修复过程中盐渍化土壤的光谱特征分析

该研究跟踪山东东营盐渍化土壤(盐分主要以氯化钠为主)的微生物修复盆栽实验,分析研究修复过程中土壤理化性质的改良以及相应的光谱特征变化。基于对修复过程中不同阶段土壤盐分含量(SSC)和Na+,Cl-等理化指标的化学分析及其同步的光谱测试,采用平均值降维方法,相关系数与决定系数相结合的方式,通过逐步缩小采样间隔,分析了土壤在微生物修复过程中盐分和盐分离子含量变化及其光谱响应的最佳波段和特征。结果表明,土壤在不同处理的微生物修复过程中,全波段平均光谱反射率与SSC的变化趋势和幅度几近一致,与Cl-含量变化趋势和幅度完全一致。在光谱测试的全波段范围内,SSC及盐分离子含量与光谱反射率呈显著正相关,在近红外波段的反射率变化尤为显著。在此基础上,基于调整光谱采样间隔方法分析获得的盐分及其离子含量最佳光谱响应波段反射率,建立了土壤光谱反射率与盐分含量及其离子含量的关系模型。其中SSC的最佳响应波段1 370～1 445和1 447~1 608 nm,Cl-,Na+的最佳响应波段分别为1 336~1 461和1 471~1 561 nm,建立的模型其R2最高值达到了0.95,RMSEC,RMSEP最大值分别为1.076和0.591。不同处理的土壤微生物修复结果的显著性统计分析及其相应的光谱特征变化,充分显示了土壤盐分含量的光谱响应特征及其敏感性,对发展基于高光谱的土壤盐渍化快速分析诊断方法具有重要意义。     

基于幂律尾指数研究中国降水的时空演变特征

基于中国气象局国家气候中心740站点1960—2000a的日降水观测资料，对中国各地区日降水量分等级进行统计分析，揭示了各地区日降水存在的一个共同特征——幂律尾分布，且不同等级的降水量对应不同的幂律尾指数，在一定程度上反映了不同雨型具有不同的气候背景和物理机理.中国华北、华南等七个气候特征区，其幂律尾指数总体自东南向西北呈递增趋势，这与中国降水东多西少，南多北少的空间分布特征相符合.研究各气候特征区日降水的幂律尾指数随时间的演变特征发现：东北、华北和西北地区的幂律尾指数发生突变的年份对应着20世纪70年代末开始的中国北方干旱化进程，导致的可能原因是微量降水，尤其是0—7mm日降水的减少. 关键词： 幂律尾指数 突变 北方干旱化     

Analysis of precipitation characteristics of South and North China based on the power-law tail exponents

Precipitation sequence is a typical nonlinear and chaotic observational series, and studies on precipitation forecasts are restricted to the use of traditional linear statistical methods, especially when analysing the regional characteristics of precipitation. In the context of 20 stations＇ daily precipitation series （from 1956 to 2000） in South China （SC） and North China （NC）, we divide each precipitation series into many self-stationary segments by using the heuristic segmentation algorithm （briefly BG algorithm）. For each station＇s precipitation series, we calculate the exponent of power-law tall （EPT） of the cumulative probability distribution of segments with a length larger than l for precipitation and temperature series. Our results show that the power-law decay of the cumulative probability distribution of stationary segments might be a common attribution for precipitation and other nonstationary time series; the EPT somewhat indicates the precipitation duration and its spatial distribution that might be different from area to area. The EPT in NC is larger than in SC; Meanwhile, EPT might be another effective way to study the abrupt changes in nonlinear and nonstationary time series.     

侧链含氨基的聚(对亚苯基亚乙炔基-对亚苯基-咔唑)三元共聚物的合成及其聚集态下荧光特性

通过Sonogashira偶联反应制备了含有4-[2-(对苯胺)乙烯基]苯(M1)、2,5-二戊烷氧基-1,4-二乙炔基苯(M2)和9-辛基咔唑(M3)3种结构单元的三元共轭聚合物PPEC,并通过核磁共振氢谱确定了3种结构单元的比例为0.54∶1.00∶0.46(M1∶M2∶M3).由于在PPEC的侧链中含有氨基基团,通过在PPEC的THF溶液中分别加入水、甲醇和正己烷,诱导其产生聚集,其聚集后的荧光性质表现出明显的不同,在THF与水的混合溶剂中,PPEC发光强度会随着水含量的增加先是急剧降低,而后在高水含量时发光强度又显著增强;在THF与甲醇的混合溶剂中,PPEC发光强度随着甲醇的加入只是逐渐降低;在THF与正己烷的混合溶剂中,PPEC的发光强度则会随着正己烷的增加而增强.该结果表明氨基通过与水,或者自身所形成氢键作用,改变了PPEC分子链之间的聚集态结构,降低了分子内旋转非辐射能量效率,从而有效改善共轭聚合物的主链发光性质,这为设计聚集态下(或固态下)高性能的荧光共轭聚合物提供了一种新思路.     

基于三片曲面反射镜的离轴投影成像系统

采用调制传递函数和波前像差分析方法,设计了基于偶次非球面反射镜和Zernike自由曲面反射镜构成的放大倍数为80,相对孔径为2.8的三个离轴投影成像系统.其中第一片反射镜M₁表面为凹面用于减小第二片反射镜的尺寸及获得高的对比度,而第二片反射镜M₂和第三片反射镜M₃表面为凸面用于校正系统像差及获得更短的投影距离.经软件设计与分析,三系统中基于三片Zernike自由曲面反射镜的成像系统光学性能最好,调制传递函数实现60 lp/mm 时60%以上,畸变小于2.0%.与其它文献相比,基于三片Zernike自由曲面反射镜系统可以更好地消除像差,缩短系统厚度,增大系统的可视角与相对孔径.     

相机标定的外界影响因素分析

针对相机标定结果易受外界因素干扰的问题,为了提高标定准确度,利用已有的摄像机针孔成像模型,采用自适应角点检测算法提取靶标图像中的特征点,标定结果以重投影横纵像素误差的平均值作为性能指标,对均匀光源的照度、标定图片数量以及标定靶标上棋盘格尺寸3个影响因子做了相应的分组对比实验。研究结果表明,选择亮度高的光源提升标定准确度达到38%以上;特征点数目156个时,仅需18张～22张标定图片;相对较小的棋盘格尺寸可以使得标定准确度提高50%。以上结果充分说明了光源、图片数量和棋盘格尺寸对于提高相机标定准确度具有重要意义。     

铝合金焊缝电涡流磁场信号的非线性特征提取及分类方法研究

采用巨磁电阻(GMR)传感器对铝合金惰性气体保护焊焊缝的涡流电磁信号进行提取.采用非线性特征分析的方法对良好、含有密集气孔和未焊透三种不同状态焊缝的涡流电磁信号的特性进行分析.提取焊缝涡流电磁信号的Lyapunov指数、关联维数等参数进行分析,分析结果表明焊缝涡流电磁信号具有明显的非线性混沌特性.采用Lempel-Ziv复杂度和近似熵测度分析三种状态焊缝涡流电磁信号的复杂度,结果表明:Lempel-Ziv复杂度和近似熵对不同状态焊缝的涡流电磁信号是敏感的,可以得到焊缝的电磁信号的非线性特征,并对焊缝的类别进行分类辨识,为分析焊缝的不同状态提供了一种有效的辅助工具和方法.     

基于大数值孔径环形光锥照明的超分辨光学 显微成像方法研究

提出和发展了一种基于大数值孔径环形光锥照明的远场超分辨光学显微成像新方法, 采用将发光二极管(LED)面光源、窄带滤光和环形光锥照明相结合的特种照明方式, 实现超分辨显微成像. 建立了大数值孔径环形光锥照明成像的物理模型, 根据标量衍射理论, 在不同环形光锥照明时, 推导出光学显微系统像面衍射斑光强分布的理论计算公式; 通过Matlab求解和绘图, 得到衍射斑光强的分布图样, 从理论上证明这一成像方法可以有效提高光学显微镜的分辨率; 建立了相应的显微成像系统, 通过实验验证了该方法可有效改善显微镜的成像质量, 显著提高分辨率; 在中心波长450 nm、环形光锥数值孔径1.125—1.25时, 实验获得的分辨率至少优于150 nm, 与理论研究结果相符合, 从而证明了这一方法的可行性.     

电感耦合等离子体质谱法测定镁合金中的多种元素

用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了镁合金中的Be、Al、Ca、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd、Sn、La、Ce、Pb14种元素,进行了稳定性实验以及Cu、Zn、Ni、Mg、Al基体实验,考察了共存元素的干扰.镁合金标准物质测定值与参考值符合较好,方法检出限为0.0002～0.3346 μg/g,相对标准偏差RSD＜10%.     

北京大气颗粒物中正构烷烃污染特征的GC-MS法研究

直链烷烃又称正构烷烃(n-alkane),是城市大气中一类很重要的有机污染物,主要来源于高等植物角质蜡层的排放以及悬浮的孢子、微生物和昆虫等生物源,化石燃料、木材等的燃烧等人为源[1].