基于移动激光扫描的橡胶林风害相关参数精准反演

林木参数反演是森林资源管理与培育经营的关键环节。迅速发展的激光探测与测量技术突破了传统测量方法,可以快速的获取林木的空间三维信息,在林业普查中具备高效率、高精度的优势。结合计算机图形学与图像学方法,以中国最大的橡胶生产基地海南省儋州市长期受台风侵害下的两个不同品种橡胶林段(林段1 PR107,林段2 CATAS7-20-59)为研究对象,设计了面向离散激光点云的单株林木参数提取方法,自动获取橡胶林木风害后的生物量指标。首先,通过人背负移动激光雷达获取林段点云数据并使用瑞利商求取台风造成的主枝干倾角,以找寻每株橡胶树的树冠中心点。其次,对点云进行垂直投影,并采用分水岭与Meanshift算法实现株株分离。最后,基于以上操作自动获取与实测值相近的林木参数,例如冠幅、冠径、冠积、叶面积密度、叶面积分布以及主枝与分枝之间夹角等。计算表明,林段1与林段2东西冠幅分别为3.95和3.73 m,与实测相差1.74%～6.27%;林段1与林段2南北向冠幅分别为6.47和6.51 m,与实测相差2.54%～4.02%;林段1与林段2平均胸径分别为5.20和4.73 cm,与实测相差0.64%～2.44%;林段1与林段2平均冠积分别为168.01和141.80 m3,与实测相差0.67%～0.85%;林段1与林段2主枝干倾斜角分别为18.80°和13.11°,与实测相差5.53%～7.09%;林段1与林段2二级分支与主枝干的夹角分别为40.21°~69.23°和10.63°~32.14°,它们相差62.63%;林段1在不同天顶角下的叶面积指数均大于林段2。通过对一定样本（150棵/每类林段）的分析结果与真实比对表明,该方法对林木参数反演结果精度较高,有效地评估了不同品种橡胶树在台风下的损伤度（如主枝干歪斜率、叶面积密度及衰减分布）。参数反演结果与实测值仅有8%的偏差,此偏差主要由橡胶林分叶片稠密,导致林分中叶面与枝干扫描数据获取缺失,以及外界环境干扰如风力扰动、点云拼接误差、激光束发散率、激光扫描范围等原因造成。同时,由于林段1(PR107)的橡胶树的主枝与分枝夹角、冠积以及叶面积指数均大于林段2(CATAS7-20-59)的橡胶树,导致林段1的橡胶树比林段的2橡胶树在台风侵害下更脆弱。因此,该研究可用于研究风力侵害对于不同森林地块的影响,以及量化风害造成的生态系统紊乱的影响。同时,该方法解决了人背负激光扫描数据进行单株提取与林木参数反演的问题,为激光测绘在林业中的应用提供了新思路。     

新型智能汽车油门防误踩系统的研究

分析了目前汽车交通安全以及同类油门防误踩系统的的状况,依据“低成本高可靠,低功耗高速度”的宗旨,采用MSP430超低功耗单片机,MMA1220D型传感器和触底开关设计了一种新型汽车油门防误踩系统;详细的阐述了本系统的设计思想,硬件工作原理和软件设计特点,对于究竟何时判断为油门误踩提出了新的见解和方案,该方案在保证准确性的前提下简化了系统部件也降低了成本,达到了防止驾驶员误踩油门发生交通事故的目的。     

利巴韦林、磷酸氯喹、盐酸阿比多尔等抗病毒药物的红外光谱表征

自新冠肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,国内外多家研究机构和企业都在加快推进新冠病毒(SARS-CoV-2)抗体药物的研发。药物多晶型限制了有效药物的研发进度。药物生产、存储和使用环境影响了药物的稳定性。红外光谱作为一种快速无损检测手段,可从振动光谱反映出药物结构、晶型甚至生产工艺上的差异大大提高了研发效率。首次以三种临床试验被认为治疗新冠肺炎有效药物：磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔为例,利用傅里叶红外光谱仪测试得到它们在远红外(1～10 THz)和中红外(400～4 000 cm-1)波段的振动光谱。远红外光谱中,利巴韦林的特征峰位于：2.01,2.68,3.37,4.05,4.83,5.45,5.92,6.42和7.14 THz附近;磷酸氯喹的特征峰位于：1.26,1.87,2.37,3.06,3.78,5.09和6.06 THz附近;盐酸阿比多尔的特征峰位于：2.24,3.14,3.72,4.25和5.38 THz附近。结合密度函理论,选择B3LYP杂化泛函和6-311++G(d,p)基组,利用Crystal14和Gaussian16软件分析了光谱中所有特征峰对应的振动模式,实现了对振动光谱的精确指认。远红外波段,振动模式源自分子的集体振动。中红外波段,2 800 cm-1以下,振动模式主要源自基团的面内外弯曲和摇摆;2 800 cm-1以上,振动模式过渡为C—H,O—H和N—H键的面内伸缩。以考虑了周期性边界条件的晶体结构作为理论计算的初始构型,会让理论光谱与实验光谱更加吻合,尤其是在远红外波段和中红外400～1 000 cm-1的低频段。该研究对深入理解磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔等抗病毒药物的药学特性,药物间相互作用,控制药物生产过程,指导药物存储和使用有重大意义。     

误差非线性回归模型基于几何方法的若干二阶渐近性质

该文用微分几何方法对AR(q)误差非线性回归模型若干二 阶渐近性质进行了研究. 作者基于Fisher信息阵在欧氏空间定义了内积，并在期望参数空间建立了几何结构. 基于上述几何结构，给出了AR(q)误差非线性回归模型若干二阶渐近性质的曲率表示. 将前人的一些结果推广到AR(q)误差非线性回归模型.      

逆谱问题中偏微分方程数值解的稳定性

讨论一类偏微分方程数值解的稳定性,这种方程源于Sturm-Liouville算子逆谱问题中变换算子法.证明这类偏微分方程差分格式解的存在性、唯一性、收敛性定理及稳定性定理成立.     

多次反射光杠杆法测金属线胀系数的公式修正

激光射入两个平行的平面镜,会引起多次反射,基于该原理的激光光杠杆法测量微小距离具有光路简单,读数快捷等优点。但实验过程中,激光在平面镜的入(反)射点与理论分析有出入,且差别随反射次数的增加而增加,另外在反射次数较少的情况下,激光的初入射角不能忽略,因此需要修正原有理论公式,避免测量微小距离时的误差。本文以金属线胀系数的测量实验为例,通过修正多次反射光杆杆法原有理论公式,分析实验数据,获得了更准确的金属线胀系数。     

正函数广义积分收敛性的一个判别法

研究正函数广义积分的敛散性．利用二重积分的性质．从被积函数自身的性态出发．当自变量x充分大时,通过讨论∫β（x＋σ）^β（x＋σ＋1）f（y）dy与f（x）的比值（其中β≥1,σ∈R为固定常数）,可建立一个收敛判别法．并可平行给出相应正项级数审敛法。此法是对DAlembert审敛法和双比值审敛法的推广．     

氨基酸的太赫兹光谱温度相关性研究

采用可调温太赫兹时域光谱(TDS-THz)系统,测量了脂肪族L-天冬酰胺、L-半胱氨酸、L-丙氨酸和芳香族L-酪氨酸四种氨基酸在低温下的温度特性,实验中,分别在降温和升温过程中选取了以下温度节点：常温,250,200,150,100,70,40,10以及4.5 K等,观察样品对太赫兹吸收光谱的异同;结合傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对室温下上述四种氨基酸在低频段(0.5～2 THz)范围内的吸收峰进行了验证,同时采用拉曼光谱仪测试了高频段(3～6 THz)范围内的这四种氨基酸在常温下的拉曼强度,以此来验证了实验的准确性。结果表明：脂肪族和芳香族氨基酸太赫兹光谱对温度变化的响应存在差异,随着温度降低,两类氨基酸的吸收峰位置均发生蓝移现象, 同时部分氨基酸出现新的吸收峰,但是吸收峰线宽的变化略有不同。最后,采用量子化学Gaussian 09软件包,分别选取一种脂肪族氨基酸和一种芳香族氨基酸,通过密度泛函理论对其单分子和晶胞结构进行了计算,对比测试结果可以得出两种氨基酸的振动模式是由分子间作用力形成的。     

高阶色散导致的交叉相位调制不稳定性

在考虑光纤损耗及高阶色散的情况下,以三、四阶色散项的耦合非线性薛定谔方程为基础,研究高阶色散对交叉相位调制不稳定性的影响.研究表明:三阶色散对调制不稳定性不起作用;由于四阶色散的影响,在光纤的正常、反常色散区,交叉相位调制不稳定性均发生在两个频谱区.且反常色散区两频谱区都比正常色散区的宽,反常色散区第二频谱区比正常色散区的更靠近零点.光纤损耗对增益谱的谱宽有较大影响,它使增益的谱宽变窄,且随传输距离的增大谱宽变得更窄.     

基于差动电容传感器和89C51单片机的电子水平仪

针对原有的气泡式水平仪功能存在的不足进行了改进,改进后的仪器采用了变介质差动电容传感器,设计了电容传感器变换电路,将传感器电容的变化转换为信号频率的变化,用89C51单片机对信号进行处理和显示.实验结果表明,该方法制作的电子水平仪系统性能稳定,测量精度可达到0.01 mm/m.