人参叶总皂苷大孔树脂分离纯化工艺的近红外光谱在线监测模型及其含量测定

利用近红外(NIR)光谱技术研究并建立可在线监测人参叶皂苷类成分的大孔树脂分离纯化工艺的方法。建立人参皂苷Rg₁,Re和Rb₁的高效液相色谱(HPLC)含量测定方法,收集人参叶提取物的40%乙醇大孔树脂洗脱液,采集其近红外光谱信息,并用已建立的HPLC法测定其中人参皂苷Rg₁,Re和Rb₁的含量,结合偏最小二乘法(PLS)建立上述三种成分及人参总皂苷的定量分析模型。建模过程中,以决定系数(R2),交叉验证均方根误差(RMSECV)为指标,确定用于建模的最优近红外波段和光谱预处理方法,结果表明人参皂苷Rg₁,Re,Rb₁及人参总皂苷模型的最佳建模波段均为12 000.8~7 499.8 cm-1,R2分别为0.988 7,0.960 3,0.990 5和0.970 1,RMSECV分别为0.059 7,0.072 2,0.004 88和0.075 5。将1个批次的人参叶提取物大孔树脂分离纯化工艺样品用于验证人参总皂苷定量分析模型的预测性能,总皂苷的NIR预测值和HPLC测定值的相关系数为0.992 8,平均预测回收率为100.52%,表明所建的模型预测效果良好。该法快速、简便、准确,可用于生产工艺过程中人参总皂苷的含量测定和质量控制。     

城市扩张的空间模式研究——以杭州市为例

以杭州市中心城区的多时相TM/ETM+遥感影像为数据源,采用建设用地扩张强度、空间自相关方法等,分析了杭州市1991~2010年间城市扩张的时空特征,并探讨其扩张的空间模式及其演化.结果表明：（1）杭州市城区快速扩展,各街道 乡镇扩张程度存在明显差异;（2）杭州城市扩张的“热点”方位变化大致为：城北-城西-多方位-城东,其变迁规律与杭州城市扩张模式的总体变化规律一致;（3）杭州市城市扩张的空间模式主要有边缘式、填充式、自发式和线性轴状,且随城市演化过程总体遵循以下轨迹：首先,主城表现为边缘式为主、填充式为辅的扩张;其次,外围自发式的扩张形成了副城;接下来主副城都表现为从填充为主、边缘为辅的扩张转变为边缘为主、填充为辅的扩张;而线性轴状扩张是沿交通线发展并贯穿整个城市空间的演化过程.     

光电着舰引导设备激光单元作用距离研究

阐述了光电着舰引导激光测距/跟踪单元的工作原理,从人眼安全和大气窗口两方面讨论并确定了激光发射机波段。通过经验公式计算及MODTRAN实验对比研究了1.5x m全光纤激光的大气透过率。在精确计算大气双程透过率的基础上,分析了激光测距/跟踪单元不同气象条件下的作用距离。在晴与霾两种气象条件下,所设计的激光单元最大作用距离分别为10.8 km和8.5 km,满足光电着舰引导系统对跟踪距离大于6 km的指标要求。     

新鲜乳腺癌组织的近红外拉曼光谱分析

采用便携式拉曼光谱仪对正常、良性和恶性的乳腺癌组织进行检测,通过对其拉曼光谱的指认,归纳了其主要区别和特征. 在3类乳腺组织中有明显的脂类的特征峰（1230,1268,1301,1440和1743 cm^-1）,而在良性和恶性的组织中,则出现了较为明显的蛋白（1246,1271,1315和1364 cm^-1）和核酸（1340 cm^-1）的特征峰. 良性和恶性组织的区别在于恶性组织特有的特征峰（1340 cm^-1）,而良性组织所特有的特征峰则应归属为蛋白. 在数据分析过程中,选择能够反映样本化学本质的特征峰,利用高斯过程的机器学习对特征峰值建立模型. 特异性（0.94）、灵敏度（0.95）和Matthews相关系数（0.86）表明在模型中3种组织有比较良好的辨别度,对于应用拉曼光谱方法辨别正常和患病乳腺组织具有参考价值.     

Transition probabilities and lifetimes of the low-lying levels of Fe XIV

The multi-configuration Dirac-Fock method is employed to calculate the transition energies,probabilities,and oscillator strengths for electric dipole allowed(E1) and forbidden(M1,E2,M2) lines for the 3s23p,3s3p2,3s23d,3p3,and 3s3p3d configurations of Fe XIV.The lifetimes of all 40 levels of these low-lying configurations are also derived.The valence-valence and core-valence correlation effects are accounted for in a systematic way.Breit interactions and quantum electrodynamics(QED) effects are estimated in subsequent relativistic configuration interaction(CI) calculations.The present results are in good agreement with other available theoretical and experimental values,and therefore can be used for the further astrophysical investigations.     

野草状纳米氧化锌的制备及标准摩尔生成焓

本文采用反相微乳液法制备了尺寸均匀的野草状ZnO纳米结构. 依据热力学势函数法获得了纳米ZnO与块体ZnO标准摩尔生成焓的关系, 并结合微量热技术求得了所制备产物的标准摩尔生成焓, 为研究其它纳米材料的标准摩尔生成焓提供了一种广泛适用的新方法.     

一种基于遗传优化的BP神经网络的测光红移估计算法

除了星系的光谱红移之外,星系测光红移的估计也对研究宇宙大尺度结构及演变有着重要的研究意义。利用斯隆巡天项目最新发布的SDSS DR13的150 000个星系的测光及光谱数据,在红移值Z<0.8范围内,先使用SOM自组织神经网络对星系样本进行早型星系和晚型星系的聚类,然后用遗传算法优化后的BP神经网络对星系的测光红移进行估算。估算结果与作为标准的已知星系光谱红移进行比对,早型星系的红移估计最小均方误差约为0.001 3,晚型星系最小均方误差约为0.001 7。实验结果表明,遗传优化的BP算法在精度上优于BP神经网络算法,且效率上优于K近邻、核回归等传统测光红移估计算法。     

全局参数自动估计的彩色图像偏振去雾方法

雾天环境下由于大气粒子对光线的散射作用导致成像质量下降, 针对雾霾等天气下图像退化问题, 提出了一种全局参数自动估计的彩色图像偏振去雾方法。利用不同角度的3幅偏振图像, 自动估算无穷远处的大气光和大气光的偏振度, 根据大气散射模型得到去雾后的图像。从RGB 3个色彩通道分别计算相应的参数, 使得算法适用于彩色领域。首先使用暗通道方法估计无穷远处的大气光和传输图, 并通过导向滤波对传输图优化; 然后基于大气光和目标光的不相关性, 采用全局搜索的方法估计大气光的偏振度; 最后根据大气散射模型恢复出清晰目标图像, 并利用对数变换进行增强。本文方法在雾霾天气下能够得到清晰的去雾图像, 且在浓雾天气下, 去雾图像的信息熵提升了约21%, 平均梯度提升了约2倍多, 标准差提升了约12%。实验结果表明, 本文方法较好地解决了人工取景估计参数不佳的问题, 提高了复原目标图像的清晰度和对比度, 可以用于彩色图像的目标探测与识别。     

一种改进Census变换与梯度融合的立体匹配算法

针对现有立体匹配算法对噪声敏感、易失真、在视差不连续区域与弱纹理区域误匹配率高的问题,提出一种改进Census变换与梯度融合的多尺度立体匹配算法。采用支持窗口内所有像素的加权平均灰度值作为Census变换的参考值,将Census代价与由水平和垂直方向归一化结合的梯度代价进行加权融合,通过设置噪声容限获得稳定的代价,提高了单像素匹配代价的可靠性;在多分辨率尺度下,采用改进引导滤波算法完成对匹配代价的聚合;通过视差提取获得视差图。实验结果表明,该算法在Middlebury测试平台上对标准立体图像对的平均误匹配率为4.74%,对27组扩展立体图像对的平均误匹配率为8.67%。该算法使得视差不连续区域与弱纹理区域的误匹配率进一步降低,且对噪声和光照等干扰表现出较好的稳健性。     

Highly-sensitive NO,NO_2,and NH_3 measurements with an open-multipass cell based on mid-infrared wavelength modulation spectroscopy

A compact prototype based on mid-infrared wavelength modulation spectroscopy(WMS)is developed for the simul-taneous monitoring of NO,NO_2,and NH_3 in the urban area.Three quantum cascade lasers(QCLs)with central frequencies around 1900.0 cm~(-1),1600.0 cm~(-1),and 1103.4 cm~(-1)are used for NO,NO_2,and NH3detections,respectively,by timedivision multiplex.An open-path multi-pass cell of 60-m optical path length is applied to the instrument for high sensitivity and reducing the response time to less than 1 s.The prototype achieves a sub-ppb detection limit for all the three target gases with an average time of about 100 s.The instrument is installed in the Jiangsu environmental monitoring center to conduct performance tests on ambient air.Continuous 24-hour measurements show good agreement with the results of a reference instrument based on the chemiluminescence technique.