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华南埃迪卡拉纪-寒武纪(551~523Ma)硅质海绵动物的分布及其对海洋氧化的影响

中国科学:地球科学 2025年第2期55卷 563-577页

作者：叶炎张磊陈灿常珊易雨昊冯庆来中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 Department of Geology Lund UniversityLund 22362Sweden 成都理工大学沉积地质研究院成都610059 成都理工大学自然资源部深时地理环境重建与应用重点实验室成都610059 湖北省地质局第二地质大队恩施445000 湖北师范大学城市与环境学院黄石435002 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院武汉430223

海绵动物不仅是最基础的后生动物,而且是海洋中重要的生态工程师,因而海绵动物的起源与早期演化问题一直吸引学界的关注.前人研究表明,海绵动物门在寒武纪第二世快速演化,而纽芬兰统的海绵化石分布零星,且保存较差.但是,近年来越来越多... 详细信息

海绵动物不仅是最基础的后生动物,而且是海洋中重要的生态工程师,因而海绵动物的起源与早期演化问题一直吸引学界的关注.前人研究表明,海绵动物门在寒武纪第二世快速演化,而纽芬兰统的海绵化石分布零星,且保存较差.但是,近年来越来越多的海绵骨针化石在全球各地,尤其是华南的埃迪卡拉纪-寒武纪转折期地层中被发现,激起了海绵动物早期演化的新一轮思考和讨论.长期以来,海洋氧化被认为是生物演化的驱动因素之一,但是其与海绵动物演化的关系目前不甚清晰.本文旨在通过系统总结华南五个剖面埃迪卡拉纪-寒武纪转折期硅质海绵骨针的分布规律,探讨硅质海绵动物的早期演化模式.空间上,依据现阶段的地层对比框架,单轴骨针在埃迪卡拉纪晚期出现于下大陆架-斜坡地区,可能在寒武纪早期扩张到上大陆架和深水盆地.时间上,五个剖面的资料显示,单轴海绵骨针的数量、大小和多样性逐渐增加,同时伴随双轴、三轴和多轴海绵骨针的出现.尽管部分海绵骨针的生物属性还存疑,但是最早出现的骨针都是单轴骨针,且具备与现代普通海绵动物类似的骨针集合体形式,据此推测硅质普通海绵动物的出现可能早于硅质六射海绵动物.此外,贵州四方井剖面和湖南燕子桥剖面的地球化学研究表明,海绵动物的出现对应更为缺氧的环境.最后,本研究用箱式模型模拟海绵动物繁盛对海水溶解氧含量的影响,结果发现海绵动物的滤食效应对深海氧化具有较弱的促进作用.

关键词：埃迪卡拉纪-寒武纪转折期海绵动物深海氧化硅浓度箱式模型

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多视密集匹配并行传播GPU-PatchMatch算法

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测绘学报 2020年第2期49卷 181-190页

作者：邓非颜青松肖腾武汉大学测绘学院湖北武汉430079 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室广东深圳518000

针对多视密集匹配的效率较低的问题,提出了GPU-PatchMatch多视密集匹配算法。该算法使用GPU提高PatchMatch的计算效率;同时充分利用稀疏场景信息,对深度信息进行规则初始化;为提高传播效率,使用了金字塔红黑板并行传播深度信息。最后在... 详细信息

针对多视密集匹配的效率较低的问题,提出了GPU-PatchMatch多视密集匹配算法。该算法使用GPU提高PatchMatch的计算效率;同时充分利用稀疏场景信息,对深度信息进行规则初始化;为提高传播效率,使用了金字塔红黑板并行传播深度信息。最后在DTU、Strecha和Vaihigen数据集上进行了试验,并与常用的多视密集匹配算法进行对比。试验结果表明,本文算法在重建效率上有较大提高,与CPU算法(PMVS、MVE、OpenMVS)相比有7倍以上提升,与GPU算法相比也有2.5倍以上提升,表明本文算法的有效性。

关键词：三维重建多视密集匹块匹配并行计算

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国土调查遥感40年进展与挑战

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地球信息科学学报 2022年第4期24卷 597-616页

作者：舒弥杜世宏自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 北京大学遥感与GIS研究所北京100871

运用遥感技术进行土地资源调查,摸清其数量及分布状况,长期以来都是遥感领域研究的重要内容。本文首先回顾了过去40年来遥感技术在我国国土调查中的应用情况,然后围绕高分辨率影像的特征提取、大范围影像的样本获取、多时相/多传感器影... 详细信息

运用遥感技术进行土地资源调查,摸清其数量及分布状况,长期以来都是遥感领域研究的重要内容。本文首先回顾了过去40年来遥感技术在我国国土调查中的应用情况,然后围绕高分辨率影像的特征提取、大范围影像的样本获取、多时相/多传感器影像的迁移学习以及多源异构数据融合4个方面介绍了相关进展情况;接着归纳总结了现有遥感信息提取技术在国土调查中面临的4个挑战:①高分辨率影像分类存在如何定义、选择、挖掘高级特征的问题;②国土调查中的遥感数据集规模庞大,存在着类间不平衡和类内多样性,为这种复杂数据集获取足够、均衡、多样化的样本集是一个巨大挑战;③对于多传感器/多时相影像,如何低成本、及时地实现土地利用分类是值得考虑的问题;④从土地覆盖到土地利用存在语义鸿沟,如何合适地引入语义信息以弥合语义鸿沟需要被考虑。最后,本文对国土调查遥感技术的未来发展方向和应用点进行了展望。

关键词：国土调查土地利用分类遥感信息提取特征优选小样本样本平衡样本多样性迁移学习语义鸿沟

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改进 RangeNet++损失函数的车载点云小目标语义分割方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2021年第5期33卷 704-711页

作者：张硕叶勤史婧刘行同济大学测绘与地理信息学院上海200092 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034

针对道路场景点云全语义分割对行人等重要移动小目标实时分割效果差的问题,提出一种基于RangeNet++深度神经网络并对损失函数进行优化改进的小目标语义分割方法.首先对原本使用交叉熵损失函数的RangeNet++网络进行改进;然后采用Focal L... 详细信息

针对道路场景点云全语义分割对行人等重要移动小目标实时分割效果差的问题,提出一种基于RangeNet++深度神经网络并对损失函数进行优化改进的小目标语义分割方法.首先对原本使用交叉熵损失函数的RangeNet++网络进行改进;然后采用Focal Loss损失函数调节稀少但重要的移动小目标的权重,能在卷积层数更少的DarkNet21特征提取网络下,通过少次训练就能提高行人等重要移动小目标类别的检测和分割精度.在SemanticKITTI数据集上的实验表明,与原有的RangeNet++相比,该方法使用的backbone卷积层数和网络训练次数都更少,但对移动小目标的语义分割达到了更高的准确率和精度.

关键词：车载点云移动小目标损失函数实时语义分割

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ICU理念下的流域斑块式生态修复与综合整治模式

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测绘科学 2025年第1期50卷 34-47页

作者：张雪松李德寿张亚男周晓雯华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079 长江勘测规划设计研究有限责任公司武汉430010 自然资源部国土整治中心(自然资源部土地科技创新中心) 北京100035

针对江汉平原乡村水环境污染现状,借鉴ICU理念,提出流域斑块式生态修复和综合整治模式。基于野外调查法、水质标识指数评价法和空间插值法,分析天门市麻洋镇的水污染特征,结合其自然资源禀赋与社会经济现状提出并开展系统的修复与整治... 详细信息

针对江汉平原乡村水环境污染现状,借鉴ICU理念,提出流域斑块式生态修复和综合整治模式。基于野外调查法、水质标识指数评价法和空间插值法,分析天门市麻洋镇的水污染特征,结合其自然资源禀赋与社会经济现状提出并开展系统的修复与整治方法。研究结果表明:研究区水体已全面污染,且存在明显的空间差异性;水质污染程度与人类活动及灌排体系关系密切,污染的主要成因是已污染的上游来水、自身农田尾水与养殖污水以及居民生活污水;在流域综合治理现实需求中以斑块为单元,提出了“域外生态隔离+域内系统修复”的ICU综合整治模式,基于土地利用结构优化、土地权属调整、产业升级以及生态工程布局等整治方法与措施可有效修复流域水环境。

关键词：流域水环境生态修复国土综合整治 ICU 斑块式

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耕地生产力隐性退化遥感监测与影响因素分析

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农业机械学报 2022年第4期53卷 363-371页

作者：李卓查思含霍伟王林林郭文华孙丹峰自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 自然资源部信息中心北京100036

以江苏省永久耕地为例,基于2001—2019年中分辨率成像光谱仪(Moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)遥感影像,开展耕地生产力隐性退化遥感监测和影响因素分析。BFAST(Breaks for additive seasonal and trend)算法用于建模历史时期耕地生产力变化的预期行为,并以此为基准判断监测时期耕地生产力是否存在隐性退化风险。基于地理探测器,从3个准则层的8项指标变量对耕地生产力隐性退化进行了主导影响因素探测和因子交互分析。研究结果表明:江苏省存在生产力隐性退化的耕地比例为21.9%,具有显著的空间差异。西北地区的徐州市、宿迁市的耕地生产力隐性退化比例最高,分别为47.2%和43.4%,且表现出聚集性。东南地区的苏州市、无锡市和南通市的耕地生产力隐性退化比例较低,均不足10%。因子探测分析表明外流人口数量、种植业从业人员数量和农业机械化总动力3项指标对江苏省耕地生产力隐性退化的解释力最强。多因子交互耦合后,人口因素与生产条件解释力增强最为显著。耕地生产力隐性退化的地域分异类型划分为生产条件约束型、产出效益约束型和人口因素约束型。农业机械化总动力、农业产值和外流人口数量分别为3种约束类型的首要因素。从地域空间来看,人口因素约束型地区在江苏省占比最大,主要集中于苏北地区。对于不同约束类型区域分别提出加强高标准农田建设、实施惠农政策、减缓劳动力析出等相应的政策建议。

关键词：耕地生产力隐性退化 BFAST算法地理探测器影响因素分析江苏省

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融合光谱混合分解与面向对象的土地利用/覆被分类

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农业工程学报 2021年第17期37卷 225-233页

作者：李卓韩文超胡起源高翔王林林肖飞刘文超郭文华孙丹峰中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518034 自然资源部信息中心北京100036

错综复杂的土地利用模式和破碎的地物斑块制约了土地利用/覆被分类的精度和效率。一方面,混合像元模糊了地物的光谱信息,影响了分类精度。另一方面,如何高效利用地物的光谱、形状和纹理特征是当前土地利用/覆被分类的研究热点。为了提... 详细信息

错综复杂的土地利用模式和破碎的地物斑块制约了土地利用/覆被分类的精度和效率。一方面,混合像元模糊了地物的光谱信息,影响了分类精度。另一方面,如何高效利用地物的光谱、形状和纹理特征是当前土地利用/覆被分类的研究热点。为了提高基于遥感技术的土地利用/覆被分类精度,该研究基于Sentinel-2A遥感影像,开展融合光谱混合分解与面向对象的土地利用/覆被分类研究。首先,基于地物的光谱、形状和纹理特征,在3个分割尺度通过NDWI(Normalized Difference Water Index)、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)、SBL(Soil Background Level)等8个特征参数构建了不同地物信息的提取规则。其次,利用光谱混合分解模型提取研究区基质(SL;岩石和土壤)、植被(GV;光合作用叶片)和暗色物质(DA;阴影和水)3类通用端元。最后,尝试融合3端元光谱特征优化地物信息提取规则。研究结果表明:1)基于构建的光谱、形状和纹理的地物信息提取规则,使用模糊函数、阈值法进行土地利用/覆被分类,获得了较高的分类精度,总体精度为80.83%,Kappa系数为0.76。2)融合3端元的光谱特征的提取规则将分类精度提升至90.00%,Kappa系数提升至0.88。3)具有明确物理意义的3端元的融入增强了像元内各组分信息的差异性,弥补了传统光谱指数对植被与土壤间的亮度信息解析度不足的缺陷。该方法能充分利用影像的光谱信息,是一种由易到难、对不确定因素进行逐层剥离的土地利用/覆被信息提取技术,对中高分辨率的多光谱遥感影像十分友好,在土地利用/覆被的精细化分类中有较大应用潜力。

关键词：土地利用遥感分类面向对象法光谱混合分解多尺度分割 Sentinel-2A影像

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东阿拉伯海更新世冰期-间冰期物源变化的Sr-Nd同位素证据

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第四纪研究 2025年第2期 491-504页

作者：陈周昱鹿化煜冯晗罗凯南京大学地理与海洋科学学院中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全重点实验室自然资源部第一海洋研究所

南亚地貌受到季风降水的强烈侵蚀作用，喜马拉雅山和青藏高原的碎屑物质经河流和浊流搬运沉积到东阿拉伯海，这些沉积物可以揭示西喜马拉雅地区的地表风化和侵蚀过程。本研究基于东阿拉伯海拉克希米海盆（Laxmi Basin）U1456钻孔（深度1... 详细信息

南亚地貌受到季风降水的强烈侵蚀作用，喜马拉雅山和青藏高原的碎屑物质经河流和浊流搬运沉积到东阿拉伯海，这些沉积物可以揭示西喜马拉雅地区的地表风化和侵蚀过程。本研究基于东阿拉伯海拉克希米海盆（Laxmi Basin）U1456钻孔（深度1109.4 m）UnitⅠ段的21个样品（深度分布0.06～99.56 m,年龄范围0.07～81.99 ka）、分粒级（17个样品，深度分布为0.46～85.76 m）进行Sr-Nd同位素测试，探索东阿拉伯海沉积物更新世冰期-间冰期的物源变化。得到以下结论：1)陆源碎屑物的87Sr/86Sr值受粒度效应影响较小，而143Nd/144Nd值受到碎屑粒径的控制，原因在于不同粒级的沉积物来源的碎屑占比存在差异。由于沉积物源区基岩性质、流域范围、海平面、季风降水等变化，侵蚀强度以及水动力强弱随之改变，粒度分选作用使得U1456点位接受的不同粒级沉积物来源变化；由于不同粒径沉积物矿物组成的差异使Sr-Nd同位素组成发生分异。2)Sr-Nd同位素组成揭示东阿拉伯海的沉积物主要由印度河流域和印度大陆西侧的德干高原供给，碎屑沉积物来源的比例随时间而变化。风尘物质对东阿拉伯海的沉积物贡献很小；孟加拉湾的洋流可能会带来一定量的碎屑物质，但其量远小于印度河和德干高原的输入；来自印度河的陆源输入物在约500 ka时显著增加，可能是由于喜马拉雅地区的侵蚀加剧造成的。3)冰期与间冰期的样品之间不存在显著的Sr-Nd同位素组成差异，东阿拉伯海沉积物的87Sr/86Sr和εNd并未呈现冰期-间冰期的变化，冰期旋回没有改变东阿拉伯海地区的物源供应过程。

关键词：东阿拉伯海物源变化 Sr-Nd同位素粒度更新世

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城镇中小规模污水处理厂碳排放分析及碳削减对策

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环境科学 2025年第1期46卷 107-117页

作者：张翔宇范业弘朱晗彬韦政张一璠杨阿明顾敦罡何岩华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 崇明生态研究院上海202162 上海有机固废生物转化工程技术研究中心上海200041 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海200062 上海嘉定新城污水处理有限公司上海201806 上海同济环境工程科技有限公司上海200092 上海复旦水务工程技术有限公司上海200082 上海工程技术大学化学化工学院上海201620

基于2022年11座城镇中小规模污水厂全年数据,从污水处理全过程角度系统分析了3种典型工艺(AAO、MSBR和氧化沟)的碳排放,并采用偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)研究了不同进水特征(TP、TN、BOD5、COD、进水量和碳氮比)对碳排放的影响... 详细信息

基于2022年11座城镇中小规模污水厂全年数据,从污水处理全过程角度系统分析了3种典型工艺(AAO、MSBR和氧化沟)的碳排放,并采用偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)研究了不同进水特征(TP、TN、BOD5、COD、进水量和碳氮比)对碳排放的影响作用.结果表明,间接碳排放占中小规模污水厂总碳排放的主导地位(69.5%),电耗碳排放是最大的来源(43.1%);MSBR工艺的评价碳排放强度[(0.363±0.007)kg·m^(−3)]低于AAO工艺[(0.439±0.099)kg·m^(−3)]和氧化沟工艺[(0.396±0.025)kg·m^(−3)],具有更优的低碳运行水平.中小规模污水厂各部分碳排放强度占比依次为:生物处理(58.7%)>污泥脱水+除臭(17.9%)>深度处理(17.3%)>预处理(6.1%).其中生物处理部分分别占3种工艺的51.5%、53.9%和73.1%.另外,进水COD质量浓度和碳氮比分别对直接碳排放(N_(2)O和CH4)有显著正向影响(路径系数为0.584和0.5)和显著负向影响(路径系数为−0.416);进水TN、BOD5和TP质量浓度分别对间接碳排放(电耗)和间接碳排放(物耗)有显著正向影响(路径系数分别为0.078、0.537和0.5).中小规模污水厂碳削减可从碳排放强度减量、低碳运行水平优化和政府调控加强管理这3个方面进行.

关键词：污水处理厂(WWTPs) 碳排放碳核算碳削减低碳运行

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基于线扫描数据的复杂环境下的河岸线提取

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中国激光 2023年第23期50卷 192-201页

作者：朱岑岑李嘉蓝秋萍王旭陈焱明河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 自然资源部超大城市自然资源时空大数据分析应用重点实验室上海200063 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室广东深圳518034

三维点云边缘提取算法已被广泛用于海岸线的提取中。相较于海岸线,河岸线存在高程变化大、易被树木遮挡等问题,将海岸线提取算法直接应用于河岸线提取存在较多的局限性。本文提出了一种基于线扫描激光点云的复杂环境下河岸线精确提取的... 详细信息

三维点云边缘提取算法已被广泛用于海岸线的提取中。相较于海岸线,河岸线存在高程变化大、易被树木遮挡等问题,将海岸线提取算法直接应用于河岸线提取存在较多的局限性。本文提出了一种基于线扫描激光点云的复杂环境下河岸线精确提取的方法,实现了河流岸线高程不一致、河岸被树冠遮挡情况下河岸边缘点的精准提取。设计了一种自适应高程阈值动态调整方法,通过对高程进行实时统计,使得高程阈值能够自适应地变化并克服树木遮挡造成的岸线不连续的问题,以此获取更加真实的岸线信息。同时,将法向渐变作为约束条件,能在实现对提取的边缘点云滤波的同时构造出完整、平滑的河岸矢量线。最后,利用真实无人机载激光雷达数据验证了本文所提方法的有效性和精度。本文方法获取的岸线与真实岸线的均方根误差分别为0.2018 m和0.2675 m,本文方法获取的河岸线具有较高的完整性。本研究为复杂情况下的河岸边缘提取提供了一种高效精确的方法。

关键词：自适应光学三维激光点云断点分析法动态阈值法向渐变约束河流岸线提取

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