南水北调中线总干渠藻类的生态调度

南水北调中线总干渠无在线调蓄水库,对藻类生态调度过程中出现的问题开展生态调度实现策略和实施方式研究。主要实现策略包括:划定自身的调蓄区,隔离生态调度对下游的影响;采用高效的渠池运行方式,减少生态调度时蓄量的反复调整;综合考虑安全、快速、平稳等需求,设定生态调度实施进程和方式。具体实施方式包括:将总干渠划分为流速调控区、调蓄区和正常运行区,分别实施等体积、控制蓄量和闸前常水位方式运行;将生态调度过程划分为充水阶段和泄水阶段,基于流速调控目标值、持续时长和水位降幅约束条件,确定各阶段时长和各分区的闸门群调控方案等。基于2018年3月输水工况,采用明渠一维非恒定流模型,仿真总干渠上游15个渠池的藻类生态调度过程。结果表明,生态调度可在3.5 d内完成,各渠池的平均流速由0.48 m/s增至0.93 m/s,持续时间超过2 h。在整个生态调度过程中,水位变化平稳,水位变幅符合安全阈值要求,下游渠道的正常运行未受生态调度明显影响。     

基于移动窗口法的城市遥感生态质量评价研究

为进一步提高城市生态监测的精确度，在前人开展的城市生态遥感监测研究的基础上引入“区域尺度”的概念，充分考虑小区域范围内不同地物间的交互作用，并利用移动窗口模型(Moving Window-Remote Sensing Ecology Index, MW-RSEI)对沈阳市浑南区的遥感影像进行逐像元分析。实验结果表明，MW-RSEI模型和生态遥感监测模型（Remote Sensing Ecology Index, RSEI)在整体生态评价趋势上表现出一致性。但MW-RSEI模型对城市生态中的细节区域表征更明显。考虑到建筑及裸地周围植被的影响，其较差生态区域的占比仅为6%，生态评价为优的区域占比为11%。研究区生态评价结果表现得较为连续，并未出现明显的断层现象。该结果具有现实意义且与实际生态分布更为符合。MW-RSEI模型在城市生态监测中更为适用，可为相关部门提供一定的技术参考。     

基于改进相干增强扩散与纹理能量测度和高斯混合模型的导光板表面缺陷检测方法

针对液晶屏(LCD)导光板表面缺陷检测方法存在漏检率和误检率较高,对产品表面复杂渐变的纹理结构适应性差的问题,提出一种基于改进相干增强扩散(ICED)与纹理能量测度和高斯混合模型(TEM-GMM)的LCD导光板表面缺陷检测方法。首先,构建ICED模型,基于结构张量引入平均曲率流扩散(MCF)滤波,使得相干增强扩散(CED)模型对缺陷的细线状纹理有良好的边缘保持效果,并利用相干性得到缺陷纹理增强和背景纹理抑制的滤波后图像;然后,根据Laws纹理能量测度(TEM)提取图像纹理特征,将图像的背景纹理特征作为离线阶段高斯混合模型(GMM)的训练数据,使用期望最大化(EM)算法估计GMM参数;最后,计算待检测图像各像素的后验概率,并将其作为在线检测阶段缺陷像素的判断依据。实验结果表明,该检测方法在导光颗粒随机、规则两种分布的缺陷图像测试数据组上的漏检率和误检率分别为3.27%、4.32%和3.59%、4.87%。所提检测方法适用范围广,可有效检测出LCD导光板表面划痕、异物、脏污和压伤等类型的缺陷。     

公民水素养评价表征因素模型构建与分析

针对我国水资源紧缺、水生态损害、水环境污染等相关水问题,以提升全民爱水惜水节水护水的意识和能力为目标,从水素养概念出发,通过扎根理论质性研究方法对公民水素养评价的表征因素进行筛选和提炼,最终得出包含水知识、水态度、水行为为主范畴的10个表征因素并运用解释结构模型(ISM)深入剖析各因素之间的内在联系。在此基础上建立了3级多层次递阶结构模型,进一步精确描述系统各要素两两之间的直接关系。结果表明:公民水素养评价的表征因素自上而下形成了表象层、中间层和根源层等3个层级,可直观、清晰地反映表征因素之间的递阶、层级关系;水态度在各表征因素中具有调节作用以及各表征因素之间存在内在逻辑关系。研究成果为提高公民水素养水平提供一定的科学依据和政策参考。     

Perception‐aware autonomous mast motion planning for planetary exploration rovers

Highly accurate real‐time localization is of fundamental importance for the safety and efficiency of planetary rovers exploring the surface of Mars. Mars rover operations rely on vision‐based systems to avoid hazards as well as plan safe routes. However, vision‐based systems operate on the assumption that sufficient visual texture is visible in the scene. This poses a challenge for vision‐based navigation on Mars where regions lacking visual texture are prevalent. To overcome this, we make use of the ability of the rover to actively steer the visual sensor to improve fault tolerance and maximize the perception performance. This paper answers the question of where and when to look by presenting a method for predicting the sensor trajectory that maximizes the localization performance of the rover. This is accomplished by an online assessment of possible trajectories using synthetic, future camera views created from previous observations of the scene. The proposed trajectories are quantified and chosen based on the expected localization performance. In this study, we validate the proposed method in field experiments at the Jet Propulsion Laboratory (JPL) Mars Yard. Furthermore, multiple performance metrics are identified and evaluated for reducing the overall runtime of the algorithm. We show how actively steering the perception system increases the localization accuracy compared with traditional fixed‐sensor configurations.     

生态伦理视角下的包装设计策略研究

如今人与自然的矛盾愈发凸显,生态系统失衡、资源危机等挑战接踵而至,可持续发展观应运而生,成为时代命题,也是时代目标。包装设计自然应当顺应时代需求,站在生态伦理视角重新思考其发展路径。针对包装中“过度包装”、“用材浪费”等有悖可持续发展要求的现象,从生态伦理视角出发,探究生态环保包装设计策略。引入生态伦理学理论,总结包装设计潜藏的生态伦理挑战,说明绿色生态包装设计的必要性与可行性,结合案例分析并阐述其设计策略,归纳出绿色生态包装设计的基本原则与设计方法。从生态伦理视角审视包装设计,有助于设计者建立生态环保意识与责任意识,了解包装设计的时代需求;同时跳脱出传统思维模式,对包装设计进行优化与创新。     

长江经济带城市生态效率演变及驱动因素分析

城市生态文明建设依托于生态效率的改善，基于2005—2016年长江经济带107座城市面板数据，采用超效率SBM（slacks-based measure)模型测算生态效率，并结合探索性空间分析与空间马尔科夫链等探讨生态效率时空演化格局的内在规律， 实证分析生态效率驱动因素的影响效果。研究表明：2005—2016年经济带生态效率总体呈平稳态势，上、中、下游呈现“阶梯型”分布，下游依次优于中游和上游地区，部分地区生态效率呈“两级型”分化趋势；城市间生态效率发展存在空间联动效应，与生态效率高的城市为邻，其正向溢出作用促进城市状态向高水平跃迁，而与生态效率低的城市为邻，其负向作用拉动城市状态向低水平发展；人口规模与产业升级对经济带不同流域具有异质性作用，其提升下游生态效率而抑制中游和上游生态效率，产业升级与生态效率存在“U”型关联，意味着产业升级在短期内并不能使生态效率状态改善，而经济发展有利于促进生态效率向高水平状态演变。     

基于机器视觉的运煤车车号识别技术研究

在铁路运煤装车过程中为了快速、准确地识别车号,提出一种基于机器视觉的运煤车车号识别技术。将连通区域提取与投影分割法结合,实现车号的粗定位、细分割,并对图像中的断裂字符进行二次分割,构建了基于BP神经网络的分类模型进行车号识别,提升了煤炭装车的效率和精度。     

基于DoG检测图像特征点的快速二进制描述子

针对SIFT描述子实时性差和传统二进制描述子对尺度、旋转和视角变化鲁棒性差的问题,本文通过优化采样模式和添加灰度差分不变量比较测试进行改进,提出了一种鲁棒性更高的二进制描述子。首先,设计了一种尺度关联、编号标记的采样模式;然后,旋转采样模式中各采样点到特定位置,确保描述子尺度、旋转不变性;接着,分析了采样点点对模式对描述子的影响,选择使用机器学习训练后的128对采样点对;最后,选择灰度值比较测试及梯度绝对值和比较测试构建二进制描述子。实验中采用DoG检测图像关键点,结果表明:本文提出的描述子在描述子构建和描述子匹配上比SIFT描述子分别快84%和67%;在有视角变化的图像匹配上,准确率比传统的二进制描述子高3%~5%,召回率平均要高30%以上。本文提出的特征点描述方法适用于时间要求高的图像匹配领域。     

陕北沙漠区浅埋厚煤层开采潜水位及生态响应

煤炭开采造成上覆岩层破裂、移动，破坏了矿区含（隔）水层结构，改变了地表水及地下水循环演化状态，对浅表层生态环境造成严重影响，引发一系列环境地质问题。为深入研究沙漠地区厚煤层开采给潜水位及生态环境造成的影响，以毛乌素沙漠金鸡滩矿为例，对水文地质条件进行了研究，采用数值模拟的方法，模拟了沙漠区厚煤层开采潜水位的变化，并通过采动潜水位监测数据验证了预测结果。调查分析了研究区及周边地表生态环境现状，预测采后潜水位基本满足植物生长需求，对生态环境影响不大。