基于Stacking集成学习的恒星/星系分类研究

机器学习在当今诸多领域已经取得了巨大的成功,但是机器学习的预测效果往往依赖于具体问题.集成学习通过综合多个基分类器来预测结果,因此,其适应各种场景的能力较强,分类准确率较高.基于斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)计划恒星/星系中最暗源星等集分类正确率低的问题,提出一种基于Stacking集成学习的恒星/星系分类算法.从SDSS-DR7(SDSS Data Release 7)中获取完整的测光数据集,并根据星等值划分为亮源星等集、暗源星等集和最暗源星等集.仅针对分类较为复杂且困难的最暗源星等集展开分类研究.首先,对最暗源星等集使用10折嵌套交叉验证,然后使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)等算法建立基分类器模型;使用梯度提升树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)作为元分类器模型.最后,使用基于星系的分类正确率等指标,与功能树(Function Tree,FT)、SVM、RF、GBDT、XGBoost、堆叠降噪自编码(Stacked Denoising AutoEncoders,SDAE)、深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)、深度感知决策树(Deep Perception Decision Tree,DPDT)等模型进行分类结果对比分析.实验结果表明,Stacking集成学习模型在最暗源星等集分类中要比FT算法的星系分类正确率提高了将近10%.同其他传统的机器学习算法、较强的提升算法、深度学习算法相比,Stacking集成学习模型也有较大的提升.     

横向振动格栅紊流紊动特性试验

建立了一套大尺度格栅紊流试验系统,格栅进行有别于传统垂向模式的横向振动,采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)测量流速。对瞬时流速的检验表明,该系统产生的紊流场具有较强的随机性和统计规律性。均方根流速在格栅片附近变化较大,在两片格栅中间处趋于稳定,纵向均方根流速明显大于垂向均方根流速,二者比值在1.5~2.0之间,接近天然明渠紊流。雷诺应力在距格栅越近处波动越大,随着距格栅距离的增加而减小,至两片格栅中间处雷诺应力基本为0。时间和长度积分尺度在格栅片处最小,随着距格栅距离的增加而线性增加,至两片格栅中间处达到最大值。流速能谱呈现Kolmogorov理论的-5/3次方规律。本系统生成的紊流场的统计规律与传统的垂向振动格栅紊流较为一致,但纵向和垂向的紊动强度更接近实际,为后续紊流中泥沙和污染物等运动机理的研究奠定了基础。     

声学应答释放器电路部分可靠性分析

声学应答释放器是一种对可靠性要求很高的海洋环境监测设备,文中对国家海洋技术中心研制的声学应答释放器进行了可靠性分析。首先介绍了声学应答释放器的电路构成及功能;然后依据可靠性建模相关理论完成电路部分可靠性模型建立,依据可靠性模型,预计了设备的固有可靠度;最后有针对性地提出改进措施,用于指导声学应答释放器设计,为释放器技术研究提供计算模型与可借鉴的经验。     

海上设施自动化系统软件认可流程与技术要求研究

随着计算机及通信技术的发展,海上设施自动化水平的不断提高,海上设施运营的安全可靠性越来越依赖于自动控制系统,尤其是软件部分。由于软件本身在设计和开发中可能存在的缺陷引起系统故障或失效,将给设施及利益方带来不可估量的损失。文章结合IEC61508系列标准、ISO9000—3标准,针对自动化系统软件有关要求和国际船级社协会及船级社等机构有关规范和标准的内容进行分析研究,系统地分析总结出海上设施软件的认可流程及对应技术要求,为我国海工装备设计制造业提供指导。     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

蓝隐藻藻蓝蛋白结构与功能稳定性研究

以蓝隐藻(Chroomonas placiodea)藻蓝蛋白 PC-645为材料,通过改变环境 pH 和尿素质量浓度,监测其变性和复性过程中特征荧光谱和吸收谱的动力学变化,以期了解隐藻藻蓝蛋白的色基和蛋白结构稳定性及其与功能的关系。结果表明, PC-645在很宽的 pH 范围和一定质量浓度的尿素中维持结构和功能的稳定,空间结构具有很强的柔性。pH诱导的 PC-645蛋白构象与功能变化可分为3个不同的区段。(1)稳定区(pH 3.5~7)：吸收和荧光光谱都比较稳定,显示蛋白质构象和功能在此区域都保持正常。(2)次稳定区(pH 7~10)：光吸收依然保持平稳,亚基内部的色基的状态和疏水微环境都没有改变,但荧光传递效率降低,可能是由亚基表面局部构象变化、解离(四级结构变化)或者色素基团间的空间距离变化引起。(3)不稳定区(pH<3.5和 pH>10),吸光度和荧光强度都呈快速下降,色基在近紫外和可见光区的吸收峰位变动,蛋白构象处于快速崩溃期。PC-645在酸性条件下的稳定性高于在碱性环境下,是与隐藻藻蓝蛋白所处的特殊环境及生理功能相适应的。     

鄂尔多斯盆地低渗透油气藏形成研究现状与展望

鄂尔多斯盆地是中国规模最大的低渗透油气资源勘探与开发基地,其低渗透油气藏具有油层物性差、非均质性强、油藏成藏因素复杂、油藏分布受多种因素联合控制等特点。在回顾鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏理论研究和勘探历史经验基础上,认为目前鄂尔多斯盆地低渗透油气藏成藏研究存在两大理论体系,即沉积学控制成藏理论和运移动力学控制成藏理论,前者从沉积特征出发,强调储层砂体沉积相、非均质性和成岩作用在低渗透性油藏形成中的控制作用,后者从石油运移与聚集过程出发,强调运移动力学在初次运移和二次运移中的重要作用。但是目前低渗透油气成藏研究存在一定的局限性和片面性,过分强调了单个地质因素的作用,其中沉积学控制成藏理论局限于沉积相划分和沉积模式建立方面,过多地强调了沉积相对成藏因素静态的控制作用,而忽视了油气成藏过程的动态属性;运移动力学控制成藏理论却过分强调了油气流体运移过程的模式化和公式化,过分夸大和随意解释了油气运移成藏记录——油气包裹体的作用及其原始地质意义,轻视了深部地层条件下油气运移的复杂性和油气包裹体记录的多解性。因此,传统的单因素控制油气成藏理论和相应的勘探研究方法已经不能确切揭示油气富集规律和有效指导勘探工作。低渗透油气藏成藏理论研究趋势是要重视分析油气藏地质记录,动态研究油气藏形成和演化历史过程,总结油气富集规律,为油气勘探战略部署提供重要资料。     

新疆白干湖钨锡矿田东北部花岗岩锆石SIMS U-Pb 年龄、地球化学特征及构造意义

白干湖矿田东北部出露钾长花岗岩和二长花岗岩,具有相近的成岩年龄和相似的地球化学特征,表明为同源演化的复式岩体。利用SIMS方法获得二者锆石U-Pb谐和年龄是422±3Ma和421±3.7Ma,为晚志留世。岩石主量元素地球化学特征二者表现为弱过铝质(A/CNK为0.99～1.02)或准铝质(A/CNK为0.92～0.94)、高钾(K2O/Na2O分别为1.08～1.31和1.03～1.22)、高碱((Na2O+K2O)分别为8.59%～9.38%和9.54%～9.69%)、钙碱性或弱碱性(δ分别为2.39～3.17和4.02～4.22)、Fe#(TFeO/MgO分别为9.58～12.26和8.94～9.96)高。稀土元素总体含量(分别为228×10-6～448×10-6和271×10-6～392×10-6)较高,微量元素亏损Ba、Nb、Sr、Ti、P和富集La、Ce、Zr、Sm,总体显示A型花岗岩的特征。R1-R2图解显示岩体构造背景落入晚造山区域。Sr-Yb图解显示岩体落入低Sr高Yb的区域,暗示拉伸的地壳减薄的环境。Pearce图解显示构造环境为板内为主。综合区域背景资料,认为该岩体形成于加里东造山旋回的后碰撞阶段。     

超富营养城市湖泊原位生态修复效果分析——以武汉南湖为例

城市湖泊普遍面临富营养化问题,许多湖泊甚至处于超富营养状态。鉴于其在供水、气候调节、景观提升等方面的重要作用,以水质提升为目标的生态修复对于恢复湖泊生态功能、提升城市景观等具有重要意义。文章以超富营养城市湖泊——武汉南湖为例,尝试通过围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态措施改善示范区水质,探究超富营养湖泊生态修复技术。于2019年8月至12月在示范区进行实验。结果表明：（1）示范区修复措施实施后,挺水植物植株高度显著增加（P<0.01）,芦苇平均株高由0.7 m增加至1.2 m,香蒲的新生叶片在种植后50 d高达1.4 m,二者在种植后90 d,覆盖率均由种植时的10%上升至70%;（2）示范区内透明度由修复前的0.26 m上升至0.77 m,显著高于外湖区（0.26 m）（P<0.01）;（3）示范区内浮游藻类叶绿素a（chl a）由修复前38.90 μg/L降低至3.41 μg/L,显著低于外湖区（101.91μg/L）（P<0.01）;（4）示范区总氮（TN）由4.78 mg/L降低至2.60 mg/L,总磷（TP）由0.76 mg/L降低至0.08 mg/L,二者均略低于外湖区,但均不显著（P>0.05）。总体来看,经过一系列修复措施后,示范区内水生植被得到很好的恢复,水质条件得到一定的改善：透明度提升较多,chl a下降明显。氮、磷等营养水平虽然也有所降低,但与外湖区差异不大,可能是沉积物内源营养释放导致。研究表明,围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态修复措施虽然可在一定程度上改善富营养湖泊水质状况,但未能有效控制内源负荷,仍需采取底质改良措施以达到降低水体营养含量的目的。相关研究结果可为城市超富营养湖泊生态修复及水质提升提供一定的借鉴。     

海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析

针对现今世界市场上海洋磁力仪产品型号较多、技术指标复杂、应用范围不尽相同,产品的选用存在一定困难等问题,分别介绍了3种不同类型的磁力仪的工作原理,具体对比分析了各种磁力仪的技术指标,并简单介绍了磁力仪的应用及梯度仪组合方式。结果表明标准质子旋进式海洋磁力仪灵敏度较低,存在进向误差,但无死区,价格最为低廉,适合于对灵敏度要求不高的工程和科研地球物理调查。0verhauser海洋磁力仪的灵敏度高,无进向误差,无死区,价格便宜,适合于大多数工程和科研地球物理调查。光泵式海洋磁力仪灵敏度和采样率最高,梯度容忍度最大,但存在死区和进向误差问题,适用于高精度的海洋磁力梯度调查和航空磁力调查。分析结果显示：各种类型的磁力仪各有优势,具体选用应以具体情况而定。