025年03期 v.55 337-346+378页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
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  • 基于纳米压痕试验的宋瓦微观力学特性及参数均质化研究

    任克彬;胡孟鑫;王志留;张建伟;闫海涛;

    宋瓦作为中国古代建筑材料代表之一,体现了宋朝建筑的技术水平和审美观念.研究其力学特性对宋代建筑修复材料的设计和研发具有重要意义.针对其取样难度大、常规力学试验难以开展等问题,以北宋顺天门遗址内的瓦片残体为研究对象,通过纳米压痕试验获得微观尺度下瓦片的力学参数及各参数间的关联性;构建了基于Mori-Tanaka尺度升级模型,获得瓦片细观尺度下的等效力学参数;同时,通过非标准试样的单轴压缩试验对尺度升级计算力学强度的方法进行了验证.结果表明,纳米压痕试验获得红瓦和青瓦的平均弹性模量分别为29.47和30.21 GPa,与尺度升级下的参数结果相比,偏差率分别为10.3%和9.6%.采用纳米压痕技术及尺度升级计算方法获得瓦类文物的力学参数是可行的.

    2025年03期 v.55 347-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 1761K]
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  • 基于回归分析黏性土盾构始发纵向加固范围研究

    徐伟铭;温森;邓珂;

    为了研究黏性土中盾构始发端头土体合理的纵向加固长度,选取γ、h、E和φ 4个因素,采用正交试验四因素八水平设计64组试验组,借助有限元软件MIDAS GTS NX建模确定每组试验组合理的纵向加固长度,根据64组数据集结果采用回归方式进行拟合,得到盾构始发端头土体纵向加固长度计算公式.结果表明:(1)逐步线性回归分析,得到各因素与纵向加固范围相关性大小:埋深>内摩擦角>重度>弹性模量,合理的线性回归方程的可决系数为0.859.(2)迭代法非线性回归分析得到的合理方程可决系数、均方根误差、平均绝对百分比误差依次为0.903、0.463、7.694.(3)通过郑州和合肥某盾构隧道工程验证了拟合公式的合理性.该研究成果可为城市盾构穿越黏性土隧道的始发端头纵向加固长度选取提供参考.

    2025年03期 v.55 358-368页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K]
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  • 机制砂石粉对沥青胶浆性能影响

    袁玉卿;李轩志;王祎沛;刘毅豪;

    为探寻机制砂石粉替代矿粉对沥青胶浆性能的影响,对不同填料掺加比例和粉胶比的改性沥青胶浆、基质沥青胶浆分别进行软化点、针入度、延度试验,通过总评“归一值”方法分析工程应用中适用的粉胶比及机制砂石粉掺量.试验结果表明:随着粉胶比增加,软化点逐渐增加至峰值后下降,但机制砂石粉掺量对软化点的影响不明显.增加机制砂石粉掺量和粉胶比,会降低沥青胶浆针入度和低温延度.从综合性能角度和提升机制砂石粉利用程度的角度分别推荐了机制砂石粉的掺量和对应的粉胶比,并且当粉胶比不大于0.6时,机制砂石粉沥青胶浆的综合性能相对较优.

    2025年03期 v.55 369-378页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K]
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