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激光与光电子学进展 2025年第1期62卷 110-124页

作者：高浩然李拥政郭林峰 Xu Xiaomin 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省大气海洋光电探测重点实验室中铁三局集团华东建设有限公司江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室剑桥大学工程系

分布式布里渊光纤传感技术在基础设施、轨道交通、海底光缆等领域的工程监测中逐步应用。布里渊解调系统光电信号的衰减与噪声影响导致长距离传感信噪比下降，限制了测量精度。研究者通过光脉冲编码、拉曼放大等方法提升信噪比，取得较... 详细信息

分布式布里渊光纤传感技术在基础设施、轨道交通、海底光缆等领域的工程监测中逐步应用。布里渊解调系统光电信号的衰减与噪声影响导致长距离传感信噪比下降，限制了测量精度。研究者通过光脉冲编码、拉曼放大等方法提升信噪比，取得较好的效果，也增加了系统复杂度和设备成本。通过后端信号处理的方式提升系统性能，可降低硬件成本且易于迭代升级。本文回顾了近十年国内外布里渊光纤传感系统使用信号处理方式提高信噪比的方法，包括一维信号降噪、图像视频降噪和深度学习降噪技术，对这些技术进行了讨论分析，并对每种技术对系统性能的提升效果进行了对比，最后对分布式布里渊光纤传感技术信噪比提升技术发展前景进行了展望。

关键词：分布式光纤传感技术布里渊散射信噪比信号处理图像处理机器学习

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褐飞虱春季境外虫源地水稻物候期对我国华南和西南稻区首迁峰的影响

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中国植保导刊 2025年第1期45卷 41-49页

作者：秦金凤郑欣飞包云轩苏钰格陆明红曾娟张熠玚气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学 214105 河北省气象信息中心河北石家庄050000 全国农业技术推广服务中心北京100125

为了探明褐飞虱境外虫源地的水稻物候期对我国华南、西南稻区褐飞虱年内首次迁入峰(简称首迁峰)的影响,利用华南和西南稻区2001—2019年褐飞虱灯下首迁峰的发生期,回推了首迁峰的迁飞轨迹和主要虫源区;结合同期MODIS卫星影像资料,反演... 详细信息

为了探明褐飞虱境外虫源地的水稻物候期对我国华南、西南稻区褐飞虱年内首次迁入峰(简称首迁峰)的影响,利用华南和西南稻区2001—2019年褐飞虱灯下首迁峰的发生期,回推了首迁峰的迁飞轨迹和主要虫源区;结合同期MODIS卫星影像资料,反演了覆盖首迁峰发生期的虫源区水稻种植分布及其物候期变化特征,探讨了虫源区水稻物候期变化对两个稻区褐飞虱早期迁入的影响。结果表明:(1)越南中部和北部、缅甸中部、泰国东北部为华南稻区褐飞虱首迁峰的主要虫源地;缅甸中部、越南北部和泰国北部为西南稻区褐飞虱首迁峰的主要虫源地。(2)迁入华南和西南稻区的褐飞虱年内首迁峰虫源地的水稻物候期主要为分蘖期和抽穗期,两稻区前10年的首迁峰虫源地水稻物候期以分蘖期为主,后9年以抽穗期为主,呈现从分蘖期为主逐渐向抽穗期为主的转变。(3)全国褐飞虱偏重以上发生年的首迁峰境外虫源地水稻物候期多为分蘖期和抽穗期。研究结果为做好我国褐飞虱早期预报提供了基础依据。

关键词：褐飞虱首迁峰迁飞轨迹模拟水稻物候期增强型植被指数(MODIS-EVI)

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2022年夏季西太平洋副热带高压异常强盛且稳定维持与长江中下游持续性极端高温事件

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气象学报 2025年第1期83卷 33-45页

作者：陈蔚管兆勇杨华栋王磊江苏省气象台南京210008 气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京信息工程大学南京210044 南京气象科技创新研究院南京210008

2022年夏季长江中下游地区发生了1960年以来最强的高温事件,其形成和维持与西太平洋副热带高压(WPSH)异常强盛有关。利用站点观测资料和再分析资料,通过对不同变量的诊断分析,研究了高温时段WPSH异常强盛且稳定维持的机制,得到如下结论:... 详细信息

2022年夏季长江中下游地区发生了1960年以来最强的高温事件,其形成和维持与西太平洋副热带高压(WPSH)异常强盛有关。利用站点观测资料和再分析资料,通过对不同变量的诊断分析,研究了高温时段WPSH异常强盛且稳定维持的机制,得到如下结论:(1)在高温时段,长江中下游地区盛行比一般高温年更强的下沉运动,扰动垂直动力加热是长江中下游地区高温维持的主要因素。短波辐射通量表现为向下的异常,可通过向上的感热通量将热量由地面传输至近地层空气并促使其升温。(2)与一般高温年不同,2022年WPSH与南亚高压(SAH)重叠于长江中下游地区,有利于WPSH在大陆上空维持,为此次极端高温事件的出现提供了有利的环流条件。WPSH强度维持与局地负涡度的维持有关。一是扰动负涡度的垂直向下输送,二是相对涡度水平平流负异常。特别是,在长江中下游地区上空WPSH的维持,自上而下的负涡度的垂直输送起着极为重要的作用。(3)不同于一般高温年,WPSH在海洋上的主体部分的维持主要与180o附近赤道中太平洋海温异常偏低有关。而WPSH在大陆上的部分,其维持与菲律宾群岛附近对流活动关系密切,有利于长江中下游地区上空负涡度的维持。研究结果将有利于加深对WPSH变化成因的认识,为后续研究持续高温的成因提供理论支撑。

关键词：极端高温西太平洋副热带高压维持机制长江中下游 2022年

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基于I_CBAM-DenseNet模型的小麦发育期识别研究

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南京信息工程大学学报 2025年第1期17卷 42-52页

作者：付景枝马悦宏观刘云平吴文宇丁明明尹泽凡南京信息工程大学自动化学院南京210044 南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省大数据分析技术重点实验室南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081

针对我国农作物发育期人工观测效率低、识别准确率不高等问题,提出一种基于I_CBAM-DenseNet模型的小麦发育期识别方法.该方法以密集连接卷积网络(DenseNet)为主干提取网络,融入卷积块注意模块CBAM.先将CBAM中的空间注意力模块(SAM)与通... 详细信息

针对我国农作物发育期人工观测效率低、识别准确率不高等问题,提出一种基于I_CBAM-DenseNet模型的小麦发育期识别方法.该方法以密集连接卷积网络(DenseNet)为主干提取网络,融入卷积块注意模块CBAM.先将CBAM中的空间注意力模块(SAM)与通道注意力模块(CAM)由传统的串联连接改为并行连接,并将改进的CBAM(I_CBAM)插入到DenseNet最后一个密集网络中,构建一种I_CBAM-DenseNet模型,再选取小麦7个重要发育时期进行自动识别.为最大化提取小麦的特征信息,将超绿特征(ExG)因子和最大类间方差法(Otsu)相结合对采集到的小麦图像进行分割处理.对比分析了I_CBAM-DenseNet、AlexNet、ResNet、DenseNet、CBAM-DenseNet以及VGG等模型的准确率和损失值的变化.结果表明,采取基于I_CBAM-DenseNet的卷积神经网络建立的模型,准确率达到99.64%,高于对比模型.

关键词：小麦发育期 DenseNet 卷积块注意模块(CBAM)

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一种局部受激布里渊光时域反射系统最优探测距离自动识别方法

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光子学报 2025年第3期54卷 50-63页

作者：陈奕高波付林林王笑微朱海军刘江涛钟振涛李拥政郭林峰徐小敏南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省大气海洋光电探测重点实验室南京地铁建设有限责任公司中铁隧道集团二处有限公司中铁(上海)投资集团有限公司中铁三局集团华东建设有限公司江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室剑桥大学工程系

工程使用中的分布式传感光缆的长度、种类和状态，以及布里渊光时域反射系统中光源器件的线宽、功率等参数都会影响受激布里渊散射阈值的大小，如何在各种不同的状态对应的受激阈值条件下，最大程度发挥系统检测性能，是紧凑型中低成本... 详细信息

工程使用中的分布式传感光缆的长度、种类和状态，以及布里渊光时域反射系统中光源器件的线宽、功率等参数都会影响受激布里渊散射阈值的大小，如何在各种不同的状态对应的受激阈值条件下，最大程度发挥系统检测性能，是紧凑型中低成本布里渊光时域反射系统在工程应用中值得研究的问题。提出一种基于短时傅里叶变换的自动识别光纤沿线受激布里渊散射的光电路解调方案以及信号处理方法，以确定局部受激布里渊光时域反射系统最优传感距离。在实验中，对2 000 m的光纤进行测量，设置脉冲宽度为20 ns，使用20 kHz的脉冲频率，识别到受激布里渊散射位置为1 230.2 m，并通过布里渊频移实验数据验证了该方法的有效性。此外，还对不同脉冲宽度、频率和光纤长度进行了实验。通过实验研究进一步明确了紧凑型低成本局部受激布里渊光时域反射系统中传感光纤的有效受激区域和最佳传感使用距离，增强了布里渊光时域反射系统的工程实用性。

关键词：分布式光纤传感布里渊光时域反射短时傅里叶变换自发布里渊散射受激布里渊反射

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南京北郊地区气溶胶光学性质的四季观测研究

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南京信息工程大学学报 2025年第1期17卷 138-150页

作者：王兴许天峰马嫣郑军南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与监测污染控制高技术研究重点实验室南京210044 商丘市气象局商丘476100

本研究于2017年12月—2018年11月进行了针对南京北郊地区气溶胶光学性质研究的外场观测.气溶胶吸收系数和散射系数季节变化由高到低皆为冬季、春季、秋季、夏季,日变化呈双峰型,吸收系数早高峰时间夏季早冬季晚,这是由于不同季节边界层... 详细信息

本研究于2017年12月—2018年11月进行了针对南京北郊地区气溶胶光学性质研究的外场观测.气溶胶吸收系数和散射系数季节变化由高到低皆为冬季、春季、秋季、夏季,日变化呈双峰型,吸收系数早高峰时间夏季早冬季晚,这是由于不同季节边界层高度和人类生产活动时间发生变化导致的.夏秋两季的平均吸收埃指数(AAE)较高,表明棕碳对气溶胶吸收的贡献较为显著,而春冬两季以黑碳吸收为主.散射埃指数(SAE)春冬季高于夏秋季,气溶胶均以细模态为主,春冬季气溶胶粒径更小.受冬季西北风的影响,西北方向污染物的传输使气溶胶消光系数存在高值.而春夏季东风、东南风方向的本地污染源扩散是导致气溶胶消光系数升高的主要原因.与来自内陆的气团相比,海上的气团传输使气溶胶消光系数降低.当相对湿度小于90%时,气溶胶消光系数与能见度成反比,而当相对湿度大于90%时,能见度普遍小于10 km,与气溶胶消光系数关系不大.春冬季PM2.5中水溶性组分主要为二次源离子,且气溶胶消光系数与硝酸根离子的相关性高于硫酸根离子的相关性,影响气溶胶消光系数的污染物主要来自交通源.与此相反,夏秋季影响气溶胶消光系数的污染物主要来自煤炭燃烧等固定源.

关键词：南京北郊光学性质气象参数化学组分

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河南省典型农区近地表大气氨时空分布特征及主要影响因素

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中国农业科学 2025年第1期58卷 127-140页

作者：吕金岭尤克王小非肖强李文峰马进杨清张金平孔海江常运华河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所河南省农业生态环境重点实验室河南省生态环境监测和安全中心北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所许昌市气象局洛阳市气象局安阳市气象局新乡市气象局中国气象局河南省农业气象保障重点实验室南京信息工程大学大气环境中心

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选... 详细信息

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选取河南省10个代表性农田区域（小麦-玉米轮作区），利用被动法，开展为期两年的近地表大气氨浓度监测与驱动因素研究。【结果】从时间上（季节性）来看，不同季节近地表大气氨浓度差异较大，其中夏季近地表大气氨平均浓度最高，为12.0μg N·m-3，其次为春季和秋季，均值分别为10.8和8.9μg N·m-3，冬季最低，均值仅为6.7μg N·m-3。从空间上来看，豫东开封农田区域氨浓度最高，其年平均氨浓度可达14.7μg N·m-3，其次为豫北新乡和安阳，其年均大气氨浓度分别为12.5和11.0μg N·m-3，再次为豫中郑州和豫北的焦作，其近地表大气氨浓度分别为10.9和10.6μg N·m-3，而豫西的洛阳、平顶山、豫南许昌、漯河和黄泛区（周口）的近地表大气氨浓度较低，其数值介于7.9—9.6μg N·m-3之间。从土壤类型来看，不同土壤类型近地表大气氨浓度存在明显不同，其中潮土近地表大气氨浓度最高，为11.0—14.7μg N·m-3，褐土和黄褐土区其氨浓度介于9.0—9.6μg N·m-3之间，砂姜黑土和黄棕壤农田区域氨浓度较低，为8.06—8.11μg N·m-3。不同区域的近地表大气氨浓度高低是多重因素共同作用的结果，其中氮肥施用量和土壤p H与近地表大气氨浓度存在显著的正相关关系，降雨量与近地表大气氨浓度存在显著的负相关关系，几种因素的交互作用导致河南省农田系统近地表大气氨浓度差异较大。【结论】基于以上研究结果，降低施氮量有助于系统性降低河南省农田区域近地表氨浓度；豫北和豫东农田区是重点关注区域。

关键词：小麦-玉米轮作区大气氨浓度时空分布被动采样线性相关性分析反距离法河南省

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清洁空气行动计划促进了我国陆地生产力

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科学通报 2025年第10期70卷 1317-1319页

作者：周浩乐旭国防科技大学气象海洋学院南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室大气环境与装备技术协同创新中心

随着中国经济的快速发展,人为排放增加所导致的空气污染问题日益严重,对公众健康、经济发展以及人民生活质量构成了显著威胁.为应对这一紧迫问题,自2013年起,中国政府启动了“清洁空气行动”(Clean Air Action, CAA)计划,旨在通过一系...

随着中国经济的快速发展,人为排放增加所导致的空气污染问题日益严重,对公众健康、经济发展以及人民生活质量构成了显著威胁.为应对这一紧迫问题,自2013年起,中国政府启动了“清洁空气行动”(Clean Air Action, CAA)计划,旨在通过一系列措施降低空气污染水平.

关键词：

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低温胁迫对设施草莓花器形态发育及花粉活力的影响

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中国农业大学学报 2025年第5期 107-121页

作者：张呈静杨再强张涵奇姜楠罗靖南京信息工程大学生态与应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

为探究低温对设施草莓花器形态发育及花粉活力的影响规律，以长日型草莓赛娃‘Selva’和短日型草莓丰香‘Toyonoka’为试材，在草莓现蕾期设置2种日最高温度与日最低温度的动态（低温20℃与10℃；15℃与5℃）和3个不同持续时间（3 d、6 ... 详细信息

为探究低温对设施草莓花器形态发育及花粉活力的影响规律，以长日型草莓赛娃‘Selva’和短日型草莓丰香‘Toyonoka’为试材，在草莓现蕾期设置2种日最高温度与日最低温度的动态（低温20℃与10℃；15℃与5℃）和3个不同持续时间（3 d、6 d、9 d）的环境控制实验，以25℃（日最高温度）与15℃（日最低温度）为对照（CK），测定不同处理中植株花器官表型形状、萼片花瓣解剖结构、花粉活力及坐果率指标，分析低温对各指标的影响。结果表明：1）低温处理使2个品种草莓开花时间延迟、开度减小。15℃与5℃持续9 d处理下，‘Selva’和‘Toyonoka’的最大开度分别比对照减小30.04%和30.93%，开花期分别延迟11 d和13 d;2）低温对2个品种草莓花器官表型形状有较大影响。‘Selva’雌蕊长度、雌蕊宽度、花药长度、花丝长度分别较对照减少了30.16%、33.54%、37.10%、48.96%；‘Toyonoka’雌蕊长度、雌蕊宽度、花药长度、花丝长度分别较对照减少了31.56%、33.56%,37.13%,48.16%。随低温胁迫程度加剧，2个品种萼片与花瓣长度和宽度减小；3）低温处理后不同品种萼片、花瓣的上下表皮细胞厚度与总体厚度均明显增加。15℃与5℃持续9 d处理下，‘Selva’萼片厚度与花瓣厚度分别增加26.50%和33.89%，‘Toyonoka’则相比对照增加24.21%和46.04%;4）随低温胁迫加剧，2个品种草莓的花粉活力显著下降。在15℃与5℃持续9 d处理下，‘Selva’和‘Toyonoka’的花粉染色率相比对照分别下降了57.04%和67.19%，花粉萌发率分别下降了56.70%和63.46%;5）经过低温处理后，2个品种草莓坐果率显著下降。综上，低温胁迫对长日型品种‘Selva’花器官形态发育及花粉活力特性影响程度小于短日型品种‘Toyonoka’。本研究为设施草莓开花期温度管理及低温灾害防御提供了理论依据。

关键词：设施草莓低温胁迫花器官开花进程形态发育解剖结构花粉活力

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菹草(Potamogeton crispus)石芽形成机制研究进展

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湿地科学 2025年第2期 405-414页

作者：王锦旗宋玉芝南京信息工程大学生态与应用气象学院农业与生态气象江苏省高校重点实验室

石芽是菹草(Potamogeton crispus)重要的休眠、营养贮藏器官，是菹草繁殖与扩张的最主要方式，全面了解菹草石芽的形成机制对于研究菹草生活史乃至沉水植物种群生态学具有重要意义。从环境因子和内源激素2方面系统综述了菹草石芽的形成... 详细信息

石芽是菹草(Potamogeton crispus)重要的休眠、营养贮藏器官，是菹草繁殖与扩张的最主要方式，全面了解菹草石芽的形成机制对于研究菹草生活史乃至沉水植物种群生态学具有重要意义。从环境因子和内源激素2方面系统综述了菹草石芽的形成机制：在环境压力下，菹草会在产生石芽的数量和重量、漂浮还是下沉之间进行权衡；光温组合是菹草石芽形成的关键因素，其中光照起主要作用；适度提高沉积物或水体营养盐水平会提高菹草石芽的数量或质量，且无性繁殖能力显著上升；而水体中过高的氮、磷水平会抑制石芽的形成；在内源激素调控中，脱落酸起到了关键作用，是启动石芽形成的最重要内源激素。从环境因素、内源激素、分子机制等方面对菹草石芽形成机制研究提出了展望，能够为了解沉水植物在气候变化和人类活动影响下的发展趋势提供依据。

关键词：菹草(Potamogeton crispus) 石芽光照温度营养盐

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