2017年  39卷  第3期

数学
n维模糊数值函数Henstock-Stieltjes积分的刻画定理
崔建斌, 刘坤
2017, 39(3): 333-339. doi: 10.7540/j.ynu.20160356
摘要:
基于完善模糊积分理论的需要,讨论了n维模糊数值函数的Henstock-Stieltjes积分的性质,并利用集值函数、向量值函数以及实值函数的Henstock-Stieltjes积分给出了其刻画定理.
具有脉冲收获的非自治Gilpin-Ayala模型的最大收获量问题
吴艳梅, 窦家维, 马丽
2017, 39(3): 340-349. doi: 10.7540/j.ynu.20160007
摘要:
研究了一类由非自治Gilpin-Ayala脉冲收获系统描述的种群优化控制问题.在脉冲收获时刻预先给定的前提下,选择各时刻的收获努力量作为控制变量,以给定时间周期内种群收获量最大为目标研究其最优收获策略.首先应用脉冲微分系统的极值原理获得了奇异收获策略以及相应的奇异路径.进一步研究了当奇异收获策略所需要的条件不满足时(称为受阻情形)的优化控制问题.为此首先建立了优化准则,即最优路径应该与奇异路径尽可能接近.并以优化准则为基础研究获得了一些受阻情形下的最优收获策略.该文的结果推广改进了已有文献中关于脉冲控制收获问题的一些相关结论.
计算机、信息与电子科学
基于遗传算法优化的BP神经网络在股指预测中的应用研究
黄宏运, 朱家明, 李诗争
2017, 39(3): 350-355. doi: 10.7540/j.ynu.20160516
摘要:
针对股票价格不仅受到众多不确定性因素影响而且数据本身具有高度模糊非线性等特点而导致的预测难问题,首先利用具有良好非线性寻优能力的遗传算法来优化BP网络初始权阈值的设置,然后构建了一个基于历史股票价量信息为输入变量,日开盘价为输出变量的股指预测模型,在对观察期内上证综指(开盘指数)的实证研究表明,优化后的BP网络在训练时不仅可以更快地实现收敛,而且对于训练集与测试集样本的预测性均得到明显地提高.
基于FPGA的心音信号采集系统设计
查启秋, 赵杨, 宋少帅, 宗容, 王威廉
2017, 39(3): 356-359. doi: 10.7540/j.ynu.20160217
摘要:
介绍了一种基于FPGA的心音信号的采集系统,该系统包括心音信号传感器,心音信号采集电路,带有集成耳机驱动器的低功耗音频编码解码器WM8731芯片.心音传感器将心音信号转换为电信号,传送到心音信号采集板上,进行放大及滤波,再传送到FPGA的WM8731芯片上进行A/D转换,最后通过RS232串口传送的PC机上.该系统设计表明能够满足快速对心音信号进行采集,为后续信号的处理奠定坚实的基础.
融合主题和要素的汉柬可比语料获取方法
郭月江, 严馨, 刘小惠, 余正涛, 线岩团, 莫源源
2017, 39(3): 360-368. doi: 10.7540/j.ynu.20160540
摘要:
为了有效地获取可比语料,选取汉柬双语新闻文档作为可比语料库的候选语料,提出一种融合发布时间要素、实体要素和主题分布的可比语料获取方法.该方法首先计算文本的主题概率分布的JS距离,并融合各主题和要素特征,计算文本相似度;然后利用改进型的层次聚类算法对双语文本进行聚类,最后从聚簇类结果中获取可比语料.与基于词典的文本相似度计算方法进行聚类相比,该文方法有更高的Purity和F值并且获得的高质量的可比语料更多,说明了本文方法的有效性.
结合自适应高斯滤波的单幅图像去雾方法
张晨光, 史伟光, 毕长浩
2017, 39(3): 369-375. doi: 10.7540/j.ynu.20160547
摘要:
传统图像去雾方法中基于景深局部相似性假设来估计场景透射率时,因无法适应景深突变而在其边缘处出现偏移,严重影响去雾效果.为此,提出了一种结合自适应高斯滤波的单幅图像去雾方法.首先,为简化参数的估计,对大气散射模型进行改进,将场景透射率的估计等效为附加大气光的估计,综合利用邻域内像素点的空间邻近度和景深边界信息构建自适应高斯滤波器,对附加大气光进行细化操作.然后,引用四叉树分割理论估计大气光强度,进而恢复场景反射光.最后,将该去雾方法与传统方法进行对比分析.实验结果表明,该方法能有效去除图像中的雾霾,消除景深突变处的Halo,保持图像整体亮度平衡,对图像细节信息的复原也取得了不错的效果,从根本上提高了图像的可视性.
一种改进的SIFT图像检测与特征匹配算法
杨雨薇, 张亚萍
2017, 39(3): 376-384. doi: 10.7540/j.ynu.20160731
摘要:
提出了一种改进的SIFT图像特征检测与匹配算法.以包含像素信息的深度图为基础,通过相应的映射关系,将深度图变成二维图像,再依据深度图每个网格顶点处的局部微分性质确定二维图像上的灰度值,得到二维灰度特征图像;利用SIFT算法对特征图像进行特征点的检测;然后将K近邻算法和双向特征匹配算法相结合,使得匹配得到的结果更加准确,误匹配对更少,并把匹配结果还原到深度图上;最后采用随机抽样一致性RANSAC算法对误匹配点对进行剔除,实现2幅图像的配准.实验结果验证了这种改进算法的鲁棒性和有效性.
物理学
大振幅比直孔型指数形变幅杆
武婷婷, 贺西平, 杨佳婷
2017, 39(3): 385-389. doi: 10.7540/j.ynu.20160759
摘要:
为了降低直孔型指数形变幅杆加工成本,满足应力加载下的实际应用并追求大的放大系数,提出了用螺栓连接的直孔型指数形变幅杆.推导并计算了变幅杆的频率方程和放大系数;有限元法分析了在谐振状态下,螺栓连接的直孔型指数形变幅杆的位移和应力分布曲线.结果表明,在谐振频率和外形几何尺寸相同时,螺栓连接的两段直孔型指数形变幅杆的放大系数比实心变幅杆大,比直孔型指数形变幅杆略小,且应力曲线基本光滑,可以用于实际的超声加工.
观测数据对宇宙透明度的限制
陈骏, 张颂, 王靖洲, 朱聪
2017, 39(3): 390-394. doi: 10.7540/j.ynu.20160324
摘要:
用Union2.1超新星观测数据和哈勃参数观测数据限制了宇宙的总体透明度,最佳拟合值支持不完全透明的宇宙,但是在2σ误差范围内并不排除完全透明的宇宙.然后限制了不同红移位置的宇宙透明度,最佳拟合值表明随着红移的变化宇宙透明度也变化,并非处处都是均匀的.
地球科学
2010—2015年焉耆盆地LUCC特征分析及预测
费兵强, 韩炜, 马霄华, 党亚玲, 蔡寅潮, 谭惠, 李文轩
2017, 39(3): 395-404. doi: 10.7540/j.ynu.20160680
摘要:
通过对焉耆盆地土地利用/土地覆被变化(LUCC)的时空转化规律的研究,揭示在气候变化和生产活动加剧的背景下,建设用地变化对LUCC的影响及其对工农业土地利用格局、生态环境效应、社会经济状况所产生的驱动机制.结合RS和GIS等技术手段以及马尔可夫模型,对焉耆盆地2010—2015年LUCC特征进行了分析,并对2015—2024年以及终极稳定状态的焉耆盆地LUCC进行了预测.结果显示:在2010—2024研究时段内,建设用地和耕地面积大幅增长,未利用地面积减少量最大;其增长和减少速度在2015—2018年期间达到峰值,而后逐渐降低.未利用地是新增耕地的主要来源,新增建设用地主要来自于耕地转化.水域和沙地面积小幅减少.草地和盐碱地面积变化较小,但两者互转频繁,湿地面积总体保持稳定.由结果可看出,未来焉耆盆地LUCC变化较为剧烈,社会经济发展对自然环境的压力持续增大.
大气科学
临汾市近30年终霜冻变化规律及特征分析
王海英, 王文, 曹巧莲, 相云, 孙悦, 任玉欢
2017, 39(3): 405-414. doi: 10.7540/j.ynu.20160705
摘要:
选取临汾市17个气象站1981—2010年近30a的3—5月份0cm日最低温度≤0℃的值,以此来确定春霜冻期和终霜冻日.采用线性倾向法,分析临汾市东西南北中5区近30a春霜冻的年际变化规律;应用M-K间断点分析法对霜冻结束日期序列进行突变检验.对临汾市近30年5个区域的霜冻日期进行连续小波变换,得到小波变换系数的实部等值线图及小波方差图.结果表明:①临汾市北部(-2.1d/10a)、西部(-5.2d/10a)、中部(-2.4d/10a)终霜冻日有明显提前的趋势,南部(-0.7d/10a)有缓慢提前的趋势,而东部(0.4d/10a)有缓慢推后的趋势;终霜冻强度气候倾向率在-0.1~0.3d/10a之间,各区域有变化,但不明显.②临汾市东部、中部和南部,突变年份均在2007年.西部突变出现在1990年,北部突变出现在1997年.突变后表现为东南早,西北晚.③各区域皆存在7a的主周期,次周期除临汾市中部地区为8a外,其它地区的次周期皆为 11a.以上规律结论的得出为临汾霜冻预报提供了理论根据,对指导当地的农业生产具有重要的意义.
高原地区高速路-森林接触带光化学臭氧形成机制研究
史建武, 米雪峰, 邓昊, 刘寅, 宁平, 周越, 韩新宇
2017, 39(3): 415-424. doi: 10.7540/j.ynu.20160157
摘要:
基于大气氮氧化物(NO和NO2)和总挥发性有机化合物(TVOCs)在太阳辐射条件下生成大气臭氧(O3)这一反应原理,选取云贵高原地区高速路-森林接触带生态系统开展大气臭氧污染特征及生成机制研究,并以昆明城区大气臭氧污染特征为对照,采集大气臭氧、氮氧化物及挥发性有机物样品,分析高速路-森林接触带大气污染物浓度时空分布特征及受气象条件的影响.结果表明,在夏季高速路-森林接触带存在强烈的大气光化学反应,臭氧质量浓度为91.83μg/m3,高于其他季节,气温及太阳紫外指数与其浓度变化显著正相关;高速路-森林接触带大气O3生成对周边NO2浓度变化最为敏感,说明减少机动车尾气中NOx排放将有利于此区域臭氧污染的控制.
冬季大气O3变化与东亚冬季风的关系研究
黎海凤, 郭世昌, 常有礼
2017, 39(3): 425-431. doi: 10.7540/j.ynu.20160451
摘要:
利用ECMWF提供的1979—2013年臭氧与位势高度资料,采用3种诊断分析方法,探讨了东亚地区臭氧与东亚冬季风的关系,得到了以下结论:①Iwin与东亚各等压面高度上的臭氧以正相关关系为主,其中与50、100hPa臭氧的正相关区域最明显;②东亚50、100hPa臭氧与位势高度的变化区域总体来看较为一致,即当中纬度的臭氧增加时,中纬度的位势高度场降低,东亚大槽加强,冬季风偏强,反之亦然;③合成差值分析的结果表明,当EAWM偏强时,臭氧的正差值中心从30hPa至100hPa有由北向南移动的趋势.
喀斯特地区月均降水协克里金插值方法研究——以贵州省为例
闫星光, 吴琳娜, 周涌, 宋具兰, 邓仕雄
2017, 39(3): 432-439. doi: 10.7540/j.ynu.20160600
摘要:
喀斯特山区地形复杂,地势起伏大,降水量时空分布不均匀,尤其是丰水期降水量的分布直接影响当地经济作物的生长,也是地质灾害发生的诱因.以贵州省77个气象站点30a(1981—2010年)丰水期月均降雨量为基础数据,分析了地形因素(海拔、坡度和坡向)和气象因素(站点压强及相对湿度)与贵州省降水的相关性,并对4种协克里金插值模型方法进行了对比研究.结果表明:采用Pearson相关性分析得出坡向与研究区降水相关性最强,相关系数为0.998.综合对比不同协克里金半变异函数模型(稳定模型、指数模型、球面模型和高斯模型)预测值和实测值的结果表明球面模型的偏差均值最小(MAE=-0.0004),一致性系数最优(RMSE=0.864).采用球面模型的协克里金插值是进行贵州省降水插值的最好方法,这为更有效地识别出喀斯特地区丰水期降水空间分布提供基础.
2015年云南省城市臭氧污染变化特征分析
窦艳, 王健, 向峰, 杨鸿亮, 郭世昌, 邰娟, 邱飞
2017, 39(3): 440-446. doi: 10.7540/j.ynu.20160397
摘要:
为了更加清楚地掌握臭氧变化规律,对2015年云南16个城市的臭氧监测数据进行了分析.结果表明:云南省空气质量的优良率达到了98.9%,全年的空气质量基本都保持维持一个相对较好的状况,16个城市中首要污染物为O3-8h的天数占总污染天数的46.3%;臭氧浓度最高的月份为5月,其次为3月和4月;臭氧浓度变化有明显的周末效应,除景洪及大理2个城市以外,其余14个城市臭氧浓度在周末均高于工作日;臭氧小时平均浓度在一天中呈单峰型变化规律,最低值出现在08:00—09:00,最大值出现在16:00—17:00.
化学
基于纳米多孔铂检测细胞中多巴胺
李德蕾, 戴坤, 张茜, 张坤蕾, 白茹燕, 胡蓉, 杨云慧
2017, 39(3): 447-453. doi: 10.7540/j.ynu.20160455
摘要:
通过还原反应合成纳米多孔Pt材料,并对其进行表征.纳米多孔Pt作为一种纳米模拟酶,对过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)形成蓝色氧化产物的反应具有良好的催化作用.加入多巴胺(DA)后,由于DA吸附到纳米多孔Pt的孔道上,减少了催化位点,对纳米多孔Pt的催化作用产生抑制效应,使形成的TMB蓝色氧化产物减少,导致吸光度值下降.研究利用多巴胺对纳米多孔Pt催化作用的抑制效应,采用分光光度计检测体系的吸光度从而实现多巴胺的定量检测.考察了过氧化氢浓度,多孔Pt浓度以及多巴胺反应时间对吸光度的影响.在最优条件下,吸光度值与多巴胺浓度有良好的线性关系,线性范围为0.08~1.0mmol/L,相关系数为0.9959,检测下限为0.0085mmol/L.该体系为多巴胺的检测提供了一种简单快速的方法,并被用于黑色素瘤细胞裂解液样品中多巴胺的检测.
地皮菜挥发油的化学成分及抗氧化性研究
赵秀玲, 刘永杰
2017, 39(3): 454-462. doi: 10.7540/j.ynu.20160460
摘要:
分别采用水蒸汽蒸馏法(SD)和超临界流体萃取(SFE)法萃取地皮菜挥发油,利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对挥发油成分进行分离鉴定.经过GC-MS分析,共分离鉴定出80种挥发性化合物,其中烷烃28种、烯烃9种、酯类9种、酸类4种、酮类5种、萜类4种、醇类5种、醛类7种、杂环类1种、酚类1种、环氧类1种、胺类2种、醚类2种、酸酐类1种及炔类1种.2种提取物共有组分为8种.用水蒸汽蒸馏法和超临界流体萃取得到的挥发油成分有明显差异.地皮菜挥发油具有良好的体外抗氧化活性,SFE挥发油比SD挥发油对ABTS自由基、DPPH自由基、羟基自由基抑制作用有较强的效果.其最大挥发油体积分数的清除率均超过50%,挥发油样品体积分数与各项抗氧化活性指标呈量效关系,清除ABTS自由基、DPPH自由基、羟基自由基的ED50为:SD挥发油分别为9.954%,9.424%,11.394%(体积分数,下同),SFE挥发油分别为8.267%,6.012%,9.121%.
苯并12-冠-4桥联的氮杂环卡宾催化ε-己内酯开环聚合研究
王晓琦, 史丽琴, 王艳
2017, 39(3): 463-468. doi: 10.7540/j.ynu.20160511
摘要:
研究了苯并12-冠-4桥联的氮杂环卡宾催化ε-己内酯的开环聚合,重点在不同反应条件下探索了聚合反应.利用1H NMR和IR分析了聚合物的端基,推测聚合机理是“单体活化”的机理.
MMT/FeCl3催化的2-二乙硫基亚甲基-3-羟基丁酸乙酯与吲哚衍生物的Friedel-Crafts烷基化反应
王金娟, 王文琛, 杨志翔, 陈治明
2017, 39(3): 469-473. doi: 10.7540/j.ynu.20160635
摘要:
探讨了价廉易得、环境友好和无毒性的MMT/FeCl3催化的α-羟基二硫缩烯酮与吲哚衍生物的Friedel-Crafts烷基化反应.研究表明,在室温条件下,CH2Cl2中,在x=15% MMT/FeCl3存在下,α-羟基二硫缩烯酮与吲哚衍生物能有效进行Friedel-Crafts烷基化反应,高产率生成α-吲哚基二硫缩烯酮.反应具有催化剂经济易得及其用量少、反应条件温和、环境友好和易操作等优点.
三维配合物{[Mn3(C12H6O4)4]2-(C11H18N4)2+}n的水热合成、晶体结构和磁性研究
邢宇博, 刘宇奇, 王新颖, 薛晓斐, 李玮
2017, 39(3): 474-480. doi: 10.7540/j.ynu.20160746
摘要:
采用水热法合成出一种新型金属有机功能配合物{[Mn3(C12H6O4)4]2-(C11H18N4)2+}n(C12H6O4为去质子化的1,4-萘二甲酸,(C11H18N4)2+为质子化的1,1'-(1,5-戊烷基)二咪唑).通过X射线单晶衍射技术对该化合物进行结构表征,结果表明该化合物属于单斜晶系C2/c空间群,其晶胞参数分别为a=1.19795(4)nm,b=2.76457(10)nm,c=1.56451(5)nm,α=90°,β=9.37290(10)°,γ=90°,Z=4,V=5.1704(3)nm3,F(000)=2508.锰离子以六配位的方式与6个1,4-萘二甲酸中的氧原子结合形成扭曲的八面体构型.C11H18N4分子以游离形式存在于体系中,一方面质子化后起到平衡电荷的作用;另一方面与1,4-萘二甲酸羰基氧原子形成丰富的氢键作用力.有机配体1,4-萘二甲酸以不同的配位模式连接中心锰原子,最终使配合物形成了一个具有网状结构的三维配位聚合物.磁学性质研究表明:该配合物存在弱的反铁磁性,线性拟合得到配合物的居里外斯温度T=-16.265197K.CCDC:1517397.
生物学
基于地形、水热指标的陆地生物多样性富集度评估——以云南为例
王艳霞, 丁琨, 周汝良
2017, 39(3): 481-493. doi: 10.7540/j.ynu.20160333
摘要:
根据生物地理学理论和专家知识,以地形褶皱度和起伏度为地形指标,以年平均温度、空气相对湿度、降水量为水热指标,提出了宏观区域尺度上地形、水热综合作用下陆地生物多样性富集度评估方法.以我国野生生物种类最为丰富的云南为研究区,评估了因地形、水热作用产生的陆地生物多样性富集度.从物种多样性层次,分别在自然保护区、县域、全省尺度上,使用区域平均统计方法和目视解译判读法,对该生物多样性富集度评估结果进行比较验证.结果表明:①陆地生物多样性富集度评估可具体到“山头地块”,以空间连续化的方式反映生物多样性富集与否的自然属性.云南陆地生物多样性富集分布具有十分显著的区域性特征,富集区集中在西南纵向岭谷区、滇东南文山东南部、滇东北乌蒙山山区,而在滇中高原、坝子区生物多样性富集性较低.②保护区内富集度评估结果与已记录物种总数变化趋势基本一致.③在生物多样性低富集区,县域富集度评估结果与全省县域物种调查总数的分布格局较一致.④在生物多样性高富集区,空间连续化评估结果与基于TM卫星影像显示的植被信息的分布格局基本吻合.对于缺乏可靠的生物学信息的区域,作者提出的方法能提供至少是理论上的生物多样性描述信息.
阳宗海湖滨湿地表层沉积物重金属污染特征及生态风险评估
张慧娟, 刘云根, 齐丹卉, 王妍, 侯磊
2017, 39(3): 494-506. doi: 10.7540/j.ynu.20160328
摘要:
以阳宗海湖滨湿地表层沉积物为研究对象,分析不同湖岸沉积物中8种重金属(As、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb、Co、Mn)的含量水平.采用内梅罗污染指数法评价湖滨湿地沉积物中重金属的污染特征,甄别主要污染物,同时采用基于总量的潜在生态风险指数法和基于形态的风险评估指数法来评价沉积物中重金属总量及不同形态的生态风险.研究结果表明:① 阳宗海湖滨湿地表层沉积物中不同重金属元素在4个湖岸空间分布上存在差异,其中Cu、Ni和Co的最高值出现在北岸,Zn、Mn、Pb、Cr和As的最高值出现在东岸;② 阳宗海不同湖岸湖滨湿地表层沉积物中重金属污染程度大致呈现东岸湖滨湿地受重金属重度污染,南岸和北岸湖滨湿地受重金属轻度污染;西岸湖滨湿地重金属污染程度处于警戒水平,且不同重金属在不同湖岸的污染程度存在差异;③ 阳宗海湖滨湿地表层沉积物中重金属总体呈现低生态风险,不同湖岸RI值呈东岸>北岸>南岸>西岸,其中As、Co和Cu为主要的风险污染物;④ 阳宗海湖滨湿地沉积物中不同重金属主要赋存形态存在差异,主要以还原态和残余态为主,RAC风险评估指数法表明8种重金属具有中等程度以下的生态风险.
云南金线鲃属鱼类一新种——文山金线鲃
杨洪福, 李春青, 陈艳艳, 李维贤
2017, 39(3): 507-512. doi: 10.7540/j.ynu.20160534
摘要:
描记采于云南省文山市的金线鲃属鱼类一新种,以采集地市名命名文山金线鲃(Sinocyclocheilus wenshanensis Li,Yang,Li et Chen sp.nov.).新种体侧分布有3行纵列圆斑,口亚下位,与分布于相邻的砚山县体侧布满不成纵列行的斑点,口亚上位的麻花金线鲃(S.maculatus Li 2000)可明显区别;新种体侧有3行黑色圆斑,侧线鳞67~72,背鳍起点在腹鳍起点之后,背鳍前长为体长的55.65%~59.50%,与体中有6~8个黑色圆斑,侧线鳞74~88,背鳍前长为体长的47.10%~53.70%,同为红河水系的西畴金线鲃(S.xichouensis Pan et al 2013)亦可明显区别.