科研产出
面向地震波初至智能拾取的超分辨率深度残差方法研究
《石油地球物理勘探 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对常规语义分割网络在初至拾取中存在的精度低、泛化能力差等问题，基于U-Net网络，结合残差学习模块和亚像素卷积方法，构建了一种超分辨率深度残差网络的初至智能拾取方法(SD-Net)。该方法使用具有跳跃连接的U型网络融合地震数据的多尺度信息，通过端到端的训练方式简化工作。首先，在SD-Net的下采样阶段引入残差学习模块，克服深层网络退化问题，有效提高对地震数据的学习能力；其次，上采样阶段采用亚像素卷积方法，通过卷积和多通道间的像素重组实现特征图超分辨率重建，以更高精度定位初至；另外，利用迁移学习将模型应用于中、低信噪比模拟数据，仅需少量标注数据即可训练得到最优初至拾取模型。实际算例表明：与U-Net方法相比，SD-Net训练效率明显提高；网络模型具有更高准确率和鲁棒性；迁移学习模型预测的结果验证了SD-Net具有较强的泛化能力；该方法在实际生产应用中对实现高效、准确的初至智能拾取具有重要意义。
关键词： 初至拾取 U-Net 残差学习模块 亚像素卷积方法 SD-Net 迁移学习
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烹饪方式对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)脂质及挥发性物质的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究风味差异的形成机制，以凡纳滨对虾为研究对象，研究蒸制和微波加热2种烹饪方式对脂质组成、脂质氧化水解程度及挥发性物质的影响。结果表明，凡纳滨对虾在烹饪后总脂和脂质组成（磷脂、甘油三脂及游离脂肪酸）含量均显著降低（P＜0.05）。蒸制和微波加热的对虾，其脂质组成也有所差别，与蒸制相比，微波加热虾肉中的磷脂含量偏高，而游离脂肪酸含量偏低。鲜虾烹饪后饱和脂肪酸含量显著下降，不饱和脂肪酸含量显著上升（P＜0.05），可能与磷脂的水解有关。蒸制和微波加热加速了脂质的氧化水解，酸价和硫代巴比妥酸反应物值均显著升高（P＜0.05）。电子鼻分析结果显示鲜虾、蒸制和微波加热虾肉的气味特征有明显不同，且微波加热气味变化更大。采用气相色谱-离子迁移谱从虾肉中分离鉴定出25种挥发性物质，其中2,3-戊二酮、2-丁酮、2-甲基丁醛、己醛、1-辛烯-3-酮和戊醛等是熟虾肉主要的风味物质，且在微波加热的样品中含量更高。Pearson相关性分析结果表明，脂质的氧化水解对风味形成有重要贡献，游离脂肪酸中的C14:0、C15:0、C16:1、C18:1n9c、C18:2n6c、C18:3n3与虾肉特征气味形成密切相关。
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基于振幅加权的拖缆与海底地震资料联合波形反演方法
《地球物理学报 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：南黄海新近系沉积层与其下方中-古生代海相地层之间速度差异大，存在强波阻抗界面，导致接收的浅部和中深部地层的反射波振幅差异极大.一般全波形反演方法未考虑不同界面反射波振幅的差异，对南黄海浅部沉积层速度的反演效果好，而对中深部地层速度的反演效果差.为此，本文提出一种基于振幅加权的拖缆与海底地震资料联合波形反演方法.该方法对中深部弱反射波数据施加较大的权重，对浅部强反射波数据施加较小的权重，从而均衡浅、中和深部地层反射波的振幅，使得自浅至深所有地层速度均能得到较好反演效果.同时，该方法利用海底地震资料和拖缆地震记录积分的低频成分反演低波数背景速度场，利用拖缆资料的高频成分提高反演模型的分辨率，充分发挥了拖缆和海底地震资料的优势互补作用，获得了比仅使用单一资料更好的反演结果.根据地震剖面和钻井资料，建立了南黄海中部隆起的速度模型.利用该理论模型的合成地震记录对本文方法进行了测试和分析，验证了本文方法的正确性和有效性.
关键词： 南黄海 波形反演 联合反演 海底地震资料 振幅加权 速度模型 强波阻抗界面
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eDNA监测方法标准化框架及未来图景
《湖泊科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：eDNA(environmental DNA)是指从环境样品(水体、土壤、沉积物、空气、混合物等)中提取的DNA,是各种生物的DNA混合物,区别于传统从单物种样品中提取的DNA.eDNA监测是指从环境样品中提取DNA,用物种特异性引物或特定DNA metabarcoding引物对其进行扩增测序、分类学分析、相对丰度分析、功能预测等,以监测环境中是否存在某特定物种,或者获得环境中物种组成、群落结构、生态功能等相关信息.eDNA监测主要应用在特定物种监测检出、生物多样性调查评估、群落结构和功能分析、生态系统过程分析评估等领域.eDNA监测可以应用在陆地、水体、空气、器物表面、生物(内)表面等任何有可能存在不确定DNA的场景.因为eDNA监测的非侵入性、灵敏检出、大类群检出、易标准化方法与结果、低人力物力时间成本、结果可核查等特点,未来很有希望发展成为一种常规的物种监测、群落功能预测、生态过程分析的方法,对象可涵盖所有生境条件下的所有生物类群.但要实现这个图景,需要从普遍性和特殊性层面完成eDNA监测技术链条中10个关键环节的技术标准化:样品重复数设计、采样时间设计、采样点设计、采样方法设计、样品前处理、样品保存、扩增引物选择、DNA提取—扩增—测序—分析程序、序列比对注释、监测结果后评估.目前来看,10个环节的标准化基本不存在理论上的困难,并且一部分支撑标准化的研究已经启动,甚至一部分标准化的组织工作已在推进,在未来数年内有望完成关键知识、关键数据的积累,推动eDNA监测成为长期性周期性常规生态监测内容,支撑渐行渐近的数据驱动型科学研究和生态管理.
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柴达木盆地英东地区大地热流及影响因素
《地球科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一，地温场对油气成藏过程有重要影响，也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据，结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试，对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.8～35.3℃/km，平均为33.6℃/km，新近系热导率为1.8～2.4W/m/K，平均为2.07W/m/K，大地热流值为65～74mW/m~2，平均为69mW/m~2.热流呈“西高东低”特征，昆北、南翼山及一里坪等地热流值超过65mW/m~2，而阿尔金山前、冷湖构造带及涩北等地较低，咸水泉和冷湖等地普遍低于50mW/m~2.新近系实测平均生热率为2.84μW/m~3，对热流的贡献约20%.研究区具有“热壳温幔”特征，其影响因素包括地壳放射性生热、蚀源区高U中酸性侵入岩、印度板块汇聚引起的构造热及热岩石圈厚度较薄等.
关键词： 柴达木盆地 英东地区 地温梯度 热导率 放射性生热 大地热流 石油地质
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微酸性电解水对盐渍海蜇脱铝的效果研究
《中国食品学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：以盐渍海蜇为原料，探究微酸性电解水对盐渍海蜇的浸泡脱铝效果。经单因素实验筛选浸泡时间、料液比、有效氯质量浓度参数，采用响应面模型对浸泡条件进行优化，从色差、质构及显微分析角度评价脱铝处理对海蜇品质的影响。结果显示，最佳脱铝条件为有效氯质量浓度37 mg/L，浸泡时间27 min，料液比1∶4。在此条件下，铝脱除量为120.17 mg/kg，脱除率为30.41%。各因素对脱铝效果的排序为有效氯质量浓度＞时间＞料液比。随着浸泡时间、料液比和有效氯质量浓度的增大，试验组及对照组产品的硬度、咀嚼性逐渐降低，弹性的变化呈先上升后下降的趋势。处理后盐渍海蜇色泽的亮度（L*）与白度（W）均显著增加。用扫描电镜观察发现，处理后海蜇的微观结构无孔隙出现，结构仍较为致密。
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远洋渔业多波束声呐主机高效散热设计与验证
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解决多波束渔用声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下工作时面临的散热问题，该研究从多波束渔用声呐主机的散热分析出发，运用传热学和结构设计的相关理论，对渔用声呐主机进行了热设计。首先运用系统分析法对声呐主机整个散热过程中的结构和散热方式展开研究；然后，利用热仿真软件对声呐主机的散热过程进行仿真，对比信号处理机在不同风道设计方案下声呐主机的整机温度的变化，多款散热风扇对整机散热效果的影响，在不同环境温度下（20、30、40、50℃）声呐主机的散热能力，以及热设计前后的温度分布；最后，搭建了声呐主机散热测试平台，验证声呐主机的真实散热能力。结果表明，强迫对流与自然冷却结合的散热方式可以解决声呐主机的热量堆积问题。仿真结果表明，4条风道的设计可作为声呐主机的散热方案，选用的FFB0612SHE和FFB0612EHE散热风扇符合声呐主机的散热要求，通过热设计可使声呐主机的温升控制在25℃以内，热量堆积现象大幅改善。散热试验结果表明，热设计后的渔用声呐主机散热能力大幅提升，声呐主机的温升控制在25℃以内，各板卡之间的温度控制在5℃以内，验证了仿真分析结果，在热源与主机外部环境之间形成了一条低热阻的通道。研究结果提高了声呐主机的工作稳定性，为声呐主机在远洋渔船高温、高湿环境下的正常工作提供了解决方案和理论分析方法。
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基于PC-RELM的养殖水体溶解氧数据流预测模型
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：养殖水体中溶解氧浓度一直是最重要的水质参数之一。为了精准地对水体溶解氧进行调控，提高养殖生产效率，降低养殖风险，该研究考虑外部天气条件对溶解氧的影响以及溶解氧自身的昼夜变化特征，提出一种基于正则化极限学习机（principal component analysis and clustering method optimized regularized extreme learning machine,PC-RELM）的养殖水体溶解氧数据流预测模型。首先，采用主成分分析法判断影响溶解氧浓度的强重要性因子，降低预测模型的数据维度；其次，利用熵权法计算各时刻点的天气环境指数，并利用快速动态时间规整算法（fast dynamic time warping,FastDTW）完成时间序列数据流在不同天气环境下的相似度度量；然后使用k-means算法对时间序列的相似度进行聚类分簇，并基于分簇结果完成正则化极限学习机预测模型的构建，实现溶解氧浓度的估算。最后将PC-RELM模型应用到无锡南泉试验基地养殖池塘的溶解氧预测调控过程中。试验结果表明：PC-RELM的预测均方根误差值（root mean square error,RMSE）为0.961 9，与PLS-ELM（partial least squares optimized ELM）、最小二乘支持向量机（least square support vector machine,LSSVM）以及BP神经网络模型进行对比，其RMSE值分别降低了41.54%、54.58%和67.16%。该预测模型可以有效地捕捉不同天气条件下溶解氧的变化特点，具有较高的预测精度和效率。
关键词： 溶解氧 养殖 水质 聚类 快速动态时间规整算法 正则化极限学习机
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裂腹鱼类系统进化及高原适应性研究进展
《湖泊科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：裂腹鱼类是分布于青藏高原及其周边地区的一群鲤科鱼类,随着青藏高原的隆升由原始的鲃亚科鱼类逐渐演化为适应于寒冷、高海拔和急流等恶劣环境的一个自然类群,其共同特征是肛门和臀鳍基部两侧各有一列特化的鳞片(臀鳞),具有生长缓慢、性成熟晚、寿命较长、繁殖力低等生活史特征.裂腹鱼类是四倍体起源,多倍体化事件在其进化过程中发挥了重要的作用.裂腹鱼类特殊的地理分布、形态特征、遗传结构和生活史对策使其成为研究多倍体鱼类和高原适应机制的重要材料,并受到科学家们的广泛关注.本文综合分类学、系统发育与生物地理学、遗传学和生物学等领域,重点从考古学和系统学等多角度对裂腹鱼类的起源与进化进行论述,基于转录组学阐述裂腹鱼类高原适应的分子机制,较为全面地总结了高原多倍体鱼类的系统进化及极端环境适应.
关键词： 青藏高原 裂腹鱼类 生物地理学 系统进化 高原适应性
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稻虾轮作模式面源污染排放特征及其能值评估
《湖泊科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明稻虾轮作模式面源污染排放特征并合理评价该模式的环境可持续性,通过对江汉平原稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中总氮(TN)、总磷(TP)、COD和氨氮(NH3-N)浓度进行监测,对稻虾轮作模式稻田养殖小龙虾的排污系数进行了估算,并采用等标污染负荷法进行了主要污染物解析.运用能值分析方法对稻虾轮作模式进行了包含面源污染的能值评估,对比单季稻模式,对其可持续发展能力进行了定量评价.结果表明:江汉平原稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中 TN、TP、COD 和 NH3-N 的浓度范围分别为 0.53~5.36、0.12~0.70、6.60~78.39 和 0.34~1.75 mg/L,TN、TP 和COD平均排放浓度高于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质标准.等标污染负荷法分析结果表明TN的等标负荷比最高,是稻虾轮作模式面源污染控制的关键污染物.稻虾轮作模式小龙虾养殖排放尾水中TN、TP、COD和NH3-N的排污系数分别为2.994、0.458、35.132和1.405 kg/t,表明稻虾轮作模式面源污染排放系数较低,对环境污染程度总体较小,但也应引起重视,并纳入农业面源污染源排放监测网络当中.包含面源污染的能值分析结果表明,与单季稻模式相比,稻虾轮作模式的可更新资源投入占比、能值产出率和可持续指数更高,环境负载率更低,表明当前的稻虾轮作模式虽然存在一定面源污染风险,但仍具有可持续发展竞争优势.研究结果为估算稻虾轮作模式的面源污染负荷提供了基础数据,为农业面源污染防治和稻虾轮作模式的可持续发展提供了参考依据.
关键词： 稻虾轮作 面源污染 能值分析 等标污染负荷 排污系数
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