气象酸雨分析评估系统设计与应用

本次研究采用山西省气象局现有五个酸雨观测站的酸雨观测资料,开发出一套适用于山西省本地区且拥有良好界面的酸雨数据业务平台,通过本系统可以实现酸雨资料入库、查询、制表、制图等各项操作,更加形象、直观、便捷的明确山西省酸雨的时间和空间分布特征,以及山西省酸雨与气象条件(包括风向、风速、降雨量等气象要素)关系的分析、查询和显示,同时制作酸雨质量公报的表格。     

大同市降水ｐＨ值与ＰＭ１０质量浓度相关性研究

通过对大同市2006-2009年PM10质量浓度、降水pH值及气象常规数据统计分析,得出结论:PM10质量浓度与降水pH值秋冬季呈显著负相关,相关系数分别为-0.89和-0.99(通过0.02显著性水平检验)、夏季为弱负相关,春季大风期为弱正相关,非大风期呈弱负相关.究其原因主要是由于大同春季大风日较多,风力作用导致内蒙碱性沙尘成为气溶胶主要来源,在一定程度上影响降水pH值以及酸雨频率;夏季大风日较少,PM10主要来源为工业酸性污染物,降水偏弱酸性;秋冬季节进入采暖期,稳定的气象条件和采暖燃煤、工业生产使得酸性污染物浓度急剧升高导致酸雨酸雪.     

DMD编码哈达玛变换高灵敏成像

为了增强探测器在微弱光信号条件下的成像质量,提出了一种利用哈达玛变换(Hadamard Transform,HT)实现高灵敏探测的成像方法。基于探测器噪声独立于信号,且每次测量噪声也相互独立的假设,分析了在哈达玛编码成像与经典成像中,噪声对图像信噪比的影响。推导出编码成像的信噪比提升与编码模板长度n有关,约为经典成像信噪比的n/2 倍。同时采用分区编码的方式,减小了高分辨率图像的编码时间。实验结果表明,与经典成像方式相比,采用分区编码的哈达玛变换成像方法明显的提高了图像的信噪比,同时可以在高分辨率图像条件下,缩短编码时间。     

4A分子筛合成及在牙膏中应用

采用水热法制备粒度均匀的亚微米4A分子筛；利用离子电极法测最合成4A产品对氟离子的吸附效果．其吸附能力可达8mg／g．改变条件可调节吸附、释放适量氟；研究了合成产品与香料香精的配伍性．结果表明：4A分子筛能起到控制吸附、缓释香料香精的作用，结合4A分子筛具有适宜的硬度，满足磨擦剂应具备的基本要求，可以作为磨擦剂在牙膏工业中得到应用。     

基于深度卷积神经网络的红外图像超分辨率重建技术

由于器件及工艺等技术限制,红外图像分辨率相对可见光图像较低,存在细节纹理特征模糊等不足。对此,本文提出一种基于深度卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）的红外图像超分辨率重建方法。该方法改进残差模块,降低激活函数对信息流影响的同时加深网络,充分利用低分辨率红外图像的原始信息。结合高效通道注意力机制和通道-空间注意力模块,使重建过程中有选择性地捕获更多特征信息,有利于对红外图像高频细节更准确地进行重建。实验结果表明,本文方法重建红外图像峰值信噪比（peak signal to noise ratio,PSNR）优于传统的Bicubic插值法以及基于CNN的SRResNet、EDSR、RCAN模型。当尺度因子为×2和×4时,重建图像的平均PSNR值比传统Bicubic插值法分别提高了4.57 dB和3.37 dB。     

基于YOLO-MIR算法的多尺度红外目标检测网络

针对红外图像相对于可见光检测精度低,鲁棒性差的问题,提出了一种基于YOLO的多尺度红外图目标检测网络YOLO-MIR（YOLO for Multi-scale IR image）。首先,为了提高网络对红外图像的适应能力,改进了特征提取以及融合模块,使其保留更多的红外图像细节。其次,为增强对多尺度目标的检测能力,增大了融合网络的尺度,加强红外图像特征的进一步融合。最后,为增加网络的鲁棒性,设计了针对红外图像的数据增广算法。设置消融实验评估不同方法对网络性能的影响,结果表明在红外数据集下网络性能得到明显提升。与主流算法YOLOv7相比在参数量不变的条件下平均检测精度提升了3%,提高了网络对红外图像的适应能力,实现了对各尺度目标的精确检测。     

一种基于归一化光谱向量的高光谱图像实时性非监督分类方法

在保证分类结果清晰、准确的前提下,为了提高分类执行效率,本文基于图形处理器(graphic processing unit,GPU)及并行优化,提出一种基于归一化光谱向量的高光谱图像实时性非监督分类方法.利用高光谱图像的空间一致性有效提高分类精度,同时,利用归一化光谱向量简化了像元间相似性的计算公式,统一了图像内像元处理方式,并利用GPU并行技术有效提高计算速度.首先,利用GPU并行处理方法计算空间相邻像元间光谱向量相似性,根据高斯拟合取得安全阈值;然后利用光谱角作为像元光谱相似测度,将相似像元划为同质区;最后以同质区内各像元平均光谱向量表述同质区光谱特征,根据安全阈值合并相似的同质区完成分类.用AVIRIS数据评估了该方法性能.本文的理论分析和实验结果显示,与现有非监督分类方法相比,该方法分类精度更高,同时,算法本身运行速度更快.     

4A分子筛的合成及其在牙膏磨擦剂中的应用

采用水热法制备了粒度均匀的亚微米4A分子筛,较佳工艺条件是：n（SiO2）／n（Al2O3）为1、9、n（Na2O）／n（SiO2）为1、6、n（H2O）／n（Na2O）为40,导向剂量为反应物料摩尔比的5％,90℃晶化1．5h;利用离子电极法测量合成4A产品对氟离子的吸附效果,其吸附能力可达8mg／g,改变条件可调节吸附、释放适量氟;研究了合成产品与香料香精的配伍性,结果表明：4A分子筛能起到控制吸附、缓释香料香精的作用,结合4A分子筛具有适宜的硬度,满足磨擦剂应具备的基本要求,可以作为磨擦剂在牙膏工业中得到应用。     

山西省酸雨数据统计系统设计与创新

为了更好地开展酸雨研究和防治,我们特地研发了一款用于统计酸雨数据的系统。该系统的问世使酸雨研究人员彻底摆脱了繁冗的人工计算,效率更高,速度更快,酸雨数据逐月比较功能大大方便了科研人员研究不同地区和全省的酸雨趋势,为评估未来酸雨形势打下了坚实的理论基础。