基于贝叶斯机器学习的生态模型参数优化方法研究

参数优化方法是准确估计生态模型参数、降低其不确定性的有效手段。本文提出一种基于贝叶斯机器学习的No-U-Turn Sampler（NUTS）生态模型参数优化方法。NUTS是一种高效的参数优化方法,每次取样中利用递归算法生成候选参数集（二叉树）推断参数的后验信息,如果满足约束条件“非U型回转”,不断构建子树更新参数;否则,记录本次抽样的“最优”参数集,并开始下一次取样,直到获取足够样本。该算法在每次取样中充分优化参数,避免因随机游走行为产生冗余抽样,提高了参数优化效率。本文以千烟洲亚热带人工针叶林碳通量模拟为例,基于Pymc3框架利用NUTS参数优化方法实现了碳通量（Net Ecosystem Exchange,NEE）模型参数反演,并与Metropolis-Hastings（MH）方法进行对比。结果表明,本文算法的参数值达到稳定波动时的抽样次数减少了85%左右,参数优化效率提升3倍左右。参数优化后,2种NEE模型中7个参数不确定性降低10%~53%。此外,NEE模拟效果明显提升,模拟值与实测值的R²分别提高23%和17%,RMSE分别降低3%和4%。综上所述,本文提出的参数优化方法对生态领域的参数估计或数据同化工作具有一定的借鉴意义。     

地下水环境健康分功能模糊评价方法

以往的地下水环境健康研究忽视了单个地下水功能对地下水环境健康的决定作用,因此当不同功能的健康程度差别较大时,地下水环境健康的模糊评价结果被平均化,而得到不合理的结论。提出分功能模糊评价方法,并用其评价郑州、开封、新乡和濮阳四城市地下水环境健康状况。结果表明:分功能模糊评价方法不仅可以得到研究区地下水环境的整体健康状况,而且能得到地下水环境不同的功能或属性的健康状况,能够反映研究区地下水的保护、开发和管理的重点。此外,虽然采用数学方法选择评价因子能够避免人类的主观臆断,提高工作效率,但它可能会忽略重要因子或引入扰动因子,所以需要人工检查数学方法筛选出的评价因子。客观赋权方法无法根据各因子的实际意义给出各因子的合理权重,因此需要人工检查和调整各因子权重的分配,从而避免得出错误的评价结果。     

螺旋藻多糖对CD3AK细胞增殖能力的影响

研究了螺旋藻多糖（ＰＳ）对ＣＤ３ＭｃＡｂ激活的杀伤细胞（ＣＤ３ＭｃＡｂ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｋｉｌｌｅｒ Ｃｅｌｌｓ,ＣＤ３ＡＫ Ｃｅｌｌｓ）增殖能力的影响。结果表明,当ＰＳ浓度为２．５μｇ·ｍｌ＾－１培养体系条件下,对ＣＤ３ＡＫ细胞具有明显的刺激细胞增殖作用（Ｐ〈０．０２）;对培养长达２３ｄ的ＣＤ３ＡＫ细胞杀伤肿瘤细胞（Ｋ５６２细胞）的活性仍维持在较高的水平（４６．５％￣５０％）。提示ＰＳ对辐射     

“90.8"长江中上游局地特大暴雨的分析研究

用“9.24”国家攻关课题试验期的地面压、温、湿、风、降水及数字化雷达等逐小时加密探测资料,以及高空物理量和地面逐小时散度、涡度资料,分析研究了1990年8月14日夜晚发生在长江中上游的一次局地特大暴雨,得出了一些初步结果,可供暴雨甚短期分析和预报参考。     

南海北部陆坡表层沉积物强度特征研究

随着海洋开发活动由浅海走向深海,南海北部陆坡的沉积物强度特性逐渐成为关注热点。本文通过参与2015年与2016年共享航次计划,在南海北部莺琼陆坡、神狐陆坡、东沙陆坡、台湾浅滩陆坡进行沉积物重力取样与箱式取样,并现场剖样,用以进行沉积物强度测试。地质取样结果表明东沙陆坡砂含量相对较高并发现直径约22cm黑色气孔状碳酸盐结核。在神狐陆坡沉积物表层发现活体壳类生物,在110cm深度处发现壳类生物遗骸。十字板剪切试验与笔式贯入试验结果表明南海北部陆坡,沉积物强度差异较大。但总体而言,除东沙陆坡外,莺琼陆坡、神狐陆坡、台湾浅滩陆坡表层沉积物强度一般较低。0～20cm范围内,笔式贯入阻力一般小于0.1N,十字板剪切强度最大一般不超过10kPa。0～300cm深度范围内,沉积物强度沿深度方向大致呈递增趋势,个别站位递增趋势不明显。台湾浅滩陆坡等南海北部陆坡表层沉积物存在强度分层:分层界面以上,沉积物强度较低;分层界面处,沉积物强度骤增。该分层界面可能是海底滑坡的潜在滑动面。     

三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估

基于生态系统结构--服务动态过程趋势分析,针对生态保护与建设工程预期目标,构建了由生态系统结构,质量,服务及其变化因素构成的生态成效评估指标体系,研究发展野外观测,遥感监测和生态过程定量模拟一体化的监测评估技术体系,评估了三江源生态保护和建设一期工程的生态成效.结果表明:工程实施8年以来,三江源区宏观生态状况趋好但尚未达到1970s比较好的生态状况,草地持续退化趋势得到初步遏制但难以达到预期"草地植被盖度提高平均20%~40%"的目标,水体与湿地生态系统整体有所恢复,生态系统水源涵养和流域水供给能力提高,区域水源涵养量达到了增加13.20亿m³目标;重点工程区内生态恢复程度好于非工程区,除了气候影响以外,工程的实施对促进植被恢复具有明显而积极的作用;然而,草地退化局面没有获得根本性扭转,工程实施尚未遏制土壤水蚀增加趋势,一期工程局部性和初步性特点突显出三江源区生态保护任务的长期性和艰巨性.     

简易导管三叶可调螺距螺旋桨系列

为改善船舶推进和海洋工程动力定位的性能,对导管螺旋桨及可调螺距螺旋桨进行了多方面的研究工作。采用导管可调螺距螺旋桨可兼顾二者之优点进一步改善其推进性能。 利用交通大学JDC三叶可调螺距螺旋桨系列和JD7704导管组合成导管调距桨系列,本文提出了全部试验及分析结果。 用多元回归分析方法对全部试验结果进行处理。最后,给出了回归系数,敞水性征曲线,水动力及离心力转叶力矩值以及(B_p)~(1/2)-δ图谱,供设计使用。     

察汗斯拉图盐湖第四纪地层划分的初步探讨

本文根据察汗斯拉图盐湖的孢粉组合、古地磁及~(14)C、铀系断代年龄资料,在370万年以来的地层中划分了13个冷暖交替的孢粉组合带。在松山/高斯和布容/松山界面附近古气候变化明显。100万年以来,本区地层在古气候和年代上均可与洛川黄土及深海δ~(18)O气候记录阶段对比,据此将本区Q/N界限定为248万年,Q_2/Q_1界限定为73万年,Q_3/Q_2界限定为10—12万年。     

海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。