基于RS和GIS的矿区生态指标提取与安全评价 ——以焦作矿区为例

为了快速、高效地对煤矿区生态安全状况进行评价,借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、空间景观格局分析等技术,在压力-状态-响应(PSR)模型的基础上拓展构建压力-状态-响应-格局(PSRP)模型,对焦作矿区33年(1993—2026年)的生态安全状况进行评价与动态变化模拟分析。以遥感卫星影像数据为主要数据源,选取矿区1993年、2004年、2018年遥感数据及社会、经济统计数据,提取用于生态安全评价的建筑用地指数、归一化植被指数、生态弹性度、绿度指数、生物丰富度、湿度指数、破碎度指数、城市扩展强度、干度指数、人口密度、多样性指数、分维度12个关键技术指标,利用层次分析法(AHP)确定指标在生态安全评价的目标层、准则层、指标层3个层次体系,并进一步计算12个指标的权重,从而对生态安全进行评价,最后利用CA-Markov模型模拟获取2026年结果数据,对焦作矿区生态安全状况趋势评价分析和动态变化监测进行研究。结果表明:①利用遥感技术能有效提取用于生态安全评价的绝大多数指标,并且有较好的提取精度,基础指标土地利用/覆盖分类提取结果精度为92%以上;②CA-Markov模型可以进行土地利用/覆盖变化趋势模拟与预测,在该试验选择的3期数据集中预测精度达到83%;③20多年来焦作市裸地和建筑景观变化幅度最大,水体、植被景观变化相对较小,不同的地物覆盖类型均受到人类生产生活的影响;④1993—2018年间,焦作市生态安全状态总体情况先是大幅下降,然后达到平缓稳定状态,其中1993—2004年间生态状态呈现下降趋势,2004—2018年间焦作市的生态状况总体上没有显著的变化;⑤针对典型矿区,1993年,整个矿区还是处于稳定和安全的状态,到2004年,由于矿产资源大量的开采,部分地区由1993年的稳定状态转为临界状态,2018年以来,由于矿区的陆续关闭,矿区的生态安全状况相比于2004年没有太大的变化,模型预测表明到2026年焦作市及其矿区生态指数将呈现出轻微下降趋势,典型矿区与焦作区域表现出一致的生态安全等级分布状况和变化趋势。研究结果可为维护矿区及其周边生态环境的原生平衡、引导矿区资源的合理开采与利用提供技术支持。     

Ca3Y2(Si3O9)2:Tb3+绿色荧光粉的光谱特性

采用高温固相法制备了Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂: Tb³⁺绿色荧光粉,研究了材料的光学性能。X 射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量的Tb³⁺,并未影响Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂材料 的晶相结构。Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂:Tb³⁺ 荧光粉的激发光谱由较强的4f^75d1宽带吸收(200～300 nm )和较弱的4f-4f电子跃迁吸收 (300～500 nm)构成,主激发峰位于236nm。取波长分别为236、376和482nm的光 作为激发源时,发现样品的主发射峰均位于544 nm,对应Tb³⁺的⁵D 4→⁷F₅跃迁发射。以236nm 紫外光作为激发源,监测544nm主发射峰,随Tb³⁺浓度 的增大,Ca₃Y₂(Si ₃O₉)₂:Tb³⁺的荧光寿命逐渐减小,但在实验范围内并未出现浓度猝灭现象。     

基于阻抗分压法的风电机组低电压穿越能力试验研究

介绍了电网对风电机组的低电压穿越能力的要求及其阻抗选取,根据阻抗分压原理推导出了阻抗配置原则,通过对风电机组低压穿越能力的现场试验,证明了阻抗配置原则的正确性和准确性,同时对今后阻抗分压法的风电机组低电压穿越能力检测试验提供了参考.     

真姬菇菌丝体发酵藜麦产物中多糖的抗氧化和α-淀粉酶抑制活性

利用真姬菇发酵藜麦,通过单因素试验优化发酵物中多糖的提取条件,并将提取的多糖进一步分离纯化,分别测定多糖纯化前后的抗氧化和α-淀粉酶抑制活性。试验结果表明:酶解辅助提取法较优,多糖提取量为(207.67±2.52)mg/g。对提取到的多糖分离纯化后得到4种多糖组分。未纯化多糖(unpurified polysaccharide,UP)对DPPH和羟基自由基清除效果较其他组分显著,最高清除率达到28.95%与43.36%;中性多糖(neutral polysaccharide,NP)对ABTS+自由基清除效果最为明显,最高值达到了51.22%。酸性多糖-0.1(acid polysaccharide-0.1,AP-0.1)对枯草芽孢杆菌来源的α-淀粉酶的抑制效果最强,最高抑制率为60.22%;酸性多糖-0.5(acid polysaccharide-0.5,AP-0.5)对猪胰腺来源的α-淀粉酶抑制能力较显著,最高抑制率为50.36%。结果表明真姬菇与藜麦发酵产物多糖具有一定的抗氧化和α-淀粉酶抑制活性,为其在功能性食品添加剂方向的应用提供了数据基础。     

基于Spark的并行遗传算法在旅行商问题中的应用

传统遗传算法存在早熟现象,而且其在海量数据模型下的求解精度和可扩展性也有待提高。为了改进上述问题,在研究孤岛模型和细粒度模型优势基础上,利用遗传算法自身的并行性,提出一种仿细粒度的粗粒度并行模型,基于spark实现了一种双层并行的遗传算法。将改进算法应用于旅行商问题Berlin52数据集的求解,实验结果表明,与传统的并行模型相比,改进后的算法可以明显缩短计算时间,增大搜索范围,早熟现象也得到了改善。     

卤水侵蚀下高延性混凝土力学性能试验及强度衰减模型研究

为了研究高延性混凝土(HDC)在卤水侵蚀作用下的基本力学性能变化规律,以3种氯盐溶液(5％,10％和15％NaCl溶液)和3种卤水溶液(5％NaCl+5％Na2SO4,5％NaCl+10％Na2SO4和10％NaCl+5％Na2SO4溶液)为侵蚀介质,对HDC试件进行卤水长期浸泡(共360d)试验,分析了不同浓度的卤水溶液长期浸泡下HDC试件抗压和抗折强度随浸泡时间的变化规律.试验结果表明:卤水溶液的侵蚀现象较单一氯离子溶液明显,其中5％NaCl+10％Na2SO4卤水溶液的侵蚀最严重;在整个浸泡过程中,HDC试件质量均出现先降低后上升的变化趋势;单一侵蚀溶液中HDC试件的抗压及抗折强度均出现先增长后降低趋势,卤水溶液中则无侵蚀前期的强度上升阶段,随着硫酸盐浓度的增加,HDC试件损伤劣化速度变快,且氯离子浓度越高,延缓越明显.通过回归分析建立了卤水长期侵蚀HDC试件强度衰减模型.     

岩土地震分析的边界条件波阻抗匹配问题探讨

合理设置边界条件是取得岩土地震动力响应分析可信结果的重要前提,介质交界面的波阻抗大小影响波行能量的反射透射比例,但目前在侧部边界选取中并未明确波阻抗匹配性.文章基于波动学及能量传播理论,分析了岩土地震动力计算的侧部边界外行波能量传递特性,提出了在岩土地震分析中应考虑边界两侧波阻抗的合理匹配性的观点;通过简单水平地基数值...     

新型橙红色荧光粉Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发光特性

采用固相法合成了Ca9Al(PO4)7:Sm3+橙红色荧光粉,研究了材料的发光性质。结果表明,以403nm近紫外光作为激发源时,Ca9Al(PO4)7:Sm3+呈现出多峰特征,主峰位于564、605、650和712nm,分别对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2和4G5/2→6H11/2跃迁发射,其中605nm发射峰最强,从而材料整体发射橙红光;监测605nm发射峰,对应的激发光谱为多峰特征,主峰为345、362、375、403、440和472nm;改变Sm3+的掺杂量发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度表现出先增大、后减小的变化趋势,发射强度最大值对应的Sm3+掺杂量为x=0.01,即存在浓度猝灭现象;通过计算临界距离,得出造成浓度猝灭的机理为电多极相互作用;测量了不同Sm3+掺杂量下材料的色坐标发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的色坐标基本不变,位于橙红色区域。研究了Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度随温度的变化情况发现,材料具有较好的温度特性,激活能为0.178eV。