科研产出
船载激光雷达测量水体光学参数的仿真模拟研究
《红外与激光工程 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：激光雷达能够高效获取海洋光学特性的垂直剖面信息,是海洋光学探测的重要手段之一。利用蒙特卡罗仿真方法,基于Gordon(1982)的机载激光雷达测量水体光学参数模型,研究了船载激光雷达在水中的传输过程和水中光场分布。特别研究考虑了接收视场角和望远镜半径等参数的影响,建立了适用于船载海洋激光雷达的模拟系统。在激光雷达的传输等效为太阳光传输后,该模拟系统与常用的HydroLight的模拟进行了比对印证并获得了一致的结果。在此基础上,通过模拟得到的激光雷达回波信号分析了不同激光雷达测量模式及典型水体条件下激光雷达消光系数α和海水光学参数之间的关系。船载激光雷达结果表明,在窄接收视场角情况下,激光雷达消光系数α趋向于水体光束衰减系数c;在宽接收视场角情况下,α趋近于水体的向下辐照度漫射衰减系数K_d。相比机载观测,船载观测的α趋近K_d的速度变缓。在垂直分层水体中,激光雷达在下层水体中测量的α值会向上层水体的α值偏移。该结果为研究海洋激光雷达测量参数与海洋光学参数之间的关系提供了进一步的认知。
关键词： 海洋激光雷达 蒙特卡罗模拟 激光雷达消光系数 垂直剖面
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海底冷泉气泡羽流地震波数值模拟
《地球物理学报 》 2020 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：海底冷泉广泛分布于全球大陆边缘海域,是未来能源勘探的重要领域.本文根据海底冷泉羽流特征,设计多个典型2D冷泉气泡散射地球物理模型并观测其数值模拟的地震响应特征.冷泉正演模拟的关键是建立典型地震海底冷泉散射模型,本文首先构建了平稳随机散点模型,设计了符合实际的气泡半径和气泡体积分数的参数模型,通过参数填充和计算得到了等效速度模型.由此建立的模型在适应性和灵活度上凸显出很大优势,极大地提升了地震响应的可靠程度.单炮地震记录显示冷泉羽流区散射能量最强,地震波场散射清晰,散射波场沿冷泉延伸方向具有明显的方向性.复杂冷泉气泡散射模型的正演模拟结果表明地震响应能够准确描述海底冷泉羽流,对冷泉羽流的研究和寻找海洋天然气资源具有重要意义.
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双轴各向异性介质多分量感应测井响应快速计算
《地球物理学报 》 2020 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为研究双轴各向异性介质多分量感应测井响应特征,本文基于三重傅里叶变换,推导任意方向偶极子源的谱域电磁场解析式;采用围线积分方法,自适应截断积分区间,结合谱域电磁场周期特性,实现三重傅里叶变换的精确快速积分;进而,针对双轴各向异性倾斜地层,模拟研究不同纵横向各向异性条件多分量感应测井响应特征.结果表明:利用谱域内电磁场在周向的周期特性简化解析式,可将计算速度提高4倍;自适应截断积分区间方法保证了计算精度,并极大地减少了积分节点数.对于倾斜双轴各向异性介质,倾角较大时,共面分量可反映地层横向各向异性,同轴分量可反映地层纵向各向异性;倾角较小时,同轴分量可反映地层横向各向异性,共面分量可反映地层纵向各向异性.
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采用卷积神经网络构建西北太平洋柔鱼渔场预报模型
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：对远洋渔场资源和位置进行预报可以为远洋渔业生产及管理提供重要信息.该研究针对西北太平洋柔鱼渔场,利用海洋表面温度遥感信息和中国远洋渔船生产资料,基于深度学习原理,选取卷积神经网络构建西北太平洋柔鱼渔场预报模型.根据不同月份、不同通道构建了多种数据集,用于训练渔场预报模型.训练结果表明,4个通道组合的数据集的训练结果最优,渔汛早期(7—8月)、中期(9月)和后期(10—11月)测试集准确率分别为80.5%、81.5%和81.4%.以2015年的真实渔场数据对模型进行验证,模型的平均召回率为82.3%,平均精确率为66.6%,F1得分平均值为73.1%,预测的高产渔区与实际作业的高单位捕捞努力量渔获量区基本匹配.该研究构建的渔场预报模型可以获得较好的准确率,可为其他鱼种的渔场预报模型构建提供思路.
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采用多元统计分析方法构建南极磷虾粉品质评价体系
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：南极磷虾是一种重要的战略性海洋生物资源,营养价值高,资源量大,开发利用前景广阔。为了构建南极磷虾粉品质评价体系,为南极磷虾粉品质的科学评价提供依据。通过检测15项南极磷虾粉品质指标,采用因子分析筛选品质评价指标,应用概率分布分级品质评价指标,通过层次分析确定品质评价指标权重,利用K-均值聚类分析和判别分析建立南极磷虾粉品质判别函数。结果表明:1)南极磷虾粉品质指标之间离散度有差异,变异系数在8.89%～84.46%;2)从15项指标中选择6项作为南极磷虾粉品评价指标（蛋白质、脂质、盐分、赖氨酸、生育酚、挥发性盐基氮）;3)建立了南极磷虾粉品质评价指标的分级标准和评分标准;4)建立了南极磷虾粉品质判别函数,判别率较高。该研究构建的南极磷虾粉品质评价体系为南极磷虾粉品质评价提供了科学依据,可以用于南极磷虾粉的品质定性判别和评价。
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改进型支持度函数的WSN水质监测数据融合方法
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：无线传感网络已被广泛应用到水质监测领域中,针对水质监测中对传感器数据高精度的要求,该研究提出一种基于支持度函数的数据融合算法.首先,对各传感器采集的数据进行一致性检测,保证数据的准确性;其次,采用改进的动态时间弯曲距离(Improved Dynamic Time Warping Distance,IDTW)对支持度函数(Support Function,SF)进行优化,实现水质参数时间序列数据间的互支持度计算;最后,通过加权算法完成数据的融合过程,实现错误数据的校正,获得高质量融合数据.该算法在水质监测平台中进行了试验,结果表明,IDTW-SF融合算法的平均绝对误差值为0.2792%,融合精度较其他对比算法更高,且运行速度较快.IDTW-SF支持度融合算法能够有效弥补现有水质监测系统数据采集准确率低、效率低等缺陷,基于此方法的水质监测系统提高了溶解氧数据准确率,在降低水产养殖风险,提高养殖效率等方面发挥重要作用.
关键词： 水质 监测 数据融合 无线传感器网络 支持度函数 动态时间弯曲距离
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磁性纳米粒子的制备及环糊精葡萄糖基转移酶的固定化
《功能材料 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用化学共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,并依次以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为硅烷偶联剂对磁性纳米粒子进行表面修饰,最终得到氨基硅烷化的磁性纳米粒子(Fe3O4@SiO2-NH2).采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TGA)对磁性纳米粒子的形态、结构进行表征.结果表明,氨基硅烷化的磁性纳米粒子具有良好的超顺磁性,结晶度高,稳定性好,粒径约为22 nm.利用该磁性材料固定化海洋环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)得,固定化酶热稳定性,对酸碱的耐受性和储存稳定性明显优于游离酶.
关键词： 磁性材料 3O4','') >Fe3O4 氨基硅烷化 环糊精葡萄糖基转移酶 固定化
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源自轻腌大黄鱼的特定腐败菌特性及腐败能力
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究轻腌大黄鱼优势腐败菌的基本特征和腐败能力,以源自冷藏轻腌大黄鱼的普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌为对象,分析两株菌的表型、生理生化、碳源代谢和细胞磷脂脂肪酸组成等特征;将其分别接种到无菌轻腌鱼块中,分析冷藏(5℃)过程中感官、微生物和理化等指标变化,评价和比较两者的腐败能力。结果表明,两株菌在低盐(NaCl质量分数不大于4%)和pH 5～7下均能够生长,对碳源的总体利用情况和优势磷脂脂肪酸成分相似。接种普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌的鱼块货架期分别为12 d和14 d,腐败终点菌落总数分别为(8.90±0.73)(lg(CFU/g))和(8.70±0.92)(lg(CFU/g)),产量因子Y_(TVB-N/CFU)分别为3.61×10~(-8) mg/CFU和3.71×10~(-8) mg/CFU,尸胺含量均大于腐胺含量,醇类和醛类为腐败鱼块的主要挥发性成分。综上,普通变形杆菌和蜂房哈弗尼菌生理生化特征存在一定差异,普通变形杆菌的腐败能力强于蜂房哈弗尼菌。本实验可为轻腌大黄鱼的工艺优化、靶向抑菌及延长产品货架期提供理论依据。
关键词： 轻腌大黄鱼 特定腐败菌 普通变形杆菌 蜂房哈弗尼菌 腐败能力 挥发性物质
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基于稳定同位素和矿质元素的中华绒螯蟹产地鉴别潜力评价
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究中华绒螯蟹的产地溯源,对黄河和辽河3个产地的中华绒螯蟹进行采样,结合稳定同位素比、矿质元素分析以及化学计量学方法分析和探讨不同产地之间差异因子和分类模型。单因素方差分析及Duncan多重比较检验结果显示,在这3个产地间,元素Na、Mg、Al、K、Zn、Sr、Ba以及同位素δ13C和δ15N含量在产地间有显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),而元素Ca、Mn、Cu在不同产地螯蟹中的含量差异不明显(P>0.05)。自组织映射神经网络聚类分析可视化显示,单独利用矿质元素或结合利用稳定同位素和矿质元素的最佳聚类效果均将位于黄河口的山东东营中华绒螯蟹样本聚为一类,辽河的盘锦和营口的样本聚为另一类。线性判别分析的结果显示,结合利用稳定同位素和矿质元素或单独利用矿质元素的初始验证的正确率均高于95%,且稳定同位素和矿质元素的结合具有更高的产地区分潜力。
关键词： 中华绒螯蟹 稳定同位素 矿质元素 自组织映射 线性判别分析 产地溯源
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海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：干燥是海带加工过程中的工序之一,为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题,该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统,其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成.采用USS协议与G120变频器通讯,采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对行走电机进行加减速判断;同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯,实现晾晒杆准确定位;然后编程控制气动抓手,实现海带晾晒杆的自动抓放等动作;利用限位开关作为数据传递的触发信号,晾晒棚与热泵房导轨自动对接,实现海带自然晾晒与热泵烘干结合.试验结果表明,该控制系统总运行时间为5.7 h,晾晒杆定位误差±1 cm,高速运行速度20 m/min,晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%,烘干后海带含水率为15.2%左右,泥沙、杂质率为0%,为一级品.系统运行稳定,节约人工,保证海带干燥的品质.该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板.
关键词： 烘干 加工 控制系统 海带 自然晾晒 热泵烘干 级联系统
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