检索结果-内蒙古大学图书馆

电化教育研究 2020年第12期41卷 50-58页

作者：王辞晓北京师范大学教育学部远程教育研究中心北京100875

随着互联网和交互技术的发展,模拟实体教具的虚拟教具逐渐走进科学探究课堂。具身认知强调身体及其经验的重要作用,与教具涉及的认知过程密切相关。文章首先指出认知发展理论、知觉符号系统理论、嵌入式认知理论等具身认知相关理论能够... 详细信息

随着互联网和交互技术的发展,模拟实体教具的虚拟教具逐渐走进科学探究课堂。具身认知强调身体及其经验的重要作用,与教具涉及的认知过程密切相关。文章首先指出认知发展理论、知觉符号系统理论、嵌入式认知理论等具身认知相关理论能够用于解释教具对学习者认知过程的作用。接着,文章介绍了虚拟教具与实体教具的对比以及二者混合应用的典型研究,指出二者对探究学习的作用及差异。研究发现:从感知觉经验来看,绝大多数实体教具能够被虚拟教具替代;虚拟教具能够从渐隐式认知支架、现象增强及动态演示、有效约束下的非线性探究路径等方面,实现对实体教具的超越;未来研究应加强对教具应用的过程性、多模态学习分析。

关键词：虚拟教具实体教具互联网+教育实验研究具身认知

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自锚式悬索桥拉 - 吊体系转换主缆位移特性分析

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公路工程 2021年第3期46卷 33-38页

作者：吴海军何立郭辉王邵锐王桢重庆交通大学重庆400074 省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 铁科院(北京)工程咨询有限公司北京100081

重庆市鹅公岩轨道专用桥主跨为600 m,2019建成后将成为世界最大跨径自锚式悬索桥。该桥采用“先斜拉,后悬索”的体系转换方式为业界首次尝试,这种建造方法在国内外工程界均无成熟的经验可寻。为了研究大跨自锚式悬索桥在“斜拉-悬索”... 详细信息

重庆市鹅公岩轨道专用桥主跨为600 m,2019建成后将成为世界最大跨径自锚式悬索桥。该桥采用“先斜拉,后悬索”的体系转换方式为业界首次尝试,这种建造方法在国内外工程界均无成熟的经验可寻。为了研究大跨自锚式悬索桥在“斜拉-悬索”体系转换过程中主缆的位移特性,以鹅公岩轨道专用桥为工程背景,采用MIDAS/Civil对其体系转换过程进行仿真模拟,分析主缆在此过程中的位移变化规律。结果表明:主索鞍顶推使主缆呈现出边跨“紧绷”,中跨“松弛”的现象,边中跨主缆位移是主索鞍顶推作用和吊索张拉作用的耦合效应;在吊索张拉阶段,主缆位移经历了线性特征显著、几何非线性特性增强、几何非线性特性弱化3个阶段;在拆除临时斜拉索阶段,主缆的竖向位置较稳定,主缆几何非线性特性呈现出“由弱到强,再从强变弱”的变化规律;在主索鞍顶推及成桥恒载作用下,主缆位移特性表现为显著的线性特征。

关键词：自锚式悬索桥斜拉扣挂施工法主缆位移特性几何非线性体系转换桥梁施工

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地貌指数在当雄县宁中盆地及邻域构造活动性评价中的应用

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首都师范大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 53-61页

作者：马少谦李家存王俊刘晓东首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室北京100048 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 长春市天测科技有限公司吉林长春130000

遥感技术作为研究构造活动性的一种重要手段,可获取构造地貌的空间分布及水平位移分量,但无法量算垂直位移分量.应用高分辨率数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,得到的地貌指数可定量化表达地貌表面的三维特征,对垂直位移... 详细信息

遥感技术作为研究构造活动性的一种重要手段,可获取构造地貌的空间分布及水平位移分量,但无法量算垂直位移分量.应用高分辨率数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据,得到的地貌指数可定量化表达地貌表面的三维特征,对垂直位移分量的量算具有独特优势,可弥补遥感解译方法的不足.本文以当雄县宁中盆地及邻域为研究区,利用12.5 m分辨率DEM数据计算7种地貌指数,包括山前曲折度指数、横向地形对称指数、流域非对称性指数、河谷宽高比指数、面积-高程积分指数、纵剖面和裂点以及河流坡降指数,通过与遥感解译结果进行对比验证,综合分析研究区的构造活动性,并探讨地貌指数的适用条件.研究表明,在相同的分级标准下,F1断层为正断层,活动性较弱;F2断层为左旋走滑兼正断层,活动性最强;F3断层为左旋走滑兼正断层,活动性较强.

关键词：地貌指数遥感解译构造活动宁中盆地

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西江流域(广西段)区域经济发展时空变化趋势分析

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南宁师范大学学报(自然科学版) 2019年第3期36卷 66-72页

作者：梁珊赵银军童凯陈国清南宁师范大学地理科学与规划学院南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室

以西江流域(广西段)80个区县为研究对象,从人均GDP视角采用标准差、变异系数、空间分析等方法综合研究了1990—2016年各区县经济发展的时空演化规律。结果表明:从1990到2016年西江流域各区县间经济发展水平差距在逐渐扩大,且流域整体经... 详细信息

以西江流域(广西段)80个区县为研究对象,从人均GDP视角采用标准差、变异系数、空间分析等方法综合研究了1990—2016年各区县经济发展的时空演化规律。结果表明:从1990到2016年西江流域各区县间经济发展水平差距在逐渐扩大,且流域整体经济相对差距的扩大趋势在增强;在空间上,西江流域高水平发展区主要分布在西江干流的中下游地区;从1990到2016年各区县间经济区域协同发展作用显著增强,但作用强度仍然偏低。

关键词：区域差异西江流域流域经济时空变化

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基于PSR框架的内蒙古自治区沙漠化敏感性评估

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地理科学进展 2018年第12期37卷 1682-1692页

作者：田璐邱思静彭建胡熠娜贾靖雷毛祺北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室广东深圳518055

沙漠化敏感性是测度区域沙漠化可能性的关键指标。鉴于沙漠化敏感性研究"重评价、缺框架"、"重格局、轻变化"的研究现状,本文基于"压力—状态—响应"(Pressure-State-Response, PSR)分析框架,构建了"... 详细信息

沙漠化敏感性是测度区域沙漠化可能性的关键指标。鉴于沙漠化敏感性研究"重评价、缺框架"、"重格局、轻变化"的研究现状,本文基于"压力—状态—响应"(Pressure-State-Response, PSR)分析框架,构建了"气候条件—地表覆盖—植被恢复"沙漠化敏感性综合评价指标体系,定量评估了2000、2015年内蒙古自治区(除流动沙地(丘)外)沙漠化敏感性,结合县域人口密度开展了区域沙漠化防治分区。研究结果表明:2015年研究区以中度敏感区为主(27.04%),其次为轻度敏感区(25.53%)、不敏感区(22.96%)和高度敏感区(20.82%),极敏感区占比最小(3.65%),沙漠化敏感性呈现出中西部高、东部低的空间格局;2000-2015年间,内蒙古自治区9.20%的土地沙漠化敏感性等级降低,24.83%则趋于增强。研究区可划分为生态保育区、沙化治理区、综合发展区和生态移民区四大沙漠化防治区。

关键词：沙漠化敏感性 PSR框架防治分区内蒙古自治区

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坪山河水质模拟研究

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中国水利 2020年第22期 38-40页

作者：刘佳嘉周祖昊严子奇刘琳朱家松牛存稳贾仰文王浩中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部水资源与水生态工程技术研究中心北京100038 中建水务环保有限公司北京100037 深圳大学深圳518000 水安全与水科学协同创新中心南京210098

城市管网的存在改变了流域汇流过程,同时也改变了污染物的迁移转化过程。在模拟流域断面水质时,需考虑城市管网及污水厂的影响,不能简单使用天然流域水质模型进行模拟。本研究构建了考虑城市管网的河流水质模拟模型,按天然水系和城市管... 详细信息

城市管网的存在改变了流域汇流过程,同时也改变了污染物的迁移转化过程。在模拟流域断面水质时,需考虑城市管网及污水厂的影响,不能简单使用天然流域水质模型进行模拟。本研究构建了考虑城市管网的河流水质模拟模型,按天然水系和城市管网两个系统模拟了污染物的迁移转化过程,以及两个系统之间的水量污染交换。以深圳坪山河流域为例进行了应用研究,模拟分析了上洋交接断面COD、NH3-N和总磷的月变化过程以及干支流、管网、污水处理厂等环节的污染物迁移转化量。结果表明,本研究构建的水质模型基本能够反映坪山河水质变化过程,而且能够给出流域河网和管网不同环节的污染迁移转化量,对评估流域水质情况提供参考。

关键词：污水管网雨污混流管网水质模拟污染迁移转化

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2014年11月上旬西北太平洋一次极端强度爆发气旋的数值模拟和分片位涡反演分析

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气候与环境研究 2019年第2期24卷 152-168页

作者：姜立智傅慎明孙建华刘靓珂沈新勇南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境中心北京100029 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029

基于NCEP 6 h一次,0.5°(纬度)×0.5°(经度)水平分辨率的GFS(Global Forecasting System)再分析数据,利用数值模式WRF(Weather Research and Forecasting),对2014年11月上旬西北太平洋一次极端强度的爆发气旋事件进行了模... 详细信息

基于NCEP 6 h一次,0.5°(纬度)×0.5°(经度)水平分辨率的GFS(Global Forecasting System)再分析数据,利用数值模式WRF(Weather Research and Forecasting),对2014年11月上旬西北太平洋一次极端强度的爆发气旋事件进行了模拟。在成功复制爆发气旋主要特征的基础上,较详细的分析了本次爆发气旋快速发展的有利环境条件,并利用分片位涡反演的方法,对此次爆发气旋的快速发展过程进行了研究,主要结论如下:(1)本次爆发气旋的爆发性发展阶段维持了约27 h,其最大加深率约为3.98 Bergeron(气旋加深率单位),最低中心气压约为919.2 hPa。(2)爆发气旋的快速发展与对流层高层高空急流对热量的输送,对流层中层西风带短波槽槽前暖平流和正涡度平流的有利准地转强迫,以及对流层低层暖锋伴随的暖平流过程密切相关。(3)分片位涡反演的结果表明,对流层顶皱褶对应的平流层大值位涡下传和降水凝结潜热过程造成的正位涡异常是本次爆发气旋快速发展的主导因子,而对流层低层的斜压过程贡献相对较小。在气旋爆发期的前期和强盛期,降水凝结潜热释放是爆发气旋发展的最重要因子,而在爆发期后期,随着降水的减弱和爆发气旋的东北向移动,对流层顶皱褶作用所造成的正位涡异常成为维持气旋快速发展的最有利因子。

关键词：爆发气旋分片位涡反演

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深度信念网络优化设计及应用研究

深度信念网络优化设计及应用研究

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作者：王龙洋北京工业大学

学位级别：博士

深度学习（Deep Learning,DL）基于多层网络结构来提取数据中的层次化特征,可使计算机通过简单概念构建复杂概念。与传统的机器学习不同,DL可在数据中抽取有效的特征表示,获得较高的处理性能,因此,它在多个领域获得了广泛的应用。深度... 详细信息

深度学习（Deep Learning,DL）基于多层网络结构来提取数据中的层次化特征,可使计算机通过简单概念构建复杂概念。与传统的机器学习不同,DL可在数据中抽取有效的特征表示,获得较高的处理性能,因此,它在多个领域获得了广泛的应用。深度信念网络（Deep belief network,DBN）受人脑认知推理过程启发产生,是迄今为止DL应用最为成功的深度模型之一,它由若干个受限玻尔兹曼机（Restricted boltzmann machine,RBM）顺序堆叠而成,其学习过程主要分为无监督预训练和有监督微调两个阶段,这种分阶段训练策略使其在学习深层结构上取得了巨大的成功,并逐渐成为学术界和产业界的研究热点。然而,DBN在学习算法和应用方面仍存在许多难以解决的问题,主要包括:1)在数据输入阶段,由于难以处理序列数据之间的自相关性,导致DBN预测值滞后于真实值,模型精度显著降低;2)在数据输入阶段,由于研究对象输入数据特征变量较多,变量间关系复杂且相互影响,造成输入层神经元过多,从而导致网络结构复杂性增加以及模型精度不高;3)在无监督逐层预训练过程中,特征的逐层压缩造成高隐含层信息损失,从而导致模型精度下降;4)在无监督训练过程中,超参数中的动量和学习率难以确定,初始权值随机初始化使网络收敛速度慢,且隐含层神经元之间耦合作用导致网络训练出现过拟合现象;5)在无监督训练阶段处理连续数据时,无法很好地逼近连续函数以及网络结构难以确定,导致模型精度不高的问题;6)DBN在现实空气质量预测应用中,大气环境中PM2.5存在着复杂非线性、随机性、非平稳性等特点,难以实现精准预测。由于DBN数据输入阶段以及无监督学习阶段的研究是DBN的重点,也是影响DBN学习性能的关键,因此,对其展开优化设计及应用研究具有重要的现实意义。论文的工作以及创新点如下:1)基于改进集合经验模态分解的深度信念网络模型设计（MEEMD-DBN-S A）针对DBN无法很好的处理序列数据之间的自相关性,导致预测值滞后于真实值以及预测精度不高的问题,设计了一种基于改进的集合经验模态分解（Modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD）的DBN模型。首先,设计一种MEEMD算法对输入样本数据信号进行分解,获取多个本征模态函数（Intrinsic mode functions,IMFs）组合,有效消除数据之间的自相关性;其次,建立一种基于模拟退火算法（Simulated annealing,SA）算法的DBN模型,通过优化模型结构建立IMF分量模型来进行有效预测;然后,将获得的DBN预测值进行重构相加,得到模型最终的预测结果;最后,将所设计的模型在大气CO2浓度预测以及污水处理过程总磷预测上进行了实验验证,实验结果表明,该模型能够缓解预测值滞后于真实值现象,提高预测精度。2)基于信息相关策略与最小顶点覆盖的深度信念网络模型设计（ICS-MVC-DBN）针对DBN研究对象输入数据特征变量较多,变量间复杂的关系相互影响,造成的网络结构复杂以及预测精度不高的问题,设计了一种基于信息相关策略（Information correlation strategy,ICS）与最小顶点覆盖算法（Minimum vertex coverage,MVC）的DBN模型。首先,采用最大信息系数（Maximal information coefficient,MIC）对输入数据的特征变量与网络输出变量进行相关性评估,删除相关性小的特征变量,实现重要性小的特征变量剔除;其次,基于MIC对剩余特征变量进行相关性评估,选出冗余变量,并保存其它变量为待选变量;然后,基于MVC算法对冗余变量进行选择,选择出最具有代表性的变量放入待选变量集合,从而完成冗余特征变量的剔除,接着将所有待选变量输入到DBN,完成模型的构建;最后,将所设计的模型在污水处理过程出水总磷预测以及混凝土抗压强度预测上进行了实验验证,实验结果表明,该模型能够降低网络结构复杂性,提高预测精度。3)基于逐层数据扩充的深度信念网络模型设计（LWDA-DBN）针对DBN在逐层预训练过程中,特征的逐层压缩造成高隐含层信息损失,从而导致预测精度下降的问题,设计了一种基于逐层数据扩充（Layer-wise data augmentation,LWDA）的DBN模型。首先,设计线性插值数据扩充方法对可见层输入样本数据进行数据扩充,生成虚拟数据,并把原始输入数据和虚拟数据一同作为可见层的输入,从而实现可见层输入的样本数量扩充;其次,采用线性插值数据扩充方法对可见层输出数据再次进行扩充,生成虚拟数据,并同时利用输出数据和虚拟数据对第一个隐含层进行预训练,从而在第一个隐含层获得相应的特征数据;然后,将获得的特征数

关键词：深度学习深度信念网络受限玻尔兹曼机无监督预训练

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基于深度学习的多通道融合地形特征线提取研究

基于深度学习的多通道融合地形特征线提取研究

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作者：蔡懿轩北京林业大学

学位级别：硕士

山脊线与山谷线是地形中最为重要的形态特征,准确地从地形数据中提取山脊线与山谷线对于地形分析、水文分析、地形三维重建都具有重要意义,是地形地貌学研究,乃至计算机图形学研究中的重要问题。经过多年研究,人们至今已经提出多种方法... 详细信息

山脊线与山谷线是地形中最为重要的形态特征,准确地从地形数据中提取山脊线与山谷线对于地形分析、水文分析、地形三维重建都具有重要意义,是地形地貌学研究,乃至计算机图形学研究中的重要问题。经过多年研究,人们至今已经提出多种方法进行地形特征线的提取,但已有的提取方法尚存在许多问题:特征线提取的空间定位误差大,准确性不佳;存在漏提、误提和伪特征线问题;提取的准确性依赖于人工选择的要素识别特征;需要较多的人工后期处理,且算法的自动化程度有待提高。为了提高地形特征线提取的准确度,本文在深入分析地形特征提取所存在问题的基础上,提出了一种从多种数据源中融合提取地形特征线的思想:基于多种数据源提取不同的地形特征,将多种特征提取结果进行互补,使之融合而达到更优的提取效果。我们构建了一个基于深度学习的多通道融合的地形特征提取网络,综合运用了数字高程模型、遥感影像、坡度信息以及坡向信息等数据源进行地形特征的学习和提取。该网络结构基于U-net网络进行构建,针对U-net网络中下采样操作造成的特征细节信息丢失、提取结果边缘平滑等问题,通过加深网络层次、优化激活函数、构建多通道融合的地形特征提取网络结构等三个方面对网络进行优化,使之可以基于多种类型的数据输入,将地形的物理特征与视觉特征提取出来,并使两种特征进行互补融合,构建得到联合特征;在此基础上,基于联合特征进行图像语义分割,得到最终的地形特征线。实验表明,本文方法的提取准确性明显高于传统的单通道地形特征提取方法。本文主要贡献包括:(1)多通道融合的地形特征提取数据集的构建。数据集包括DEM、遥感影像、坡度图、坡向图四种组合数据源。在训练数据集的地形特征线提取过程中,为了提高提取准确性,采用了:首先利用均值变点法提取最优汇流量阈值,然后基于地表流水物理模拟方法进行提取的方式,提取出了较为准确的自然山脊线山谷线作为标签数据。(2)多通道地形特征融合和提取结构的网络的构建。该网络基于U-net网络结构进行构建,通过网络层次深化、激活函数优化以及多通道融合网络框架的构建,可基于多种数据组合,将地貌的物理特征与视觉特征提取出来并进行互补融合,得到联合特征,由此进行特征线提取。该方法有效融合了地形物理特征和视觉特征,保留了地形中的细节信息,使得其特征提取结果较传统的单通道提取方法有显著提升。

关键词：地形特征地形特征线提取深度学习多通道数据融合数字高程模型

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小浪底水库水沙调控对下游河道水质的影响

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人民黄河 2019年第8期41卷 32-37页

作者：侯传莹易雨君宋劼杨雨风北京师范大学水沙科学教育部重点实验室北京100875 北京师范大学水环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100875

为了了解小浪底水库水沙调控过程对下游河道水质变化的影响,通过对黄河下游河道断面进行采样,分析了水沙调控前、中、后3个时期下游河道水体的水质及氮磷因子变化趋势,并对其营养状况作相应评价。结果表明:水沙调控后水体中电导率、TDS... 详细信息

为了了解小浪底水库水沙调控过程对下游河道水质变化的影响,通过对黄河下游河道断面进行采样,分析了水沙调控前、中、后3个时期下游河道水体的水质及氮磷因子变化趋势,并对其营养状况作相应评价。结果表明:水沙调控后水体中电导率、TDS明显低于调控前;水沙调控过程中艾山、泺口、利津的叶绿素含量无明显变化;水体中硅酸盐含量变化规律为水沙调控前<水沙调控中<水沙调控后;水沙调控后TN、PO4-P浓度明显高于调控前、中期,水沙调控前、中期TP浓度变化幅度不大。水沙调控3个时期中叶绿素与水温、DO、pH值均有显著的相关性;水沙调控前NO3-N与TN、TP、NO2-N在0.01水平上显著相关;水沙调控中PO4-P与TP在0.01水平上显著正相关;水沙调控过程中水体TLI(Σ)值均小于30,为贫营养状态,水沙调控前、后期为中营养状态。

关键词：水沙调控水质因子变化趋势营养状态黄河下游

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