基于db7小波的活体浮游植物荧光识别分析技术研究

通过小波变换可对信号的不同频率成分进行分解,为弱信号特征提取提供了有效途径。通过db7小波对分属7个门32个属的43种浮游植物的三维荧光光谱进行分析,后经Bayes判别分析选择小波分解后的第三层尺度分量作为最佳荧光识别特征谱,并通过系统聚类法将最佳特征谱在不同的条件下聚类进而得到门、属上的标准谱库。基于此,运用多元线性回归辅以非负最小二乘法建立浮游植物三维荧光光谱识别技术。利用该技术对4128个单种浮游植物样品和636个混合浮游植物样品进行识别分析。单种浮游植物样品在属水平上的识别正确率为75%,门水平上的识别正确率为95%;浮游植物混合样品中的优势种在属水平上的识别正确率为83%,门水平上的识别正确率为91%。结果表明:该技术可以实现对浮游植物的快速准确识别。     

荧光光谱结合主成分分析对硅藻和甲藻的识别测定

将浮游植物三维荧光光谱与主成分分析方法相结合,针对我国东海常见的12种藻建立了硅藻和甲藻的识别测定技术。根据Fisher判别分析结果,选用三维荧光光谱的第一主成分得分谱作为硅藻和甲藻的识别特征谱,建立了浮游植物荧光特征谱库。在此基础上,利用非负最小二乘法进行识别测定,其中单门类样品共有78个,识别正确率为95%,回收率≥81%;2个门类的混合样品共有18个,识别正确率为83%,回收率≥80%。     

基于支持向量机回归的3种常见有毒赤潮藻荧光识别技术

本文基于色素萃取液三维荧光光谱(EEM),利用支持向量机技术建立了3种常见有毒赤潮藻的荧光识别分析技术。选取3种有毒浮游藻在不同光照条件下进行培养,获得其色素萃取液的三维荧光光谱(EEM);利用Daubechies7(db7)小波对浮游藻色素萃取液EEM进行分解,并利用Bayesian判别分析选择最佳识别特征光谱;利用支持向量机回归建立有毒赤潮藻的荧光识别分析技术。该技术对单种藻的识别正确率为100%,对于88个测试集混合样品,当赤潮藻相对含量为10%、20%、30%、40%、60%、80%和90%时,海洋卡盾藻的识别正确率分别为66.7%、66.7%、100.0%、100.0%、100.0%、100.0%和100.0%,东海原甲藻的识别正确率分别为50%、100%、100%、100%、100%、100%和100%,球形棕囊藻的识别正确率分别为0.0%、50.0%、25.0%、60.0%、100.0%、100.0%和100.0%。可见,当3种有毒赤潮藻相对含量处于较低水平,也即处于赤潮发展期时,该技术就可对其快速进行准确的识别测定。     

海洋浮游植物三维荧光光谱的逐层分类方法研究

提出活体海洋浮游植物三维荧光光谱逐层分类法,将浮游植物区分为不同的"光谱类别"。选取中国近海常见的26种分属于甲藻、硅藻、黄藻、金藻、隐藻、绿藻、蓝藻的浮游植物,在室温20℃和3个光照条件下培养,在第3,6,9,12,15天测其三维荧光光谱。采用主成份分析结合非负最小二乘回归法(NNLSR),以浮游植物叶绿素a的发射峰680nm所对应的激发光谱作为第一特征谱以区分门类,以EX730谱作为硅藻的逐层分类的第二特征谱,SY350谱作为甲藻的第二特征谱,将实验所用9种硅藻和8种甲藻各划分为3个光谱类别;分析405个浮游植物混合物,门类识别正确率大于94%,光谱类别的识别正确率为75%,该方法可用于海洋浮游植物种群结构变化的快速宏观监测。     

基于活体荧光的藻类识别测定技术

以研制使用单色发光二极管为光源的浮游植物荧光自动监测仪为目标,针对12种我国近海常见浮游植物种,选取12个激发波长点(400、430、450、460、470、480、490、510、525、550、570、590nm)的浮游植物活体叶绿素荧光激发光谱作为特征谱,建立多元线性回归模型,采用非负最小二乘法加以解析.实现了各门类浮游植物的识别测定,特别是硅藻和甲藻的识别测定.所测样品中,单门类浮游植物样晶共有79个,识别正确率为96%,回收率≥68%,其中85%的浮游植物样品回收率≥80%;多门类浮游植物的混合样品共有17个,识别正确率为76%,回收率≥74%.     

中国南海四种凯伦藻种间作用与溶血活性初步研究

凯伦藻属种类广布于世界沿海海域甚至大洋,属广域分布种。该属下多个种类曾在全球近岸海域暴发有毒有害赤潮,造成巨大的经济损失,其中不乏由多种凯伦藻同时混合形成赤潮的现象存在。在2016年香港海域的一次凯伦藻赤潮中,本团队从赤潮海水中分离出了米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、长沟凯伦藻（K.longicanalis）、鞍形凯伦藻（K.selliformis）和蝶形凯伦藻（K.papilionacea）4种凯伦藻。本研究以此4种凯伦藻进行单种藻及多种藻混合样品的培养和溶血活性研究,以探究复合型凯伦藻的种间作用及溶血活性。结果表明,4种凯伦藻间存在种间相互作用,长沟凯伦藻会促进蝶形凯伦藻的生长,鞍形凯伦藻和米氏凯伦藻会抑制长沟凯伦藻生长。4种凯伦藻对兔血红细胞均有明显溶血活性,长沟凯伦藻溶血活性最强为46.36%±1.02%。每种凯伦藻与其他凯伦藻混合培养3天后,对兔血的溶血活性会明显增加,其中含4种凯伦藻的混合组溶血活性最高,为57.05%±1.13%。     

重组藻胆蛋白与高等植物类囊体膜之间能量传递的研究

为了探究藻胆蛋白与高等植物类囊体膜之间的光能传递规律,验证重组藻胆蛋白是否可以与高等植物类囊体膜之间的光能传递,本研究分别提取了重组藻红蛋白、重组藻蓝蛋白以及菠菜和韭菜的类囊体进行混合孵育,然后进行了全波长吸收光谱以及荧光光谱检测.结果显示:混合孵育时间为10～20 m in有利于重组藻红蛋白和藻蓝蛋白与类囊体膜结合并...     

基于多尺度小波特征的高光谱影像亚像素目标识别

提出了一种基于多分辨率小波高频特征系数的高光谱遥感影像亚像素目标识别方法。首先利用多尺度小波变换将光谱信号分解为不同尺度的高频特征信号,然后借助接收操作特性曲线(ROC)和马氏距离投影寻踪求取一维最佳识别特征,最后通过高斯最大似然决策函数求解亚像素目标的存在概率。通过38种小波函数的高光谱数据实验证明,该方法对亚像素目标的识别效果较好。     

基于FlowCam影像和YOLOv3深度学习模型的多纹膝沟藻检测

海洋中的有害藻华,包括微藻形成的赤潮和褐潮以及大型藻类形成的绿潮和金潮,已成为一类突出的海洋生态灾害问题。2021年11—12月,山东半岛东北部海域发生多纹膝沟藻(Gonyaulax polygramma)形成的大规模赤潮,导致海带养殖严重受损,亟待构建有针对性的赤潮监测预警体系。本文以多纹膝沟藻为对象,尝试应用流式影像仪(FlowCam)结合卷积神经网络模型YOLOv3,分别对含有多纹膝沟藻的浓缩海水样品、含有多纹膝沟藻和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)的浓缩海水样品,以及含有多纹膝沟藻活细胞及空壳的浓缩海水样品进行了检测实验,探究了基于藻种影像的深度学习模型在赤潮原因种检测方面的应用潜力。结果表明,在以FlowCam获取的影像数据集训练3万次后,YOLOv3对多纹膝沟藻表现出较好的识别能力,对浓缩海水样品中目标藻种识别的平均精度为88.2%;当样品中存在与多纹膝沟藻形态相似的链状亚历山大藻时,模型对多纹膝沟藻识别的平均精度下降为76.6%,对两种微藻同时进行训练和检测,可将对多纹膝沟藻识别的平均精度提高至84.6%。对于低温下出现脱壳现象的多纹膝沟藻,模型对海水中活细胞识别的平均精度为86.7%,对空壳识别的平均精度87.8%,将多纹膝沟藻活细胞与空壳分别识别的平均精度均值(87.3%)高于将两者统一作为多纹膝沟藻进行检测的识别精度(84.2%),整体识别精度提升3.1%。综合相关结果可以看出,FlowCam与深度学习模型相结合在赤潮监测和研究中具有重要应用潜力。     

芦苇和海洋微藻有色溶解有机物的吸收和荧光光谱特征分析

有色溶解有机物(CDOM)是海洋碳循环的重要组成部分,其来源、组成和特性是揭示复杂的河口过程的重要依据。本文选取北方河口地区有机碳的主要贡献者,芦苇和海洋微藻,研究其生产的CDOM的吸收光谱和荧光光谱特征。结果显示,芦苇和海洋微藻CDOM吸光度随波长缩短呈指数增长,Sg值与M值之间呈对数型正相关;采用PARAFAC方法解析CDOM荧光三维谱图(EEMs),共识别出3种荧光组分:类色氨酸、类酪氨酸和类腐殖质。芦苇和海洋微藻新溶出或分泌的类酪氨酸组分,其结构基本相同;细胞破碎裂解产生的类色氨酸组分,其结构存在一定差异;类腐殖质组分来源于芦苇和海洋微藻细胞分泌物质降解或细胞破碎裂解产物。     

海水养殖对沿岸生态环境影响的研究进展

综述国际上海水养殖对沿岸环境影响的研究进展 ,并结合中国实际探讨减少养殖污染和海水养殖业可持续发展的途径。海水养殖主要通过有机物和营养物的排放、化学药物的使用、养殖动物的逃逸、红树林的破坏等途径对沿岸生态环境产生负面影响。为减小这一影响 ,认为应采取提高人工饲料的质量、单一养殖系统结构优化和复合养殖系统的结构优化、处理养殖排放水、海岸带综合治理等措施。     

基于博弈理论的海洋标准实施监督对策研究

对标准实施情况的监督是标准化工作重要的内容,海洋标准化工作经过多年的发展已取得长足进步,但是对海洋标准实施情况的监督工作仍有待加强.运用经济博弈理论,探讨在开展海洋标准实施情况的监督过程中利益群体间的关系.研究影响监督效果的主要因素,并提出相应的监督管理对策.     

基于统一身份管理平台的组模型的研究

提出在数字化校园建设中实现统一权限管理需要解决的关键问题。参考顶层设计方法论,建立学校用户组数据原型,并提出新型组管理必须具备的特征,在此基础上,提出1种基于统一身份管理平台的组模型,较好地解决统一权限控制的角色管理问题,并详细地描述了该模型的设计和实现。     

Cd2+对三疣梭子蟹的毒性效应研究

本研究以三疣梭子蟹Portunus trituberculatus为研究对象,通过急性和亚急性暴露试验,研究Cd²⁺对其肝胰腺和鳃的毒性效应。结果表明:Cd²⁺对三疣梭子蟹的48、72和96 h半致死质量浓度分别为6.55、4.33和3.12 mg/L,Cd²⁺对三疣梭子蟹的安全质量浓度为0.31 mg/L;在安全质量浓度和渔业水质标准质量浓度(<0.005 mg/L)下,随着暴露时间的延长,三疣梭子蟹的肝胰腺和鳃中HSP70的表达量都出现“先升后降”的趋势,与对照组相比,鳃中HSP70的表达量比肝胰腺的变化明显。在安全质量浓度以下,三疣梭子蟹的存活率并没有明显的变化,但是HSP70的诱导表达反映机体受到Cd²⁺的胁迫。因此HSP70基因可用作低质量浓度Cd²⁺污染检测的生物标志物。     

基于DS-CDMA序列的LADCP水声通信算法研究

下放式声多普勒海流剖面仪(LADCP)是20世纪90年代出现的一种海流剖面测量方式,能够快速获得大范围、全深度的海流剖面数据,在国内外有很广泛的应用。中科院声学所第一次将声通信部分加入LADCP中,完成了LADCP下放的实时监控。文中介绍了适用于LADCP通信特点的一种基于DS-CDMA的通信方法,完成了理论仿真,并通过进行相应的海试,验证了该方法的有效性。     

基于ANSYS的淤泥质海底海床基吸附力研究

为了解决海床基在淤泥质海底的吸附力问题,利用ANSYS软件,采用接触分析、三维十节点实体单元以及Drucker-Prager模型模拟淤泥结构,分析了海床基在淤泥质海底的吸附力大小,然后与经验公式比较,证明了ANSYS对海床基吸附力分析的可行性;海床基在不同工况下的吸附力模拟对海床基的回收方式及结构优化等方面提供了一定的指导。     

Spar平台硬舱壳体加强筋布置型式对结构稳定性影响研究

基于API BULL2U规范有关圆柱壳体结构稳定性条文,对Spar平台的圆柱型硬舱壳体的骨架布置型式与圆柱壳体结构的稳定性关系进行了初步探讨,编写了圆柱壳体结构稳定性计算分析软件。通过对例题的计算,认为在Spar平台硬舱壳体设置环向加强筋可显著提高第Ⅱ类和第Ⅲ类屈曲的临界应力,但对第Ⅰ类屈曲的临界应力影响不大;当数量超过的临界值时,设置纵向筋可显著提高第Ⅰ类屈曲临界应力,但对第Ⅱ类和第Ⅲ类屈曲模式纵向加强作用有限。     

基于SLAMM模型的海平面上升对广西沿海红树林影响研究

本文基于SLAMM模型分析了不同情景下海平面上升对广西沿海红树林分布面积的影响及其空间差异,通过对比实验定量分析了潮差和沉积速率的作用。结果显示,与基准年2007年相比,2100年广西红树林面积在当前海平面上升速率、典型浓度路径RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下分别减少0.57%、4.99%、7.99%和17.39%,珍珠港、茅尾海、丹兜海和英罗港受影响程度较大。当地潮差与红树林面积减少率呈负相关关系。需维持红树林生长区域的沉积速率以应对未来的海平面加速上升。     

Experimental Investigation on Breakup of Ice Floe on Waves

Experimental investigation of for floe breakup on waves by use of non-refrigerated breakablematerials has been carried out.The incident wave heights for breakup of ice floe with different lengths,andthe influence of rigidity on reflection and transmission coeffcients are discussed.The experimental resultsshow that the ratio of the ice floe length,L_i,to the wavelength,L,is one of the significant factor affectingthe minimum wave height to cause fracture of ice floe,and another key factor is the ratio of the ice floethickness,h_i and L_i.