欠约束多机协调吊运系统动力学工作空间分析

针对多台吊机通过绳索协调吊运同一被吊运物形成的欠约束系统不满足力封闭条件而无法用矢量封闭原理求出其动力学工作空间的问题,利用牛顿-欧拉方程建立了系统的动力学数学模型,并利用Farkas和Stiemke引理将动力学工作空间的求解转换成是否存在超平面的问题.对该类欠约束系统动力学方程进行拆分,得到了动力学工作空间的求解方法.最后利用蒙特·卡罗方法进行了数值仿真,得到该类系统的动力学工作空间.仿真结果表明,被吊运物的加速度对动力学工作空间的影响不大.     

湄洲岛旅游度假区景观格局及优化调控

在RS和GIS技术支持下,选用2016年Landsat8遥感影像,提取湄洲岛旅游度假区景观斑块数量、面积、周长等数据,剖析研究区景观格局现状与存在的问题.选取多样性指数、优势度指数、均匀度指数等7项指标分析、评价湄洲岛旅游度假区的景观格局.结果表明:湄洲岛旅游度假区的主导景观类型为建设用地、林地、草地和海滩,虽然草地和耕地的景观板块数量较多,但面积小、破碎化程度高,影响景观格局;景观多样性指数为1.54,优势度指数为0.46,均匀度指数为0.81,呈现多样性不高、优势度较大、均匀度较小等特点;提出多样性调控、优势度调控、均匀度调控、破碎度调控等调控措施,以促使景观格局达到理想状态.     

金沙江典型河段浮游藻类群落结构及影响因素研究

为研究金沙江典型河段浮游藻类的群落结构特征及主要影响因素, 于2014年秋季(10 月)在石鼓至宜宾江段布设6 个断面进行浮游藻类群落监测。通过显微镜观察, 共鉴定出浮游藻类6门30属52种, 其中硅藻的物种数、细胞密度和生物量分别占65.38%, 74.07%和80.65%, 是优势门类。浮游藻类总细胞密度和生物量都呈现坝上逐渐降低、坝下逐渐升高的规律, 石鼓最高, 向家坝最低。多样性分析表明, 攀枝花的浮游藻类群落多样性最高, 溪洛渡和向家坝均较低。浮游藻类与环境因子的RDA分析表明, 总氮是影响浮游藻类群落结构的主要环境因子。优势属现存量与环境因子的相关性分析结果表明, 包括尖针杆藻Synedra acus 和曲壳藻Achnanthes sp.在内的6种硅藻与水位正相关, 与水温负相关, 是适合在低温下生活的藻类, 小环藻Cyclotella sp.则适合在温度较高的环境中生长。网状空星藻 Coelastrum reticulatum、栅藻Scenedesmussp.、尖尾蓝隐藻Chroomonas acuta 和小环藻Cyclotella sp.的现存量与总氮显著正相关, 能够指示水体中的氮浓度; 近缘桥弯藻Cymbella affinis 和谷皮菱形藻Nitzschia palea的现存量与总磷呈显著正相关, 能够指示水体中的磷浓度。     

基于空间变换双线性网络的细粒度鱼类图像分类

有效地识别水下各种鱼类目标具有重要的实际意义和理论价值.鱼类生存环境复杂,由于海洋的极端条件,水下鱼类图像的分辨率低,且图像类间相似度高、类内差异性大,并受光照、角度、姿态等的影响较大,这些因素使得鱼类识别成为一项具有挑战的任务.针对这些难点,提出了一个能够有效进行细粒度鱼类图像分类的深度学习模型.该模型包含空间变换网络和双线性网络两部分,首先利用空间变换网络作为注意力机制,去除图像背景中复杂的干扰信息,选择图像中感兴趣的目标区域,简化后续分类;双线性网络通过融合两个深度网络的特征图提取图像的双线性特征,使得对目标中具有判别性的特定位置有较强的响应,从而识别种类,该模型可以进行端到端的训练.在公开的F4K数据集上,该模型取得了最好的性能,识别正确率为99.36%,较现有最好算法DeepFish提高0.56%,此外,发布了一个包含100类共6 358张图片的新的鱼类图像数据集Fish100,该模型在Fish100数据集上的识别正确率高出BCNN算法0.98%.多个数据集上的实验验证了模型的有效性与先进性.     

MOF衍化TiO_2修饰石墨相氮化碳的光催化性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料是一种极具潜力的有机光催化材料,尤其是在可见光驱动的光催化分解水制氢方面的应用.然而,较差的光生载流子分离效率严重制约了其光催化活性.选择TiO_2作为修饰材料,在g-C_3N_4表面构建合理的异质结构可以有效解决该问题,但需要进行合理的设计.本文通过较为简单的工艺过程,以金属有机框架材料(MOFs)为牺牲模板,制备MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂.制得的MOF衍化TiO_2的比表面积大,约为124.5 m2/g,并由锐钛矿相/金红石相两相混合组成,这会有效增加光催化剂的光生电子分离效率,并提供更多的催化反应活性位点.通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、PL等表征手段,对材料的物相及相关的光谱学、电化学性质进行了详细的表征,并通过成分调控确定了优化工艺参数.通过相关表征结果可以看出,MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂随着TiO_2的负载量提高而表现更好的载流子分离效率,但其可见光响应会随之降低.因此,存在一个最优的负载量可以均衡二者的影响,从而表现出最高的光催化活性.实验发现,TiO_2的质量分数为6%的光催化剂,其光催化制氢活性在可见光(l≥420 nm)驱动下体现了最高的制氢速率,达836μmol/(g·h).实验结果表明:由MOF衍化TiO_2与g-C_3N_4构建的异质结构可以有效地抑制光生载流子的复合,从而显著提高光催化分解水制氢的性能.     

三峡库区土地利用的阶段性响应分析——以库区湖北段为例

三峡工程历经规划论证、大坝施工、大江截流、下闸蓄水、正式建成和全面运营等6个阶段.以1990年～2015年6期土地利用数据为基础,在ArcGIS平台下提取土地利用双向变化信息,并构建了土地利用程度综合变化指数(Land Use Degree Change, LUDC),对三峡库区湖北段土地利用的阶段性响应进行了分析.结果表明:1)规划论证阶段三峡库区湖北段土地利用(耕地、林地、草地、水域、建设用地)结构是10∶82∶6∶1∶1,正式运营阶段土地利用结构是9∶81∶6∶2∶2,土地覆盖以植被型为主; 2)三峡工程不同阶段库区土地利用变化面积、速度/速率及方向差异性显著.蓄水前主要是林地和耕地的相互转换,蓄水后除水面扩展外,宜昌市区建设用地持续大面积增加; 3)创建覆盖研究区的1 km×1 km空间网格,以此为单元计算LUDC,土地利用程度综合变化主要发生在500 m以下的河谷地区,且变化与其所处工程建设阶段、国家政策和区域发展规划非常契合,反映了区域生态环境对社会经济发展的响应.在研究区各阶段,影响因素主次有所差异,工程建设和经济发展是土地开发的主要驱动力,建设用地和水域通过占有林地和耕地迅速增加;在移民安置、农业结构调整和生态保护政策影响下,生态环境日益得到改善.研究结果为库区社会经济与生态环境协调发展提供基础数据支撑,也为了解重大水利工程建设对生态系统的影响提供参考.     

陈桥东湖浮游植物群落结构与环境因子的关系

为研究陈桥东湖浮游植物群落的时空变化及其与环境因子之间的关系,于2017年1月、4月、7月和10月对陈桥东湖的4个样点进行采样调查.调查共发现浮游植物8门67属118种.其中绿藻种类最多,共47种,硅藻其次,共35种.浮游植物丰度变化为2.52～39.7×106 cells·L-1,平均丰度为8.54×106 cells·L-1,最高值出现在夏季.硅藻为陈桥东湖冬季的主要优势种类,绿藻和蓝藻则在夏、秋季节占优势.利用修正的卡尔森营养状态指数(TSIM)来评价水质,结果显示陈桥东湖整体呈现富营养化状况,且夏季水质最差,冬季相对较好,主要与人为干扰有关.浮游植物丰度与环境因子的相关性分析表明,蓝藻、绿藻与营养盐及水温极显著正相关(P0.01).金藻则与水温呈极显著负相关,与溶解氧呈极显著正相关(P0.01).典范对应分析(CCA)结果表明,溶解氧、水温、pH、总氮、透明度和化学需氧量是影响陈桥东湖浮游植物优势种变化的重要环境因子.     

光伏电池温度对太阳能CPVT系统性能的影响

基于碟式聚光型光热光电综合利用技术(CPVT)系统的数学模型,推导系统集热效率与总能量效率关于电池温度的偏导数,从理论上分析电池温度对系统性能的影响规律.基于集热效率关于电池温度的偏导数,提出电池临界温度T_(crit)的概念,其与对流传热系数、 PV板发射率和聚光比相关.当电池温度T_(PV )T_(crit)时,系统集热效率随电池温度升高而减小,T_(PV )T_(crit)时,系统集热效率随电池温度升高而增大.通过模拟考察了不同风速、 PV板发射率和聚光器面积情况下,系统性能随导热流体入口温度的变化趋势,验证了理论分析的结论.     

非生物胁迫下小麦TaGAPCp1基因启动子的功能分析

探究质体形式的GAPCp (Plastidial glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)基因启动子响应干旱、盐和外源ABA等非生物胁迫的机理.首先从中国春小麦中克隆得到TaGAPCp1基因上游1 985 bp的核苷酸序列,经Plant CARE数据库分析表明,该启动子含有众多防御和逆境响应元件(defense and stress-responsive ele-ments,DSREs),激素响应元件(hormone-responsive elements,HREs)和光响应元件(light-responsive ele-ments,LREs).从小麦数据库下载Ta GAPCp亚家族基因启动子序列,序列对比分析表明,该亚家族成员启动子上功能元件种类相近但数量相差较大.构建含TaGAPCp1基因启动子的表达载体,通过农杆菌介导法转化烟草并进行ABA (100μmol·L~(-1))、PEG8000 (20%)、Na Cl (250 mmol·L~(-1))和4℃低温处理,组织化学染色显示TaGAPCp1基因启动子能驱动GUS基因的表达但活性明显低于Ca MV35S,GUS活性分析显示TaGAPCp1基因启动子能响应非生物胁迫.通过农杆菌介导的浸花法转化拟南芥,经潮霉素和羧苄青霉素筛选及叶片PCR检测,最终获得稳定遗传的转基因拟南芥20株,并得知转基因拟南芥中的GUS基因能被干旱胁迫显著诱导表达.