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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    基于计算机视觉的植物病害识别方法综述

    于明郭志永王岩
    4811-4823页
    查看更多>>摘要：病害识别是计算机视觉技术在农业领域的重要应用之一,对及时发现和早期预防植物病害起着关键作用.近年来,随着病害识别方法的不断演进,病害识别性能有了显著提高,但自然条件下病害特征提取困难、病害严重程度难以区分等问题依然存在.为了在现有方法的基础上进一步探索病害识别的新思路,先是针对不同识别目标,分析病害识别和病害严重程度识别的研究现状.然后从视觉特征类型和学习方式两个角度对植物病害识别方法进行全面的比较与研究,指出深度模型是当前植物病害识别的主流方法,融合多源信息和结合不同的机器学习方式是改进植物病害识别的重要手段,并将不同识别方法在主流数据集上的性能进行对比和分析.最后对未来发展方向进行展望.

    植物病害识别计算机视觉卷积神经网络特征提取注意力机制

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    张拉整体结构的智能化找形研究进展

    郭茂祖李卓璇李阳邵首飞...
    4824-4833页
    查看更多>>摘要：近年来,"未来的结构体系"张拉整体结构得到学术界的广泛关注.其中,找形是张拉整体结构设计的关键步骤,即确定结构的平衡状态的过程.随着人工智能逐渐应用到各个领域,张拉整体结构的智能找形方法也应运而生,通过使用人工智能技术改进传统的找形方法,以达到简化找形流程的目的.首先介绍人工智能在建筑领域的应用;其次,阐述使用人工智能技术改进张拉整体结构找形方法的研究意义;然后介绍张拉整体结构几种常用的传统的找形方法及其优缺点,再通过调研大量文献,对现在最新的张拉整体结构智能找形方法,特别是优化算法和神经网络方法进行详细介绍和分析;最后,预测并分析总结该领域未来可能的研究方向及相应的发展趋势.

    张拉整体结构人工智能找形方法优化算法神经网络

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    考虑运输损耗和运输成本的多状态配送网络可靠性评估

    徐秀珍张媛媛何灿岳名扬...
    4834-4842页
    查看更多>>摘要：在考虑运输损耗和运输成本约束情形下,提出多状态配送网络可靠性评估方法.通过引入损耗因子刻画运输损耗,进而根据需求流量和运输损耗建立流分配策略;基于此分配策略、运输边容量约束以及运输成本约束,提出计算配送网络可靠性的极小容量向量方法.通过实例分析验证了算法的有效性,并从可靠性视角探讨了关键运输边的识别方法,研究成果可为管理者在配送网络运维方面提供决策指导.

    可靠性多状态配送网络运输损耗运输成本极小容量向量

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    基于小波峭度的土壤表层机油浓度预测方法应用

    姜宁超景敏司冰琦贺兆南...
    4843-4850页
    查看更多>>摘要：机油污染物对于农作物生长和土壤基质产生不可忽视的影响,造成农作物减产甚至绝收等现象.为解决土壤表层中机油污染物质浓度预测的问题,利用荧光诱导技术获得机油光谱曲线,提出以小波峭度作为量化参数进行土壤表层中污染油浓度预测的方法,以市面出售3种不同机油结合随机森林回归算法进行了比较分析.实验结果表明:选取小波峭度参数的随机森林对3种机油的浓度预测结果利用相关系数RP和均方根偏差(root mean square deviation,RMSD)进行评价,对齿轮油、发动机油、摩托车机油的预测,分别提高了1.2％、2.2％、1.9％和14.9％、32.4％、16.8％;在实验制备的3种机油样本中,从中各选取浓度为0.01～0.3 mUg的30组样本进行模型预测验证,对其识别准确率δ分别提高了6.67％、6.66％、9.96％;同时也验证了小波峭度参数在多个回归模型中的预测精度均有提高,具有较高的预测性能.研究成果为土壤表层中其他烃类污染物浓度预测回归模型提供了一定的参考,为农业生产和土壤环境的可持续发展提供一种有效的检测手段.

    小波峭度浓度预测土壤回归算法

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    基于Cornell的自适应电离层闪烁强度的模型研究

    易首成纪元法孙希延韦照川...
    4851-4860页
    查看更多>>摘要：针对Cornell模型在同一闪烁条件下,数据更新周期越长,估计和模型输入的幅度闪烁指数S4的偏差越大,并随着电离层闪烁的增强而增强的问题,提出基于Cornell模型的自适应S4的电离层闪烁模型即AS4-Cornell模型.模型以S4的偏差作为BP(back propagation)神经网络比例积分微分(proportional integral derivative,PID)算法的反馈,自动调整输入的复高斯白噪声的区段权值,使最终产生的闪烁信号满足模型输入的闪烁指数S4的指标.结果表明:仿真时,AS4-Cornell模型的幅度和相位闪烁序列概率分布均符合电离层闪烁理论,估算得到的电离层幅度指数S4与模型输入S4指数的最大偏差为0.001;全球定位系统(global positioning system,GPS)电离层闪烁模拟器测试时,AS4-Cornell模型估算得到的电离层幅度指数S4与模型输入S4指数的最大偏差为0.09;相比Cornell模型,AS4-Cornell模型产生的电离层闪烁信号更能够很好地反映模型输入的电离层闪烁指数S4的强度.

    电离层闪烁模型Cornell全球定位系统(GPS)电离层闪烁模拟器BP(backpropagation)神经网络比例积分微分(PID)算法

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    川西四家寨金矿三维模型对找矿预测的启示

    范钰婷陶思影李红宾谢卓麟...
    4861-4868页
    查看更多>>摘要：随着浅地表矿开采殆尽,深部隐伏矿体的寻找与预测成为当前主要研究方向,计算机数据模拟技术的快速发展与应用使得三维地质建模技术不断发展,对深部矿体的展示以及矿产勘查预测能够起到显著的辅助作用.使用Surpac三维可视化矿山软件,利用已有矿山剖面资料建立川西康定四家寨金矿的矿体三维模型、地表三维模型以及断层三维模型,形象地展示出矿体展布特征及矿体、地表及切割矿体断层的三维空间分布关系,并根据矿体三维模型空间延伸规律及断层切割作用分析.结果表明:在矿体南侧及南侧深部具有很好的找矿前景.根据前期收集到的地质资料分析对比,可见Surpac能够较好地模拟矿体形态,可以对矿体向外的延伸进行预测,为川西四家寨金矿的进一步矿产勘查和矿体预测提供可视化证据.

    四家寨金矿三维地质建模GeoviaSurpac软件深部预测川西

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    基于数据融合的无人机影像碎屑岩岩性识别

    闫彦芳邵燕林王庆曾齐红...
    4869-4875页
    查看更多>>摘要：不同类型岩性影像纹理相似性高,基于单一的二维影像进行岩性识别精度较低.针对这一问题,开展了顾及影像深度信息的岩性智能识别方法研究.利用无人机影像具有多模态的特性,采用通道叠加、IHS(intensity,hue,saturation)变换、小波变换以及多模态融合4种影像融合方式,将深度信息融入影像数据中,运用深度卷积神经网络DeepLabv3+进行碎屑岩岩性识别.经人工解译结果对比分析,结果表明:实验区内基于多模态融合影像的岩性识别精度最高,Kappa系数可达76.17％,总体识别精度可提升到91.05％;分析认为,顾及影像深度信息的岩性智能识别方法针对岩层表面不平整,高差落差大的砾岩识别效果有明显提升,但表面平整、高差表现不明显的泥岩和砂岩地层识别效果有待提升.研究成果为野外碎屑岩露头岩性快速识别提供了新思路.

    数据融合岩性识别无人机(UAV)影像碎屑岩

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    水位升降和降雨联合作用的岸坡流固耦合及失稳机理分析:以贵州平塘六硐南岸滑坡为例

    刘晶左双英
    4876-4886页
    查看更多>>摘要：为探讨涉水滑坡受水位升降及降雨作用变形机制及稳定性影响,以贵州平塘六硐南岸滑坡为研究对象,通过野外调查及现场监测,分析滑坡灾害产生的地质背景和变形特征.基于非饱和渗流理论和极限平衡分析,运用有限元软件Geo-studi-o,计算滑坡在673～685 m水位波动和降雨作用不同工况组合下的稳定系数,得到渗流场、应力场和位移场的变化规律,探明滑坡变形迹象及破坏机制.结果表明:该滑坡累计位移曲线呈现"阶跃状"特征,变形与河流水位变化、强降雨在时间上存在对应关系;雨强增大会降低滑坡稳定性,雨停滞后一定时间稳定性恢复;水位上升和下降,分别会使坡体稳定性增加和降低,且升降速率越大,稳定性变化程度越明显;水位下降和降雨联合作用为最不利工况,正是因为2020年7-9月坡体历经2次最不利工况,导致滑坡复活并且变形加剧.研究成果可为山区河岸滑坡防灾减灾提供一定参考.

    滑坡有限元数值模拟水位升降及降雨流固耦合

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    基于眼球追踪的手术器械设计者与使用者的差异性分析:以工程师与医生为例

    李保霞项宗柱黄锡艺王丽...
    4887-4894页
    查看更多>>摘要：为保证手术器械设计过程中工程师的设计需求符合医生的实际使用需求,对工程师和医生在手术器械使用中的表现进行差异性研究.通过模拟手术实验,设置关键任务与非关键任务,对12名工程师与12医生进行眼动数据(瞳孔直径和平均扫视幅度)与问卷数据(整体评价和各指标评价)的收集,通过四方面分析得到差异结果.结果表明,认知差异:关键任务中,医生瞳孔扩张,具有更高的认知负荷;注意力差异:医生采用主次注意力分配策略,工程师采用平均注意力分配策略.关键任务中,医生相较于工程师注意力集中,扫视幅度小,信息搜索效率高;器械关注度:非关键器械中,工程师设计冗余,超出医生的实际需求;器械评价指标关注度:安全性是共同关注的指标,舒适度相关评价差异性大.可见,应关注设计者角度和使用者角度存在的差异,找到设计和优化关键点,从医生临床实际需求出发进行手术器械的优化与设计,提高手术器械的可用性.

    差异性分析手术器械设计优化医生工程师

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    保肝颗粒对大鼠酒精性肝损伤的早期干预作用

    朱正望高达郭桓博赵静涵...
    4895-4901页
    查看更多>>摘要：观察保肝颗粒对大鼠酒精性肝损伤的早期干预作用.将144只大鼠随机分为空白组、模型组、联苯双酯组、保肝颗粒低、中、高剂量组,给药1 h后除空白组外,其余各组按10 mL/kg灌胃50％乙醇,1 h后重复灌胃50％乙醇一次,空白组灌胃等体积蒸馏水,连续6 d.于实验开始的第2、3、4、6天每组分别随机处死大鼠6只,腹主动脉取血,检测血清中丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、总胆红素(total bilirubin,TBIL)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、α-谷胱甘肽-S-转移酶(α-glutathione S-transferase,α-GST)、谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GLDH)、精氨酸酶 1(arginase 1,Arg-1)、嘌吟核苷酸磷酸化酶(purine nucleotide phosphorylase,PNP)水平;肝匀浆中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平.结果表明:与空白组比,模型组大鼠血清 AST、ALT、ALP、TBIL、TNF-α、IL-6、α-GST、GLDH、Arg-1、PNP水平明显升高(P＜0.05,P＜0.01),肝组织MDA水平明显升高、SOD水平明显降低(P＜0.05,P＜0.01);与模型组比,保肝颗粒可以明显降低血清AST、ALT、ALP、TBIL、TNF-α、IL-6、α-GST、GLDH、Arg-1、PNP的水平,提高肝组织中SOD的活性,降低MDA的含量(P＜0.05,P＜0.01).说明保肝颗粒早期干预大鼠酒精性肝损伤有较好的保肝作用.

    保肝颗粒酒精性肝病大鼠早期生物标志物

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