2～18 GHz超宽带低噪声放大器芯片研制

低噪声放大器在射电天文望远镜接收机中是一个重要的前端组件,其性能对接收机的灵敏度和噪声有至关重要的影响。采用OMMIC公司70 nm GaAs mHEMT工艺研究和设计了一款工作频率为2~18 GHz的超宽带单片微波集成低噪声放大器芯片,芯片面积为2 mm×1 mm。放大器电路采用三级级联放大、双电源供电拓扑结构,常温在片测试结果显示,全频带增益大于28 dB,噪声温度平均值为93 K,直流功耗150 mW,无条件稳定。该放大器芯片覆盖了射电天文S,C,X,Ku 4个传统观测波段,适用于厘米波段超宽带接收前端和毫米波段超宽带中频放大模块。     

无人机倾斜摄影三维模型在城市雨洪风险评估中的应用

研究城市雨洪风险问题,对提高城市洪涝灾害监测、预报的准确性,以及促进城市防洪决策制定具有重要的意义。鉴于高精度的城市三维模型可以提供丰富地理信息,便于准确分析淹没情况,本文针对当前城市洪涝模型对地形数据的高敏感性,且雨洪风险评估研究的准确性受限于地形数据精度的问题,提出利用无人机倾斜摄影测量技术重建高精度实景三维模型,并结合GIS的空间分析功能,以淹没深度为关键指标进行研究区的雨洪风险评估。通过提取不同重现期下研究区的淹没深度信息,进行可视化渲染实现三维淹没分析,可以直观地看到研究区的淹没情况,作为暴雨内涝风险管理依据,同时对城市规划布局有一定的参考价值。     

深度学习GoogleNet模型支持下的中分辨率遥感影像自动分类

提出了一种基于深度学习技术的遥感分类方法,它能有效解决中分辨率影像在分类过程中出现的像元混分问题。研究选用2016年5月12日武汉市Landsat 7 ETM+遥感影像,基于GoogleNet模型中的Inception V3网络结构,借助迁移学习方法,构建出遥感分类模型,实现了对武汉市主城区4类典型地物（不透水层、植被、水体和其他用地）的自动分类提取,并将分类结果与传统最大似然分类（ML）结果进行了对比分析。研究表明：基于深度学习方法的遥感影像总体分类精度高达88.33%,Kappa系数为0.834 2,明显优于传统ML方法总体分类精度83%和Kappa系数0.755 0,而且有效抑制了地物在分类过程中出现的像元混分现象。     

A surface network based method for studying urban hierarchies by night time light remote sensing data

Urban hierarchies are closely related to economic growth, urban planning and sustainable urban development. Due to the limited availability of reliable statistical data at fine scales, most existing studies on urban hierarchy characterization failed to capture the detailed urban spatial structure information. Previous studies have demonstrated that night time light data are correlated with many urban socio-economic indicators and hence can be used to characterize urban hierarchies. This paper presents a novel method for studying urban hierarchies from night time light data. Night time light data were first conceptualized as continuous mathematical surfaces, termed night time light surfaces. From the morphology of these surfaces the corresponding surface networks were derived. Hereafter, a night time light intensity (NTLI) graph was defined to describe the morphology of the surface network. Then, structural similarity between the night time light surfaces of any two different cities was calculated via a threshold-based maximum common induced graph searching algorithm. Finally, urban hierarchies were defined on the basis of the structural similarities between different cities. Using the 2015 annual NPP-VIIRS night time light data, the urban hierarchies of 32 major cities in China were successfully examined. The results are highly consistent with the reference urban hierarchies.     

山东半岛南北两侧海域真核浮游生物群落特征及与环境因子的相关性分析

为了解山东半岛南北两侧的烟台崆峒岛(KTD)海域和日照东港(DG)海域真核浮游生物群落特征,采用高通量测序技术,以18S rDNA V4区为目标基因,对2017年10月至2018年7月两海域的真核浮游生物多样性进行了检测;同期测定两海域的环境因子(溶解氧、氨氮含量等10个理化指标),并与真核浮游生物丰富度做相关性分析。实验结果表明:通过高通量测序技术共鉴定出浮游生物455种,其中,KTD海域共检测出真核浮游生物36个门类424种;DG海域共检测出真核浮游生物34个门类365种。绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Diatomea)是两海域浮游植物中整体丰度最高的门类。KTD海域,绿藻门各月丰度在3.0%—21.3%之间,其中2018年7月(K1807)最高,达到了21.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—16.59%之间,其中2018年2月(K1802)最高,达到了16.59%。DG海域,绿藻门各月丰度在2.0%—12.3%之间,其中2017年11月份(D1711)最高,达到了12.3%;硅藻门各月丰度在2.0%—47.0%之间,其中1月(D1801)最高,达到了47.0%。占优势地位的浮游动物主要是节肢动物门类的物种,其每月丰度分别在6.0%—38.9%和7.6%—48.6%之间。环境因子相关性分析表明水温、DO、pH、硅酸盐、硝酸盐氮等环境因子为影响该海域浮游生物群落结构的主要因子。研究结果对了解双壳经济贝类养殖区饵料组成及其在时空的变化,对海岸带食物网、生态基础管理和海洋经济贝类养殖生产等方面提供数据支撑。     

条斑紫菜酵母双杂交文库的构建及PyMAPK5互作蛋白的筛选

为进一步研究条斑紫菜促分裂原活化激酶家族PyMAPK5的下游互作蛋白,理解其生物学功能,本研究通过酵母双杂交的方法进行其相互作用蛋白的筛选。提取不同温度和失水逆境胁迫下的RNA,利用Invitrogen体系构建条斑紫菜酵母双杂交cDNA文库,其库容为1.44×107CFU,重组率为91.8%。以pGBKT7-PyMAPK5为诱饵蛋白载体,利用共转化方法,从文库中筛选得到26个与PyMAPK5互作的候选蛋白。候选蛋白集中在光系统II相关蛋白、捕光蛋白、微管蛋白、ATP酶、GTP结合蛋白及假设蛋白等。微管蛋白、捕光蛋白、光系统II蛋白一对一验证结果为阳性,表明在酵母体内存在互作。本研究为阐明条斑紫菜PyMAPK5与其互作蛋白的关系及解析PyMAPK5下游作用机制奠定了基础。     

长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源与混合行为

河口碳的生物地球化学过程是全球碳循环的重要组成。通过测定溶解无机碳（DIC）及其稳定同位素丰度（δ13C_DIC）,溶解有机碳（DOC）,有色溶解有机物（CDOM）,颗粒有机碳（POC）及其稳定同位素丰度（δ13C_POC）与元素比值（N/C）及相关指标,研究了2014年7月长江口盐度梯度下不同形态碳的分布、来源和混合行为。结果表明,DIC浓度、DOC浓度、POC含量分别为1 583.2~1 739.6 μmol/L,128.4~369.4 μmol/L和51.2~530.8 μmol/L,这些不同形态碳及CDOM的荧光组分的分布模式相似,均是从口内到口外,整体呈现先增大后减小的趋势,并与盐度呈现非保守混合行为。添加作用主要发生在在口门处最大浑浊带附近。与含量相反,从口内到口外,δ13C_DIC和δ13C_POC均呈现逐渐减小再增大的趋势,在口门附近达到最低值,分别为-9.7‰和-26.7‰。在口门附近不同形态碳含量上升及δ13C_DIC、δ13C_POC的降低可能主要与沉积物再悬浮及微生物作用有关。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的结果显示,河口内外POC来源变化明显,口内POC以陆源有机碳贡献为主,平均为62.3%,口外海源贡献逐渐增加。CDOM相关参数结果表明长江口CDOM主要来自陆源输入,海源及人类活动等也对其产生影响。     

基于线粒体COI和16S rRNA基因的中国沿海相手蟹系统发育研究

相手蟹科的诸多种类因其形态极其相似成为方蟹总科分类中疑问较多的一个类群。通过对中国沿海相手蟹线粒体COI和16S rRNA基因序列进行分子系统发育分析,结果表明14种相手蟹COI和16S rRNA基因序列之间差异分别为5.7%～14.5%和1.5%～12.1%,均达到了种间差异水平。构建的系统发育树显示,14种相手蟹分别为独立有效物种,但分属于拟相手蟹属和近相手蟹属的4种拟相手蟹和3种近相手蟹,没有分别形成2个独立的支系,而是混合聚成一大支系。而属于螳臂相手蟹属的无齿螳臂相手蟹则首先与属于中相手蟹属的中华中相手蟹聚成一支,再与红螯螳臂相手蟹聚为一大支,表现出与形态分类的不一致。错综复杂的分子系统关系预示着相手蟹类为多系起源,也表明它们之间的种间关系乃至于属间关系尚有诸多问题有待进一步厘定。     

胶州湾沉积物中石油降解菌的降解能力及多样性研究

2013年青岛输油管道爆炸,大量石油污染了附近海岸。课题组采集了污染的沉积物样品,以原油为唯一碳源和能源,富集了四个石油降解菌群。生物多样性和群落分析表明,Luteibacter、Parvibaculum 和属于食烷菌科的一个属是降解菌群的主要优势菌,都属于变形菌门。从石油降解菌群中分离筛选,获得了9株具有不同16S rRNA基因序列的降解菌,分别属于8个属。重量法测定降解菌的石油降解率,其中5株的石油降解率大于30%。GC-MS分析结果表明,石油降解菌多倾向于降解烷烃,对多环芳烃的降解能力较差,其中5株细菌的烷烃降解率较大,仅1株菌D2对多环芳烃的降解率较大,其降解率在34.9%到77.5%。通过对高通量数据的分析,表明食烷菌属是菌群A和菌群E的主要降解菌群,其中筛选获得的菌株E4可能是菌群E的一株优势降解菌。本研究所筛选菌株证明了其石油降解潜力,为油污染海滩生物修复提供了菌株资源。     

Vortex-Induced Vibrations of A Long Flexible Cylinder in Linear and Exponential Shear Flows

A numerical study based on a wake oscillator model was conducted to determine the response performance of vortex-induced vibration(VIV) on a long flexible cylinder with pinned-pinned boundary conditions subjected to linear and exponential shear flows. The coupling equations of a structural vibration model and wake oscillator model were solved using a standard central finite difference method of the second order. The VIV response characteristics including the structural displacement, structural frequency, structural wavenumber, standing wave behavior,travelling wave behavior, structural velocity, lift force coefficient and transferred energy from the fluid to the structure with different flow profiles were compared. The numerical results show that the VIV displacement is a combination of standing waves and travelling waves. For linear shear flow, standing waves and travelling waves dominate the VIV response within the low-velocity and high-velocity zones, respectively. The negative values of the transferred energy only occur within the low-velocity zone. However, for exponential shear flow, travelling waves dominate the VIV response and the negative energy occurs along the entire length of the cylinder.