基于随机森林的京津冀地区PM2.5遥感反演及变化分析

大气细颗粒物PM_2.5是影响人类生存环境和身体健康的主要大气环境污染物,研究PM_2.5质量浓度季节变化的规律及空间分布特征,对于大气污染物的预防和治理有着重要的意义。利用2018～2020年MODIS卫星L2级AOD产品、MERRA-2气象数据以及地面站点PM_2.5实测数据,基于改进的随机森林算法,构建AOD-PM_2.5反演模型,对京津冀地区PM_2.5质量浓度进行估算,并分析PM_2.5质量浓度空间分布特征以及季节变化规律。结果表明：(1)春夏秋冬4组模型决定系数(R2)均值分别为0.78、0.66、0.83、0.83,模拟精度较高。(2)2018～2020年京津冀地区春夏秋冬四季PM_2.5浓度呈显著的空间分布特征及季节变化规律。其中PM_2.5污染最大值出现在冬季,最小值出现在夏季。(3)历年同季节相比,京津冀地区PM_2.5污染范围和浓度数值均有所减小,2020春季和秋季PM_2.5<...     

热处理对CMT电弧熔丝增材制造Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金显微组织和力学性能的影响

采用基于冷金属过渡焊接的电弧熔丝增材制造技术(CMT-WAAM)制备了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(Ti6321)合金,研究了热处理对Ti6321合金显微组织、力学性能的影响。研究表明,沉积态Ti6321合金组织由不规则的多边形原始β晶和晶界α相(α_GB)组成,晶内分布有厚度不均的α片层和少量β相。经α+β两相区退火后,α片层内部的位错密度降低,其中,700℃退火后强度和冲击吸收功均有所降低,800℃退火后冲击吸收功提高,且强度达到1050 MPa以上。经双重热处理后析出次生α相(α_s),晶界α相(α_GB)弱化呈断续分布,Ti6321合金冲击吸收功最高达到34 J。不同热处理状态下的冲击断口均有大量韧窝,为典型的韧性断裂。     

以赛促学:设计与建造,探索与实证——以2021迪拜国际太阳能十项全能竞赛作品“X HOUSE”为例

以2021年迪拜国际太阳能十项全能竞赛总冠军华南理工大学参赛作品“X HOUSE”为例,从空间设计的弹性、外部资源的利用、内部物质的循环3个方面讨论一种基于综合性能优化、多学科整合的小型住宅设计策略,为全球减碳、能源转型下的设计思维转变提供参考。通过分析比对设计目标、模拟结果、赛时数据与公众体验的吻合程度进行实证。     

煤层钻孔瓦斯抽采效果影响因素分析

为研究瓦斯抽采效率的影响因素,考虑吸附瓦斯与游离瓦斯建立了煤层瓦斯流动的流固耦合模型,本文采用COMSOl数值模拟软件,分析了不同初始地应力、初始渗透率以及钻孔直径条件下的瓦斯抽采效果以及抽采有效半径变化情况。研究结果表明：初始地应力、初始渗透率和钻孔直径均会影响瓦斯抽采效果,但其对瓦斯抽采效果的影响程度不同;抽采有效半径对初始渗透率的变化最敏感,钻孔直径次之,对初始地应力的敏感程度最低;在某一钻孔直径范围内,瓦斯抽采效果随钻孔直径的增加变化不明显,而超出此范围后,抽采效果有明显提高,选择合适的钻孔直径对于提高瓦斯抽采效果具有重要作用。     

方向自适应的星载光子计数激光测高植被冠层高度估算

星载光子计数激光测高系统具有较高的沿轨距离分辨率,能够探测得到植被冠层和地表的连续高程信息。然而星载植被点云的低点云密度和低信噪比,对植被相对冠层高度的估算方法提出了新的要求。本文提出了一种方向自适应的星载光子计数激光测高植被点云冠高估算方法。首先通过寻找点云高程统计直方图中代表冠层和地面位置的极值进行粗去噪,大致得到信号高程所在的范围,并估算出冠层,地面和噪声点云的平均密度以及地表坡度。随后对粗去噪后的点云进行方向自适应的密度聚类精去噪,其邻域的方向为地表坡度,与密度有关的阈值均根据估算出的点云密度自适应的做出调整。在滤波后,结合点云的密度和高程百分比分别找出地面与树冠顶端的初始点,并通过三角网方法(TIN)扩展初始点以进行分类,最终确定地表与树冠顶端的高程。采用ATLAS星载激光测高仪的植被点云对算法进行了验证,结果表明算法能够正确估算植被冠高,十分适用于坡度较大和叶面积指数较低的地区,其中冠顶与地面的高程和机载LIDAR数据高程的决定系数R~2分别为0.99与0.77,均方根误差RMSE为0.28 m与2.6 m。     

改进YOLOv5的无人机影像车辆检测方法

针对传统遥感影像车辆目标检测算法易受干扰、鲁棒性较差且在实际应用当中会产生一定的漏检与误检现象等问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的轻量级无人机遥感影像车辆目标检测算法。以YOLOv5s为基线模型,根据车辆目标长宽比相对固定的特点,对锚框尺寸进行修正,提高了锚框与车辆目标的契合度;针对无人机影像中车辆密集情况,进行了加权框融合改进,对检测框合并,解决了预测框计数不准确的问题;由于车辆目标具有多变性,通过增加注意力机制网络,提升了模型识别车辆的速度和准确性。研究表明,改进的YOLOv5s模型可以实现实时准确的无人机影像车辆检测。     

基于能源性能的零能耗住宅设计与运行研究——2021迪拜国际太阳能十项全能竞赛策略技术综述与评价

本文概述零能耗住宅可持续发展的方向与策略,以2021迪拜国际太阳能十项全能竞赛参赛作品为例,结合竞赛构建的评价框架与运行数据,从设计和运行两个层面,综述与分析零能耗住宅的被动式设计、主动式设计、太阳能应用、运行策略对建筑能源性能、舒适性能等层面的影响,评价其策略与技术措施的优势与局限性,提出改进建议及启示,为未来住宅实现零碳提供设计参考。     

马兰矿“以孔代巷”抽采下邻近层瓦斯可行性研究

马兰矿常用底抽巷顺层钻孔抽采下邻近层瓦斯,但存在瓦斯治理成本高、矿井生产衔接紧张等问题。针对上述工程难题,提出了以定向长钻孔替代底抽巷抽采下邻近层瓦斯的“以孔代巷”思路,并在18506工作面开展了工业性试验,分析了定向长钻孔替代底抽巷的可行性条件。研究结果表明：定向长钻孔抽采卸压瓦斯时,每一主孔（分支）的平均抽采流量为0.40 m3/min,效果显著;此外,若定向长钻孔按间距30 m布置对18506工作面下邻近层卸压瓦斯全覆盖抽采,可以替代底抽巷顺层钻孔抽采9#煤层卸压瓦斯;进一步以18506工作面回风瓦斯浓度0.8%为控制条件,定向长钻孔替代底抽巷顺层钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯且兼顾预抽下邻近层瓦斯的可行条件分别是9#煤层瓦斯含量应不超过6.41 m3/t和7.88 m3/t。研究成果可以为我国高瓦斯突出矿区开展“以孔代巷”工作提供借鉴。     

星载光子计数激光雷达海面点云仿真方法

星载光子计数激光雷达作为一种新的探测体制激光雷达,已开始应用于海面测量。然而受海风等多种因素的影响,海面存在一定的粗糙度和较大的起伏变化,因此光子计数激光雷达返回的信号点云在返回能量和信号光子分布上存在较大的变化,潜在的影响到了海面高程测量精度。本文基于JONSWAP海浪谱和微面元模型理论,结合蒙特卡洛方法建立了光子计数激光雷达海洋目标的仿真模型。以ICESat-2星载光子计数激光雷达的系统参数作为输入,仿真了不同风速条件下海面的信号光子分布,通过与ICESat-2实测结果对比证明了仿真方法的正确性。基于仿真模型,分析了不同风速条件下,光子计数激光雷达的测距误差分布。结果表明,光子计数激光雷达测得的海面高程小于实际参考海面,且测量偏差和标准差随风速增加而增大,当风速为10m/s,累计脉冲次数为100次时,测量偏差约为-2.5 cm,标准差为3.6 cm。所建立的仿真模型和分析结果对优化针对海面观测的星载光子计数激光雷达的系统参数设计和平均海面观测结果修正具有重要的参考意义。