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2017年 44卷 4期
刊出日期:2017-07-25

环境科学
数学与计算机科学
电子科学
地球科学
化学
生命科学
综述
 
       综述
379 应用于平扫CT图像肺结节检测的深度学习方法综述
胡伟俭, 陈为, 冯浩哲, 张天平, 朱正茂, 潘巧明
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.001
肺癌是一种致死率很高的癌症.通过肺部平扫CT影像检测肺结节对肺癌早期诊断、治疗意义重大.全面介绍了一种革命性的图像识别技术——深度学习方法,在肺结节检测中的应用.首先,横向对比了不同卷积神经网络的结构及其在图像识别上的效果,其次着重分析了不同深度学习方法在训练肺结节分类器上的应用,包括faster-RCNN、迁移学习、残差学习以及迁移学习.还介绍了一些可用的肺部CT影像数据集供读者参考.
2017 Vol. 44 (4): 379-384 [摘要] ( 26 ) [HTML] ( ) PDF (934 KB)  ( 27 )
385 中国海岸带土地研究回顾与展望
陈阳, 岳文泽, 马仁锋
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.002
随着我国海洋意识的强化,海岸带土地资源的配置成为我国经济由陆域向海洋战略推进的关键.梳理国内相关研究文献,初步归纳其发展特点发现,海岸带土地研究起步晚但近年发展迅速,实证研究为文献主流,研究方法渐趋计量化等.研究可归纳为5方面:(1)海岸带土地利用/覆被变化动态、驱动因素与环境效应研究;(2)海岸带土地景观生态、生态价值与生态评价研究;(3)海岸带土地评价;(4)海岸带土地资源开发与发展战略研究;(5)基于海岸带土地的GIS、RS技术集成研究.根据国内外海岸带土地利用研究的动态与趋势,从海岸带土地利用/覆被与全球响应、海岸带综合管理的发展研究、海外地域海岸带土地利用的解读、海岸带土地研究的方法集成探索与应用等方面阐述了海岸带土地利用研究展望,为深化我国海岸带土地研究提供一定的参考与借鉴.
2017 Vol. 44 (4): 385-396,428 [摘要] ( 15 ) [HTML] ( ) PDF (1954 KB)  ( 15 )
       数学与计算机科学
397 高维分层混合模糊系统的规则缩减及逼近性假设检验
王贵君, 段晨霞, 张德利
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.003
混合模糊系统,即通过调控参数将Mamdani和T-S合并建立的一种新型系统模型.混合模糊系统不仅能保持各自模糊系统的优良特性,还可大大缩减系统内部的模糊规则总数.为避免因增加输入变量引发高维混合模糊系统规则爆炸,基于混合模糊系统的分层表示,给出了分层混合模糊系统对连续函数的逼近算法.对比发现,高维分层混合模糊系统的规则总数可被大幅度削减.此外,通过实例模拟了一个三维混合模糊系统分层后的实际输出,并用统计学的t-假设检验方法检验了该分层混合模糊系统的逼近性能.
2017 Vol. 44 (4): 397-402 [摘要] ( 20 ) [HTML] ( ) PDF (1276 KB)  ( 26 )
403 MM-凸函数及其Jensen型不等式
宋振云, 陈少元, 胡付高
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.004
考虑函数的广义凸性问题,利用区间上的二元幂平均定义了MM-凸函数,讨论了MM-凸函数的若干判定定理及运算性质,建立了其Jensen型不等式,并给出了Jensen型不等式的等价形式及推论.结果表明,MM-凸函数是比较函数定义区间内任意两点的幂平均函数值与其函数值的幂平均大小所确定的各类凸函数的推广.MM-凸函数概念的引入,为深入研究凸函数和拓展凸函数概念探索了一条新途径.
2017 Vol. 44 (4): 403-410 [摘要] ( 23 ) [HTML] ( ) PDF (598 KB)  ( 33 )
411 多重随机环境中马氏链及其强大数定律
费时龙
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.005
引入了多重随机环境中的马尔科夫链模型,该模型是随机环境中马尔科夫链模型的推广,适用范围更广.给出了多重随机环境中马尔科夫链模型的2个应用背景;讨论了m重随机环境中马尔科夫链、n重随机环境中马尔科夫链、马氏链、2m维链的相互关系及性质.最后,利用得到的多重马氏链的相关性质获得了多重随机环境中马尔科夫链强大数定律成立的充分条件,推广了部分文献的结论.
2017 Vol. 44 (4): 411-416 [摘要] ( 26 ) [HTML] ( ) PDF (572 KB)  ( 21 )
417 应用双层指针缩短切换时延及优化路由的分布式移动性管理方案
朱德庆, 潘根梅
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.006
根据锚点位置固定有否,移动IP协议分为锚点固定的移动性管理协议和分布式移动性管理协议两类,后者允许移动节点在会话开始时动态地选择较近的接入路由器作为锚点,从而可以缩短切换时延并实现近似最优的路由.然而,对于给定的会话,锚点的位置是固定的,在会话持续时间内进行移动节点切换时,切换操作与锚点固定的移动性管理协议相同,存在切换时延长和路由欠优问题.为解决该问题,提出了应用双层指针的分布式移动性管理方案.使用"低层指针"在具有移动性管理功能的接入路由器间建立指向关系以缩短切换时延;使用"高层指针"定期向锚点或对端节点注册优化路由并动态更换锚点;推导了所提方案和已有方案的切换时延公式.数值分析和仿真结果表明,所提方案可以缩短分布式移动性管理的切换时延.
2017 Vol. 44 (4): 417-423 [摘要] ( 15 ) [HTML] ( ) PDF (1086 KB)  ( 18 )
       电子科学
424 基于互补型SET的通用阈值逻辑门设计
应时彦, 孔伟名, 肖林荣, 王伦耀
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.007
与MOS管相比,单电子晶体管(SET)具有超低功耗、超高集成度等优点,被认为是可能取代MOS管的新一代量子器件的主要竞争者.在简要介绍SET特性及通用阈值逻辑门(UTLG)的基础上,沿用CMOS逻辑电路的设计思想,提出了功能强大的基于互补型SET的三变量UTLG实现方案.利用一个UTLG辅之少量门电路就可实现全部256个三变量逻辑函数.通过实例说明了利用查表设计进行UTLG综合的过程.对所设计的SET电路进行了Pspice仿真,结果表明,基于SET的UTLG以及用UTLG实现的全比较器均具有正确的逻辑功能.
2017 Vol. 44 (4): 424-428 [摘要] ( 12 ) [HTML] ( ) PDF (889 KB)  ( 14 )
429 多粒度通信优化的MPSoC调度映射策略
蔡田田, 习伟, 郭晓斌, 姚浩, 黄凯
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.008
随着嵌入式系统处理器核数的增加,映射与调度成为软件开发的关键.为了提升系统性能,需要格外关注映射与调度过程中的通信开销.现有的粗粒度系统级或细粒度线程级通信优化虽然能提升性能,但都各有缺陷.为此,提出了基于整数线性规划的用于Simulink模型的多粒度通信优化映射与调度策略,将不同粒度的通信优化方法相结合,实现优势互补.实验结果表明,该方法能有效提高系统的整体性能.
2017 Vol. 44 (4): 429-436 [摘要] ( 12 ) [HTML] ( ) PDF (1760 KB)  ( 12 )
       生命科学
437 千岛湖被子植物枝叶性状分化及其与种多度的关系
余晶晶, 金毅, 郑诗璐, 胡广, 刘金亮, 袁金凤, 刘佳佳, 于明坚
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.009
种间生态位分化是物种共存的重要原因,了解种间生态位分化特征对于推测物种多样性维持机制具有重要意义.植物的种间功能性状分化在一定程度上能够反映其生态位分化,进而导致植物在群落内的适合度差异.据此,本研究针对千岛湖地区75种常见木本被子植物,分析了8个与水分输导、资源获取和利用策略相关的功能性状分化,及其与物种多度的关系.主成分分析表明,种间功能性状的分化主要发生在比叶面积、叶绿素含量以及叶气孔密度上.8个性状中有5个,即叶绿素含量、叶片厚度、叶面积、比叶面积和最大树高具有一定程度的系统发育保守性(即Blomberg's K的p<0.05).功能性状间的相关性广泛存在,且在使用系统发育独立对比方法(phylogenetic independent contrast,PIC)控制系统发育的影响后,相关性大多仍然显著.单个性状以及所有性状的主成分1和主成分2与物种多度间均没有显著相关性.结果表明:千岛湖地区片段化次生马尾松林内木本被子植物的功能性状分化受系统发育和进化历史共同影响;且性状分化发生在主要的环境资源梯度(即光照和水分)上;但性状对处于演替过程中的片段化森林群落内的物种多度不一定会产生重要影响.
2017 Vol. 44 (4): 437-445 [摘要] ( 22 ) [HTML] ( ) PDF (1426 KB)  ( 15 )
446 温州种子植物区系统计分析
熊先华, 陈贤兴, 胡仁勇, 朱圣潮, 陶正明, 周庄, 丁炳扬
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.010
温州地区位于浙江东南部,地处27°03'~28°36'N,119°37'~121°18'E,独特的地理位置和生态环境令其植物物种多样性较为丰富.基于文献和标本查阅,通过《温州植物志》项目组近6 a的系统调查,编写了《温州野生维管束植物名录》,以此名录为依据对温州种子植物区系进行了统计分析.结果发现:温州地区共有野生种子植物166科,958属,2 460种(不含种下类群),其中裸子植物8科,20属,25种,被子植物158科,938属,2 435种.就科和属所包含的种数而言,寡种科(2~10种)和单种属最多,分别占总科数和总属数的48.2%和53.9%,体现出科、属水平上的多样性.属的分布区可划分为14个类型和24个变型,热带分布的属稍多于温带分布(分别占50.1%和47.4%),以泛热带分布及其变型所占比例最大(19.8%),其次是北温带分布及其变型(17.0%)和东亚分布及其变型(13.2%).本种子植物区系具有植物种类丰富、地理成分多样、珍稀濒危植物较多、亚热带山地植物区系性质、外来植物入侵风险较大等特征.
2017 Vol. 44 (4): 446-455 [摘要] ( 19 ) [HTML] ( ) PDF (1290 KB)  ( 18 )
456 穿心莲内酯诱导胃癌细胞周期抑制和内源性凋亡
刘奇章, 龚兴国
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.011
研究了穿心莲内酯诱导胃癌细胞SGC-7901生长抑制、周期阻滞与细胞凋亡的作用机制.用梯度浓度的穿心莲内酯作用于SGC-7901细胞,以MTT法检测药物对细胞的生长抑制情况;以流式细胞技术检测SGC-7901的周期分布状况、胞内的ROS水平以及线粒体膜电位的变化;以Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡的水平;以Western blot检测不同加药浓度处理后的细胞内相关蛋白水平的变化.可知穿心莲内酯对SGC-7901细胞具有时间依赖和浓度依赖的抑制效果,48 h的IC50约为24 μg· mL-1;并且能够有效抑制G2/M期的周期进展,随后诱发内源性凋亡途径;与此同时,细胞内的ROS水平上升,线粒体膜电位下降;再加入NADPH之后,细胞内的GSH水平有所回升,周期阻滞得到缓解.细胞内的p53、p-CDC2、cleaved caspase-3/9、Bax等上调;bcl-2等水平下调.穿心莲内酯是通过上调胞内ROS水平并使线粒体膜电位崩溃而诱发G2/M期的周期阻滞与内源性凋亡,最终抑制SGC-7901细胞的生长.
2017 Vol. 44 (4): 456-463 [摘要] ( 13 ) [HTML] ( ) PDF (2031 KB)  ( 16 )
       环境科学
464 台州市不同功能区环境空气PM2.5的污染特征研究
陶志华, 谢松青, 何微娜, 余彬彬, 方铖, 葛琳琳, 李伟, 王俏丽, 王向前
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.012
2015年7月至2016年3月在台州市采集504个PM2.5样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪和原子荧光光度计分析样品中的19种无机元素,利用离子色谱和热光碳分析仪分别分析8种水溶性离子和2种碳组分有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量分数,研究不同功能区环境空气PM2.5及其化学组分的污染特征.结果表明,台州市环境空气PM2.5年均质量浓度为(45.3±20.1)μg·m-3,季节变化规律为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季,空间变化规律为工业园区 > 商住区 > 自然保护区.19种无机元素占PM2.5总量的9.78%,主要元素为Na、K、Ca、Si、Zn、Al、Mg和Fe.富集因子分析结果表明,台州市无机元素的主要污染源包括道路交通尘、燃煤尘、建筑扬尘以及海盐粒子.采样期间8种水溶性离子总质量浓度为(26.50±5.86)μg·m-3,SO42-、NO3-和NH4+占PM2.5总量的(41.96±8.59)%.Cl-、NO3-和NH4+离子质量分数为工业园区 > 商住区 > 自然保护区,SO42-离子质量分数水平在3个功能区相近.OC和EC的年均浓度分别为(10.04±2.08)和(3.27±0.80)μg·m-3.商住区和工业园区OC和EC浓度水平相近,略高于自然保护区.SOC/OC值为秋季最高,冬季其次.不同季节SOC/OC值均为工业园区高于商住区和自然保护区.
2017 Vol. 44 (4): 464-471 [摘要] ( 11 ) [HTML] ( ) PDF (1167 KB)  ( 22 )
472 高效BiOI/BiOBr可见光催化剂的制备、性能及机理研究
张群, 鲍玥, 周旻昀, 史宇滨, 邹骏华, 万先凯, 史惠祥
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.013
利用无机原料水热合成法制备BiOI/BiOBr复合可见光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、DRS、I-t响应曲线等手段对催化剂的物相组成和光化学性能进行了系统表征.以RhB为目标污染物,考察了催化剂的光催化活性并对最优比例催化剂的稳定性进行评价,通过ESR分析和自由基捕获实验探究了RhB的光催化降解机制.研究结果表明:无机原料水热合成法可成功制备纯度高、结晶性能良好的BiOI/BiOBr复合可见光催化剂;BiOI的复合降低了BiOBr光催化剂的电子-空穴的复合,拓宽其可见光响应范围,提高了光催化降解活性,其中质量比为8%的BiOI/BiOBr活性最佳,可见光照21 min后RhB的脱色率可达100%,是纯BiOBr的1.50倍,且重复使用5次后仍具有较高的光催化活性;复合催化剂光催化降解RhB的过程中,参与降解的主要活性物种为空穴(h+)和超氧自由基(·O2-).
2017 Vol. 44 (4): 472-479 [摘要] ( 11 ) [HTML] ( ) PDF (2306 KB)  ( 17 )
       化学
480 双系统离子色谱法同时测定湖水中的氨氮和过硫酸根
戚荣平, 周晓红, 孟琪, 桑娴, 商晓春, 郭伟强
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.014
研究过硫酸盐降解水体中氨氮等含氮化合物的能力,必须掌握能够同时监测水体中以氨氮为代表的含氮化合物以及过硫酸根含量的分析方法.建立了一种同时测定湖水中氨氮和过硫酸根的双系统离子色谱法.过硫酸根在一定的光、热、过渡金属离子条件下可分解水体中的氨氮.通过双系统离子色谱,分别以甲烷磺酸和氢氧化钾为淋洗液,抑制电导检测.结果表明:该方法氨氮检出限为0.005 mg·L-1,过硫酸根检出限为0.009 mg·L-1,相对标准偏差均小于1.78%,加标回收率为98.2%~103.5%,为环境实时监测提供了方便、快捷、有效的分析方法.
2017 Vol. 44 (4): 480-484 [摘要] ( 15 ) [HTML] ( ) PDF (717 KB)  ( 10 )
485 铜掺杂对Fe/β催化剂NH3-SCR催化性能的影响
赵茹, 姜水燕, 周仁贤
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.015
制备了一系列Cu掺杂量不同的Fe/β(40)催化剂,并采用ICP-AES、XRD、H2-TPR、UV-vis和XPS等表征技术分析了催化剂的物化性质.结果表明,适量的铜掺杂能大大提高Fe/β(40)催化剂的低温活性,拓宽其活性温度窗口,但过量的Cu掺杂会降低催化剂的N2选择性.Cu掺杂质量比为1.27% Cu-2% Fe/β(40)的催化剂具有最佳的SCR性能,这与催化剂中存在较多离子交换位的Fe3+和Cu2+物种有关,而存在较多的CuO物种会促进氨高温氧化,使催化剂的N2选择性降低且高温窗口变窄.高温水热条件下Cu的存在可能使Cu、Fe物种更容易发生迁移和团聚,导致Cu-Fe/β(40)催化剂的水热稳定性明显变差.
2017 Vol. 44 (4): 485-492 [摘要] ( 15 ) [HTML] ( ) PDF (2121 KB)  ( 9 )
       地球科学
493 面向西南印度洋多源科考数据的可扩展管理系统
成玉良, 苏程, 章孝灿
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.016
为了使科考数据的存储和管理适应未来科学考察动态化、多样化发展的需要,在全面分析多源科考数据特点的基础上,结合成熟的数据库管理系统SQL Server以及空间数据库引擎ArcSDE,对多源科考数据的存储组织结构和可视化管理进行了分析和研究,提出了一套多源科考数据管理方案.设计并实现了西南印度洋多金属硫化物科学考察数据管理系统,该系统主要由多源科考数据的统一存储管理和可视化空间操作等功能模块组成,具有良好的适应性和扩展性,可满足实际应用需求.
2017 Vol. 44 (4): 493-498 [摘要] ( 14 ) [HTML] ( ) PDF (1948 KB)  ( 17 )
499 基于流程监管的管线管控平台的研究与实现
包航成, 寿杨侃, 方雷
DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2017.04.017
地下管线是城市基础设施的重要组成部分,是城市规划、建设和管理的重要内容,也是城市赖以生存和发展的重要基础.近年来地下管线事故频发,暴露了其管理上存在的严重问题:重普查轻更新,导致管线数据库失效,不堪使用.为了解决这一问题,提出了管线项目构建全生命周期模型,将管线项目从申报、审批、建设、监管、竣工、归档各环节串联成一条完整的链路进行管理,各部门在对应环节向平台推送关键数据,经过整合处理建成管线项目共享数据库,服务于管线管控平台,同时各部门也可从共享数据库中抽取需要的数据,以丰富自己的数据库.管线管控平台使得管线管理相关的各个部门分工明确又互相联系,严把审批入口,同时加强执法监督,确保每个管线项目都被监管,促进管线数据库的持续动态更新.
2017 Vol. 44 (4): 499-504 [摘要] ( 20 ) [HTML] ( ) PDF (2120 KB)  ( 14 )
主管单位:教育部
主办单位:浙江大学
主  编:贺贤土 张富春
刊  期:双月刊
开  本:16开
创刊时间:1956-01-01
邮发代号:32-36
单  价:30元
全年定价:180元
CN 33-1246/N
ISSN 1008-9497
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