科研产出
星载海洋激光雷达叶绿素剖面探测能力估算
《红外与激光工程 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了评估和分析星载海洋激光雷达探测全球海洋光学参数的性能,依据激光雷达方程和蒙特卡罗模型结果模拟计算激光传输信号,开发了星载海洋激光雷达仿真模拟系统。仿真模拟系统由正向模拟、数据反演与误差分析三部分组成,能够模拟激光发射、传输和探测的全过程。根据给定的激光雷达参数,模拟了443 nm、486.1 nm和532 nm波长在地中海、印度洋、南大洋与太平洋四个典型海区的探测信号。研究结果表明,443 nm和486 nm波长的探测深度在各个海区均比较接近,并且均比532 nm更深。在给定的激光雷达参数情况下,486.1 nm波长在太平洋和南大洋的探测深度分别为120 m和70 m,在地中海和印度洋的探测深度均为约100 m。叶绿素a浓度在以上海区的探测深度分别约为80 m、50 m和70 m。
关键词： 星载海洋激光雷达 仿真模拟系统 叶绿素a 探测深度
全文链接
请求原文
基于循环一致性生成对抗网络的地震数据随机噪声压制方法
《石油地球物理勘探 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：压制随机噪声、提高信噪比是地震数据处理中的关键任务。为此,提出一种基于循环一致性生成对抗网络(CycleGAN)的地震数据随机噪声压制方法。构建的CycleGAN由两个生成器和两个判别器构成,为防止网络退化,生成器由Resnet构成,用以学习含噪数据与无噪数据之间的特征映射;为提高网络的分辨率和准确性,选用PatchGAN作为判别器;同时,在传统对抗损失的基础上,添加循环一致性损失,用以提升网络训练的稳定性。完成网络构建后,针对模型数据和实际数据调整网络参数,训练和测试网络,分析去噪前后数据的信噪比和均方根误差;并通过计算单道数据频谱,进一步分析局部去噪效果。模型数据和实际数据测试结果表明,该方法能够较好地消除地震数据中的随机噪声,且去噪效果优于小波阈值去噪方法,从而验证了所提方法的可行性。
全文链接
请求原文
含天然气水合物土微观力学特性研究进展
《力学学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：天然气水合物作为一种资源储量大、分布范围广、能量密度高的清洁能源,受到了国内外的广泛关注,竞相研究安全高效、持续可控的开采方法.充分掌握含天然气水合物土的力学特性并厘清其在开采过程中的动态演化规律,是实现天然气水合物资源产业化开发的重要前提.含天然气水合物土的力学响应行为本质上是其内部结构演化的宏观反映,相关的微观力学特性研究对于深化含天然气水合物土力学特性认识具有重要的意义.本文从天然气水合物晶体、天然气水合物与土颗粒界面、含天然气水合物土3个尺度对含天然气水合物土微观力学特性的研究现状进行了总结,系统归纳了天然气水合物的晶体结构类型及天然气水合物的孔隙微观赋存模式;重点介绍了计算机断层扫描、扫描电子显微镜、X射线衍射及原子力显微镜等微观测试技术原理与特点;简述了与计算机断层扫描联用的三轴剪切实验、颗粒流程序模拟及分子动力学模拟在天然气水合物微观力学特性研究方面的最新进展;综合现有研究结果对含天然气水合物土内颗粒界面剪切机理及微观力学理论模型进行了概述分析;最后探讨了含天然气水合物土微观力学研究目前仍存在的不足与挑战,并给出了针对性的建议以期促进含天然气水合物土的力学特性研究发展.
关键词： 天然气水合物 晶体 微观力学 数值模拟 分子动力学 本构模型
全文链接
请求原文
基于经验模态分解字典的自适应匹配追踪谱分解方法及其在油气检测中的应用
《石油地球物理勘探 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：利用地震信号的瞬时属性确定时频原子动态参数的扫描范围,获得的瞬时频率稳定性较差且存在负值。利用连续相位求取瞬时频率易受噪声影响,并存在频率异常值。为此,首次将经验模态分解(EMD)引入匹配追踪(MP)算法,提出了基于EMD字典的自适应MP谱分解方法。将EMD视为一种基于过完备时频字典的稀疏分解方法,在计算匹配原子主频的过程中,引进基于连续相位的阻尼最小二乘反演求解瞬时频率,并加入整形正则化算子对数据进行平滑处理,利用整形正则化平滑算子的阻尼最小二乘法有效避免了频率异常值,得到的瞬时频率曲线更平滑、真实,且更突显高频成分。将基于EMD字典的快速MP方法应用于储层含油气性预测,对比不同尺度瞬时谱剖面可以清楚地看到明显的低频阴影现象,且提高了分解效率,从而进一步验证了方法可行性。
关键词： EMD字典 MP 阻尼最小二乘法 连续相位 瞬时频率
全文链接
请求原文
基于光流法的鱼群摄食状态细粒度分类算法
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：对鱼群摄食状态的细粒度分类有利于更精细地描述鱼群的摄食行为。该研究基于工厂化的循环养殖池环境提出了一种利用光流法进行特征提取的鱼群摄食状态细粒度分类算法。算法对鱼群的巡游视频进行摄食状态分类,首先通过光流法提取视频内鱼群的帧间运动特征,其次构建了一个帧间运动特征分类网络对该特征进行细粒度分类,最后基于投票策略确定视频的最终类别。试验结果表明,该研究算法在投票阈值设置为50%的情况下,视频准确率达98.7%;在投票阈值设置为80%的情况下,视频准确率为91.4%。在不同的投票阈值设置下,该算法的视频准确率始终保持在90%以上,说明其分类鲁棒性较强。相较于实验室养殖环境,基于工厂化养殖环境对鱼群的摄食状态所展开的算法研究实际应用性更强,可为精细描述鱼群摄食行为,实现精准投饵自动控制提供参考。
关键词： 算法 神经网络 鱼 循环养殖池 摄食状态分类 光流法
全文链接
请求原文
斑节对虾循环水养殖系统构建与运行试验
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索斑节对虾循环水养殖可行性及应用发展价值,该研究自主设计蛋白分离组合装置、内循环流化床等关键工艺环节水净化装备,构建了技术先进、结构紧凑的斑节对虾循环水养殖系统。针对其不同阶段生长特性及水环境需求,提出一种水质调控方法,科学投喂。运行试验120d,溶解氧浓度5.30～7.14mg/L,p H值7.23～8.44,氨氮浓度0.43～1.38 mg/L（稳定运行后）,亚硝酸盐氮浓度0.15～0.56 mg/L（稳定运行后）;斑节对虾在循环水养殖模式水生态环境下正常生长,先后经历快速生长期、稳定生长期及缓慢生长期,终末养殖密度3.02 kg/m2,取得高效养殖结果;终末饲料系数1.67,单茬每平方米利润34.78元,每平方米年利润69.56元（按1年2茬计）,获得良好经济效益。该实践可为斑节对虾循环水养殖模式应用提供技术支持。
关键词： 水产养殖 水质 斑节对虾 循环水养殖 系统构建 运行试验
全文链接
请求原文
浙江省近海渔运船转载信息提取
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：渔运船是从事渔获物运输的专用船舶,能够提高捕捞渔船作业效率,增加捕捞渔船的作业强度。为掌握渔运船在海上的转载情况,从而间接了解捕捞渔船作业强度,该研究提出一种基于北斗船位数据的以设定航速阈值、距离阈值和时间阈值来提取渔运船转载信息的方法。如果渔运船和捕捞渔船距离小于50 m,且期间有持续3条以上的船舶监控系统（Vessel Monitoring Systems,VMS）记录,则认为可能发生了1次转载,并记录下相遇的时长、船名、空间位置。以浙江省为例,利用该方法从2018年浙江省的北斗船位数据中提取渔运船的海上转载信息,并进行统计分析。结果表明,有转载记录的渔运船808条,参与转载的捕捞渔船3 548条,共转载28 916次。渔运船停船转载占比21.0%,以1～1.4 m/s低速航行的作业状态转载占比53.7%,转载时长小于12.5 min的占比81.3%,同时得到渔运船转载的热点分布,转载累积时长最长的空间网格为122.5°E～123°E,31.5°N～32°N,转载累积时长187 h,其次为122°E～122.5°E,28°N～28.5°N,转载累积时长150h。通过分析渔运船海上转载位置和转载累积时长的空间分布情况可掌握捕捞渔船作业的时空变化特点,为渔业限额捕捞精细化管理提供依据。
全文链接
请求原文
池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前池塘养殖过程中需要人工搬运饲料,劳动强度大、人工成本高。现有投饲设备缺少称量和自动控制功能,存在投饲量控制不精准、自动化程度低、难以集成管控等问题。为此,该研究设计了一种全自动精准投饲系统,主要由机械设备、自动控制系统、信息管理系统等组成。基于"控制在本地、管理在云端"原则确定了系统结构。采用大料仓投饲机和散装饲料实现饲料出厂、运输、装料和投料全程机械化作业。开发了基于可编程逻辑控制器和称重传感器的自动控制系统,实现设备全自动运行和投饲量精准控制。控制系统与信息管理系统对接,实现投饲管控与企业生产经营管理的一体化。通过对视频监控设备的集成实现投饲过程的可视化监控。该系统在某大型养殖企业投入生产应用,建立了800 hm2的全自动投饲养殖示范基地,基本实现投饲过程的无人化作业。与传统小型投饲机、人工搬运和加装饲料的投饲方式相比,该系统可以减少劳动力成本70%、节约饲料用量3%,有效降低成本,取得了良好经济效益,具有实际工程应用价值。
全文链接
请求原文
基于改进YOLO-V4网络的浅海生物检测模型
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：海洋生物智能检测是海洋牧场战略的一部分,而利用水下机器人在复杂的海洋环境中快速、准确地检测海洋生物是关键问题。由于海底环境复杂、亮度分布不均匀、海洋生物与其生存环境的区分性差、生物被遮蔽或半隐蔽等原因,准确识别海洋生物是一个巨大的挑战。随着卷积神经网络的发展,基于深度学习的目标检测算法成为主流,出现了如EfficientDet、RetinaNet和YOLO-V4等典型算法。这些基于深度学习的算法都不是完全尽善尽美的,不能完全满足海洋生物识别的需求。在探测精度、运算速度、密集目标探测效果等方面都有提高的空间。该研究建立了一个海洋生物数据集,采集了原始图片1 810张,数据增强后得到7 240张图片,它们被分成训练集（80%）和测试集（20%）。其次,通过引入跨阶段局部网络的概念,构建了嵌连接EC（Embedded Connection）部件,并将其嵌入到YOLO-V4网络的末端,得到改进的YOLO-V4网络。最后,该研究提出了基于改进YOLO-V4网络的海洋生物检测模型MOD（MarineOrganism Detection）。试验结果表明,MOD模型的mAP50、mAP75（交并比阈值为0.5、0.75的精度均值）分别为0.969和0.734,计算量为35.328BFLOPs（十亿浮点运算数）,检测帧速为139 ms（具有图形加速器Ge Force GTX1650上）。与原始YOLO-V4模型相比,MOD模型的m AP50和m AP75提高了0.9和4.8个百分点,而计算量仅提高0.2%。此外,对比两种模型的准确率-召回率曲线,MOD模型的精确度与召回率的平衡点更接近（1,1）,因此MOD模型能学习精度和效率的平衡性更好。该研究直接面向浅海生物的目标检测问题,所提供的方法可以为水下机器人精准执行智能捕捞等任务提供有益参考。
关键词： 模型 深度学习 目标检测 YOLO-V4 跨阶段局部网络 嵌连接
全文链接
请求原文
长江下游刀鲚(Coilia nasus)仔稚鱼的时空分布
《湖泊科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：刀鲚(Coilia nasus)是长江下游重要的经济鱼类之一,具有溯河洄游型和淡水定居型两种生态类型本研究于2016年5 8月在刀鲚繁殖高峰期内同时对长江下游湖口、安庆和靖江江段进行刀鲚早期资源调查,研究分析对比了长江下游江段刀鲚仔稚鱼的丰度情况、时空格局及其与主要环境因子的关系结果表明:在调查期间,靖江江段刀鲚仔稚鱼平均密度最高;刀鲚仔稚鱼在调查各江段于6月下旬至7月上旬之间均出现一段较短时间的高峰期,这与刀鲚的产卵类型有关;湖口刀鲚仔稚鱼的爆发时间早于安庆和靖江江段,这种现象可能是由于湖口江段存在的定居型刀鲚产卵造成的;推测长江江水倒灌的特殊环境现象刺激了刀鲚性腺的发育,使得湖口江段8月产卵群体较多;各江段断面空间上的刀鲚仔稚鱼密度差异可能是沿岸地形和水体动力学差异所产生的现象;各江段刀鲚仔稚鱼密度最高峰时的水流量均处于较低水平,水温分别为25.87、25.27和21.67℃,均达到了刀鲚产卵所需条件研究结果初步反映了长江下游刀鲚仔稚鱼的时空特征,为长江下游刀鲚资源的保护提供了参考依据.
全文链接
请求原文
