Crackling noise

Crackling noise arises when a system responds to changing external conditions through discrete, impulsive events spanning a broad range of sizes. A wide variety of physical systems exhibiting crackling noise have been studied, from earthquakes on faults to paper crumpling. Because these systems exhibit regular behaviour over a huge range of sizes, their behaviour is likely to be independent of microscopic and macroscopic details, and progress can be made by the use of simple models. The fact that these models and real systems can share the same behaviour on many scales is called universality. We illustrate these ideas by using results for our model of crackling noise in magnets, explaining the use of the renormalization group and scaling collapses, and we highlight some continuing challenges in this still-evolving field.     

Cooperation and conflict in quorum-sensing bacterial populations

It has been suggested that bacterial cells communicate by releasing and sensing small diffusible signal molecules in a process commonly known as quorum sensing (QS). It is generally assumed that QS is used to coordinate cooperative behaviours at the population level. However, evolutionary theory predicts that individuals who communicate and cooperate can be exploited. Here we examine the social evolution of QS experimentally in the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa, and show that although QS can provide a benefit at the group level, exploitative individuals can avoid the cost of producing the QS signal or of performing the cooperative behaviour that is coordinated by QS, and can therefore spread. We also show that a solution to the problem of exploitation is kin selection, if interacting bacterial cells tend to be close relatives. These results show that the problem of exploitation, which has been the focus of considerable attention in animal communication, also arises in bacteria.     

The non-point source (NPS) information system based on remote sensing and GIS and its preliminary application

A non-point source information system (NPSIS) has been constructed by use of remote sensing and GIS technology, and a construction method of NPSlS introduced with Shenzhen as an example. With the remote sensing land-using images as an environment unit, the analysis modules based on NPSIS are built through combining the NPS model with NPSIS, and the preliminary NPS calculation and analysis performed.     

武汉市近期土地利用的动态监测研究

通过应用不同时期的Landsat TM假彩公合成影象，结合国土资源环境本底数据库的地利用专题图，利用遥感和地理信息系统技术对武汉市土地利用动态变化进行了实时、快速的监测，并通过野外实地调查，对变化情况作了检查验证，在此基础上分析了武汉市近几年土地利用动态变化，特别是耕地、建筑用地和水域的变化情况；探讨了遥感和地理信息系统技术在资源和环境管理中的应用和研究的意义。     

The Study of Extracting River Nets Based on Intelligence Ant Colony Algorithm on MODIS Remote Sensing Images

How to extract river nets effectively is of great significance for water resources investigation,flood forecasting and enviromental monitoring,etc.In the paper,combining with ant colony algorithm,a new approach of extracting river nets on moderate-resolution imaging spectroradiometer(MODIS)remote sensing images was proposed through analyzing two general extraction methods of river nets.The expriment results show that river nets can be optimized by ant colony algorithm efficiently,and difference ratio between the experimental vectorgraph and the data of National Fundamental Geographic Information System is down to 8.7%.The proposed algorithm can work for extracting river nets on MODIS remote sensing images effectively.     

基于局部均值和标准差的Curvelet变换遥感图像融合算法

为充分利用各种遥感图像的有用信息,在Curvelet变换的基础上,提出一种基于局部均值和标准差限定的遥感图像融合算法.通过Curvelet变换将同一场景下的高空间分辨率全色图像和低分辨率多光谱图像分解到不同尺度、不同方向的频带范围内,然后对低、高频系数分别采用最大值法和局部均值及标准差限定法的融合规则进行融合,最后进行Curvelet反变换得到融合图像.实验表明,基于该融合规则的Curvelet算法优于传统的遥感图像融合算法.     

The non-point source (NFS) information system based on remote sensing and GIS and its preliminary application

A non-point source information system (NPSIS) has been constructed by use of remote sensing and GIS technology, and a construction method of NPSIS introduced with Shenzhen as an example. With the remote sensing land-using images as an environment unit, the analysis modules based on NPSIS are built through combining the NPS model with NPSIS, and the preliminary NPS calculation and analysis performed.     

基于互信息的分布式贝叶斯压缩感知

压缩感知理论应用于分布式认知网络中时,由于每个认知用户所处的信道环境差别很大,因此频谱感知的精度相差很大.为了提高感知的精度,提出了一种结合了分布式网络中的数据融合方法和压缩感知理论中的高效的数据处理方式的方法.首先,单个认知用户单独地运用压缩采样(CS)进行频谱的粗略感知,然后通过互信息的计算可以得到两两认知用户之间感知信息的差异,而差异大的两个认知用户之间会产生关联.认知用户的感知信息会按照这种关联进行共享.信息共享后,在每个认知用户端,基于贝叶斯推理的压缩感知恢复会重新进行来更新之前的感知结果.仿真结果表明,在感知精度与感知速率方面,算法性能均有改善.     

航空遥感技术在詹店镇的应用

航空遥感技术用于研究土地资源利用与农村生态环境及其变化动态效果显著。本文论述了用航空遥感技术在詹店镇应用中解决的几个问题,介绍了利用黑白和彩色红外航片解译土地资源利用类型与农村生态环境要素的经验和方法,指出了航空遥感技术在研究生态环境中的局限性,提出了在河南6个典型地区开展土地资源与农村生态环境监测研究的建议。     

视觉导航的多尺度全方位时空图象综合理解方法

本文提出基于全方位时空图象的多尺度视觉导航方法。其基本思想是根据具体视觉任务（道路识别、障碍物检测和全局定位）的要求，采用不同时空尺度的视觉传感器和处理方法，将空域大尺度的全方位“环视”，小尺度的双目“注视”和时域大尺度的时空“远视”相结合，综合完成道路图象的理解。设计了适于机器处理的特殊传感器和快速有效的处理方法，并利用图象级的不变性避免了困难的图象分割和三维恢复。     

上海师范大学教学设施卫生状况调查与研究

采用微生物检测技术与致病菌检测技术对教室内环境卫生状况进行检测.分别检测教学环境和教学设施中细菌菌落总数、大肠菌群和致病菌3项微生物指标.利用平板法检测空气中存在的细菌菌落;利用棉拭采样法对教具、设施等进行大肠菌群和致病菌的检验.根据检测结果,了解环境动态变化趋势和教室环境污染状况,针对不同的微生物群制定合理的消毒方法和程序.经检测,9、10月份教室空气质量较好,平均菌落总数不超过10.教学设施在使用后检测到的平均菌落总数要大于使用前的数量,9月检测到的平均菌落总数要大于10月检测到的数据.其中课桌检测到的平均菌落总数范围值在80~120之间,手把检测到的平均菌落总数范围值在10~50之间.教学用具检测到的平均菌落总数范围值在40~80之间.同时,大肠菌群和沙门氏菌的检测结果呈阴性.     

遥感资料在生态环境调查研究中的应用——以滹沱河石家庄市区段调查为例

遥感技术是近些年来迅速发展起采的一门综合性空间技术.它不仅可以快速、准确地获得大量直观的地面信息,而且具有宏观特征突出、整体性好、可比性强、多维等特点,便于对城市进行全方位的分析研究.再加上精度高、成本低,因此又是研究城市的有效方法.生态环境目前已成为遥感应用技术最为关注的问题.本文试图利用IKONOS数据对滹沱河石家庄市区段进行生态环境遥感调查,查明滹沱河石家庄市区段的裸沙、垃圾、林地、果园、农田、荒地、水面等内容,提出相应的生态环境改善措施,为石家庄市委、市政府滹沱河石家庄市段生态开发整治工程总体规划提供科学依据.     

基于GIS的土地利用及碳汇量时空动态研究——以奇台县为例

为探讨奇台县土地利用、碳汇量及碳汇价值动态特征,利用遥感影像解译得到1980年-2007年土地利用矢量图,选择类型和景观水平景观指数进行景观格局动态分析,引入碳汇量与碳汇价值模型,对奇台县27年来碳汇量及碳汇价值进行测评.结果表明：27年期间该区土地利用和景观格局发生显著变化.其中建设用地逐年增加,耕地、林地、草地先增加后减少,水域和未利用地先减少后增加.该区生态系统的碳汇量和碳汇价值,分别由1980年的84 483 071 t和8 870 722.46万元上升为2007年的84585 294t和8 881 455.87万元.说明土地利用动态变化使生态系统碳汇量和碳汇价值增加,合理的土地利用方式能够改善生态环境,促进资源环境与经济可持续发展.     

基于简化人工蜂群算法的地面防空火力拦截设备部署方法

针对地面防空火力拦截设备部署问题中部署方案产生速度慢、不符合战场实际环境问题,提出了一种基于简化人工蜂群算法的地面防空火力拦截设备部署方法。本方法在地面防空火力拦截设备部署方案制定过程中,将人工蜂群算法分为初始化阶段和优化阶段。从专家知识辅助的视角出发,初始化阶段利用专家知识对可部署位置进行了寻优处理并结合随机初始化,优化阶段利用简化型邻域优化对初始化阶段产生的方案进行优化。2个阶段均对产生的部署方案进行校验,若方案达到给定突防概率指标则直接保存输出,大大提高了收敛速度,且产生的部署方案符合实际。仿真结果表明:提出的方法相比于传统蜂群算法在收敛速度方面具有明显优势。     

典型电厂区多源遥感定量反演的适宜性评价

【目的】探讨典型电厂厂址区各种地质要素在多源遥感监测的影像及方法选取方面的适宜性。【方法】以寿光火电厂和西北典型洪灾区(有4个电站)为例,从海岸线变化监测和洪水痕迹范围识别方面,开展适宜性评价研究。【结果】对电厂厂址尺度范围内的海岸线变化监测,在传感器类型和反演方法选取时,不同潮滩坡降分别受到影像空间分辨率、水边线高程误差和改正时的内插误差、坡度改正误差的影响,而需要选择相应合适的影像数据。在进行洪水淹没范围的提取时,遥感反演、现场调访和模拟结果对比显示,基于Landsat数据的土壤含水量法提取的洪痕及洪水淹没范围更加准确。【结论】本研究结果可为电厂选址及后期监测选取适宜的遥感数据源和相应技术方法提供参考,为工程厂址环境监测提供可靠的遥感反演理论依据。     

动态环境下机器人路径规划的混合蚁群算法

为了实现动态环境下移动机器人的路径规划,将蚁群算法(作为一种全局路径规划算法)与人工势场算法(作为一种局部路径规划算法)相结合,并对蚁群算法做了一些改变,使之适应栅格环境。仿真结果表明,该混合蚁群算法路径性能较好,并能够满足实时要求。     

山地城市热环境及其聚落特征的关联分析

以重庆主城区为研究对象,利用Landsat 8传感器OLI和TIRS获取的遥感影像为数据源,进行城市聚落特征包括地形特征、土地利用等与地表温度的差异性分析。结果表明:城市的热环境空间分布差异较大,海拔高度对温度的影响强于地形起伏度;(NDVI、NDBI、MNDWI等)和地表温度的相关关系呈分段线性关系;不同土地利用类型的热强度和热变异程度差异明显,建设用地的温度最高且斑块温度间的变异性最强,虽然水体的平均温度最低,但斑块温度间的变异性却较高;从格网分析的结果可以看出,格网内部水体的"冷岛效应"明显、建设用地的"热岛效应"显著,耕地与自然植被面积的增加使得各空间格网温度更趋向于稳定。     

东亚季风区气候和生态系统相互作用的诊断和模拟研究

大气圈和生物圈的相互作用是连接地球系统中生命世界和无生命世界的重要过程之一，也是地球环境变化中一个最基本的过程。通过卫星遥感植被和地表覆盖信息与气候要素关系的诊断分析以及生态和气候模式的数值模拟，揭示了东亚季风区气候和生态系统相互作用的基本特征，包括季节、年际和长期的季风气候变化对生态系统的影响和大范围植被覆盖状况的变化对季风气候的影响。结果表明，东亚季风区与气候与生态系统相互作用最为强烈的地区之一，这里陆地生态系统的时空变率表现出明显的对季风气候的响应特征；另一方面，人类活动引起的大范围植被覆盖状况的变化可以对季风气候产生显的反馈影响，它们是叠加在季风系统自然变率之上的一种重要变化。同时，虚拟试验表明，通过有序的人类活动，因地制宜，合理利用土地资源，保护和恢复自然植被，可以产生明显的气候和环境效应。     

Environmentally mediated synergy between perception and behaviour in mobile robots

The notion that behaviour influences perception seems self-evident, but the mechanism of their interaction is not known. Perception and behaviour are usually considered to be separate processes. In this view, perceptual learning constructs compact representations of sensory events, reflecting their statistical properties, independently of behavioural relevance. Behavioural learning, however, forms associations between perception and action, organized by reinforcement, without regard for the construction of perception. It is generally assumed that the interaction between these two processes is internal to the agent, and can be explained solely in terms of the neuronal substrate. Here we show, instead, that perception and behaviour can interact synergistically via the environment. Using simulated and real mobile robots, we demonstrate that perceptual learning directly supports behavioural learning and so promotes a progressive structuring of behaviour. This structuring leads to a systematic bias in input sampling, which directly affects the organization of the perceptual system. This external, environmentally mediated feedback matches the perceptual system to the emerging behavioural structure, so that the behaviour is stabilized.     

江西东江源保护区生态环境监测数据库的构建与应用

地处江西省东南边陲武夷山南缘的东江源保护区,是珠江的第三大支流-东江的发源地,其生态环境状况不仅影响江西的生态环境质量,更直接关系到粤港地区饮用水安全,关系到区域生态、经济社会的发展.阐述了东江源保护区生态环境监测数据库的构建与应用.该数据库由矢量、栅格和文本等数据类型构成,以20世纪80年代中期的数据为基准数据,构成本底数据库;然后在地理信息系统软件ARCGIS的支持下,以遥感影像数据解译获取的实时数据,配以同期的统计数据、实地观察数据为动态数据源,经过图形化处理等加工程序,与一定的空间（图形）数据配准,组成东江源保护区的生态环境数据库.最后在本底数据库的支撑下,通过ARCGIS空间分析模块的处理,与不同时期的数据进行空间运算,获得该区生态环境的实时状况,从而实现生态环境监测.实际应用中,通过20世纪90年代和21世纪初数据的检验、验证,证明是有效的,可以进行动态更新和生态环境的实时评价,有力地支撑了区域生态环境的监测,为区域生态建设提供科学依据.