基于物理约束GRU神经网络的河流水质预测模型

河流水质预测对于水环境管理与水污染防治具有重要意义。近年来,以神经网络为代表的非机理性水质预测模型已被广泛应用于河流水质预测领域。然而,此类模型不考虑水质因子变化的物理机理,导致预测结果难以解释、稳定性差。为此,本文将水质因子变化的物理规律视为一种先验知识约束,建模于门控循环单元神经网络（Gated Recurrent Unit, GRU）之中,以河流水质预测的重要参数溶解氧为例,提出了一种物理约束的门控循环单元网络（Physics-constrained Gated Recurrent Unit, PHY_GRU）。以美国亚特兰大市2021年河流溶解氧预测为例进行实例验证,结果表明：① PHY_GRU与差分自回归移动平均模型、多层感知机和门控循环单元模型相比,预测精度和稳定性明显提升,其中预测均方根误差分别降低了94.8%,62.9%和37.2%;② 综合考虑多种物理规律约束可以提升PHY_GRU的预测精度和稳定性;③ PHY_GRU采用门控循环单元模型训练样本的30%,其预测精度和稳定性即可超过门控循环单元模型。本文提供了一种在神经网络模型中融入水质先验知识的研究思路,有助于提升水质预测模型辅助决策的水平。     

海洋生态系统服务价值的知识图谱 ——基于CiteSpace的计量分析

近年来,“海洋生态系统服务价值”广受学术界关注,相关研究成果大量涌现,现已成为一个不断发展演进的重要知识领域。文章以“Web of ScienceTM”核心合集为数据源,运用文献计量法梳理了海洋生态系统服务价值研究论文的发文量年代分布,运用CiteSpace软件绘制科学知识图谱,分析了该领域主要国家/研究机构的合作情况、文献共被引、研究热点及研究前沿。结果显示,海洋生态系统服务价值的研究历经15年增速缓慢的酝酿期后,自2007年发文量持续高速增长;美国和加拿大两国在该领域的研究处于领先地位,且形成了以“加拿大—英国—澳大利亚—法国—美国”为中心的核心研究群体;以Barbier、Costanza为代表的生态学家为该领域研究奠定了服务价值的方法论基础和理论框架,随后出现了由理论探讨向理论与实践探索结合转变;该领域研究热点集中于海洋生态系统服务价值理论、评估方法、案例分析、影响因素和修复管理5个方面;当前研究前沿则主要聚焦于自然资源评估和生态系统保护等方面在海洋生态系统服务价值的重要应用。本研究对深入认识海洋生态系统服务价值研究领域的知识结构及其演化关系具有一定价值,同时也能为国内海洋生态系统服务价值研究与实践提供参考。     

强夯振动衰减规律及其对建筑安全性的影响

依托工程实例,对粉土场地强夯加固振动衰减规律及其对建筑物的影响开展试验研究,探讨了振动加速度与强夯能量、传播距离之间的关系,建立了2种能级夯击振动加速度衰减公式;提出了建筑物最小安全距离的确定方法及减轻强夯振动影响的工程措施。结果表明:强夯振动加速度峰值近似按指数函数衰减,且强夯能量越大,振动衰减速度越快;夯击振动卓越频率为8—10Hz,振源距对振动卓越频率影响不大;振源距达到50m时,2种能级的强夯振动对建筑物影响均可忽略不计。     

模拟水位自记装置的制作

介绍了模拟水位装置的设计思路、主体结构和工作原理,介绍了设计的具体数据、选材和制作工艺。该装置以科普展览为目的,具有直观、明了的特点,其设计旨在促进青少年学生对地震科普知识的兴趣,增加防震减灾知识。     

基于数据挖掘分析《类证治裁》治疗脾胃病的用药规律

目的：基于数据挖掘分析林珮琴《类证治裁》治疗脾胃病的用药规律,为中医药治疗脾胃病及新方研发提供参考。方法：运用中医传承计算平台构建《类证治裁》治疗脾胃病的方剂数据库,并对其进行用药频次、性味、归经、功效、高频组合与核心组合的分析。结果：共纳入方剂123首,涉及药物142味。用药频次≥20次的共8味,其中甘草应用频次最多。四气以温、寒、平为主,五味以甘、苦、辛为主,归经以脾、肺、胃为主。药物功效以补虚类为主。通过关联规则分析得到药物高频组合16组,通过聚类分析得到药物核心组合3组。结论：林珮琴治疗脾胃病始终秉持“以补益脾胃为本”的理念,补行并重,补清兼顾,为现代中医学诊治脾胃病提供了一定的理论依据。     

地球科学知识图谱的构建与展望

大数据为地球科学研究带来了新的思路和挑战。但由于存在描述规范不统一、共享机制不明、语义异构等问题,在数据集成、共享与复用等方面存在较大困难,使得大数据的众多优势在地球科学相关研究中难以充分发挥。知识图谱能够准确、清晰地表达概念及其相互之间的复杂语义关系,为机器所理解,是实现语义翻译、数据融合和复用的关键技术。文章对地球科学知识图谱的内涵和特点进行了深入的分析,归纳了地球科学知识图谱的主要构建方法,梳理了数据字典、知识体系和知识图谱之间的关系,对与地球科学知识图谱构建相关的专题数据库和领域本体的建设现状进行了回顾,指出了地球科学知识图谱构建中存在的主要问题,并阐述了地球科学知识图谱的应用前景,以期推动和完善地球科学知识图谱的建设和应用。     

利用车载LiDAR点云数据提取城市道路规则多边形

随着自动驾驶高精地图的发展,准确高效地提取道路规则多边形成为必要。本文以苏州市某城市快速路为研究对象,通过使用徕卡车载激光移动测量系统获得城市道路点云数据,观察了解车载点云数据各类属性信息,根据观察结果组合利用点云数据高差、点云灰度差值、点云强度差值,在此基础上再利用网格密度法实现道路规则多边形的提取,然后通过对目标的矢量化得到三维矢量规则多边形。最后对提取的矢量化结果进行精度评定。试验结果表明：该方法在提取道路规则多边形方面能得到较好的结果且能满足高精地图需求。     

洋能否为中用?西方政治地理与地缘政治发展的借鉴与反思

以西方为主的国外政治地理和地缘政治学说为中国政治地理和地缘政治的发展提供了很好的参照和基础。因此,如何理性对待西方的政治地理学和地缘政治学的研究、如何正确处理中国政治地理学和地缘政治学中的本土化与国际化关系是关乎中国政治地理学和地缘政治学学科方向的重要议题。然而,目前中国政治地理学和地缘政治学的发展在这一问题上存在困惑乃至两难。一方面,过度依赖西方研究框架和理论为中国政治地理学和地缘政治学的学科建设带来了一定风险;另一方面,在对西方研究保持谨慎态度的同时不能走向封闭乃至仇外的极端,破除“唯西方论”的同时不能走进“中国特殊论”的陷阱。为此,国内高校和科研院所从事政治地理和地缘政治研究的青年学者自发于2019年举办了一次“政治地理与地缘政治理论前沿”青年论坛,集中探讨了对西方政治地理与地缘政治发展的借鉴与反思,取得了初步的共识。具体而言,西方政治地理学和地缘政治学研究议题的多尺度性、研究方法的多样性、研究氛围的批判精神、研究视野的国际化和研究规范的严谨性等方面值得中国借鉴;而历史视角缺失、知识生产不平衡、地图空间表达不足、话语分析过多、解决现实问题不足等方面存在局限,中国政治地理学和地缘政治学未来发展过程中应加以避免。希望本次讨论抛砖引玉,吸引更多学者共同推动中国政治地理学和地缘政治学的学科发展。     

基于描述逻辑的地图语义模型初步研究

为了研究地图的形式化语义表达问题,将语言学的理论和方法应用到地图领域,把地图符号系统作为一种二维图形语言,在分析地图语言的基本语言单位、语法规则和语义规则的基础上,采用扩展的描述逻辑AL-CRP(D),建立了地图语义模型。模型能完备地表达地图语言的语义,为用逻辑方法研究地图信息提供了借鉴意义。     

黄土高原提取坡向的最适宜算法

在黄土高原选取代表不同黄土地貌类型的神木、绥德、延川、富县、宜君、长武、淳化、定边共8大研究样区200个小样区。在每个小样区中以1∶1万地形图制作的分辨率为5m的DEM为研究对象,采用6种不同算法分别提取坡向。运用方差分析,排序分析,比较分析等方法,通过分析比较不同算法所提取坡向的中误差,不同坡向的面积,认为在黄土高原提取坡向时选用三阶反距离平方权差分算法和三阶反距离权差分算法较为合理。