在环境地学研究中应用GIS急需解决的问题分析

地理信息系统已经成为环境地学的常用工具，但主要被用来存储和显示地图，没有发挥其应有的功能。本文认为多源空间数据集成、空间数据分析和挖掘队及模型集成等是其中三个最主要问题。多源环境数据集成是基础，空间分析是连接多源数据集成与模型集成的桥梁和纽带，数据通过这个桥梁传输给模型，模型对环境系统进行模拟和仿真。这些问题的解决有利于更好地在环境地学中应用地理信息系统。     

集成仿真技术在空间光学遥感器设计中的应用

研究空间光学遥感器集成仿真中将光学、机械、热、控制等学科综合考虑的技术,从系统层面考虑各学科对光学性能指标的影响。综述了目前国外比较先进的光学遥感器集成仿真分析方法,主要包括以JWST为代表的STOP学科软件数据交互法和以NGST为代表的DOCS状态空间法,详细阐述了这些方法的集成方法和建模思路。集成仿真技术的实施开展可以减小产品概念设计和方案阶段论证周期,为总体指标的制定提供可靠依据。集成仿真是空间光学遥感器多学科优化的前提,深度集成和子系统协同仿真是未来的发展趋势。     

可重复使用航天器空间辐射效应评价关键问题及解决方法

介绍了可重复使用航天器及其应用需求,分析了其在太空遭遇的空间辐射环境及效应,探讨了可重复使用航天器的空间辐射效应评价在元器件退火效应研究及工程化、地面模拟试验设施及评价技术、地面检测维护及评价、抗辐射设计规范等方面存在的问题,提出了深入开展元器件空间环境效应及退火效应机理研究,给出适合可重复使用航天器的指标和评价体系;搭建多功能的综合环境效应地面模拟试验装置,加强多因素环境协同效应机理研究,建立空间多因素环境协同效应试验方法;开展空间环境多因素协同效应仿真,加强可重复使用航天器辐射效应预示方法的深入研究等解决途径。     

舰船环境适应性设计方法探索与实践

探索舰船环境适应性的设计方法,以提高舰船在各种复杂环境下的适应能力。分析了舰船环境适应性设计中面临的若干问题和改进提高方向,参考借鉴国内外航空航天、电子等行业成功经验,提出了指导舰船环境适应性设计的主要设计原则和工作内容。围绕改善环境条件、加强耐环境能力设计这2个方面,提出了3种环境适应性设计方法,包括基于规范的设计方法、基于环境仿真的设计方法、基于预使用验证的设计方法。根据舰船风浪环境适应性设计的特点和要求,选择采用环境仿真和模型试验技术开展了应用研究。基于分析结果,提出了增加水线面系数、调整浮心、优化线型等多项改进措施建议。采用环境仿真和模型试验相结合的方式,可有效支撑舰船风浪环境适应性设计和评估,这一方法具有较高的工程推广应用价值。另外,未来应加大环境仿真技术的研究和应用力度,尝试开展多因素综合环境仿真,以进一步提高舰船的环境适应性。     

基于D优化方法的CSADT设计

考虑到试验设计人员更关注模型参数的估计精度,而传统试验优化方法以产品可靠性与寿命相关参数的预测精度为目标,提出将D优化方法引入恒定应力加速退化试验(CSADT)设计中。首先,用随机过程描述CSADT中产品性能退化的过程,通过对数似然函数,推导Fisher信息矩阵,基于D优化方法建立优化目标,以试验费用为约束条件,明确优化问题,给出最优试验变量:各应力水平、各应力下样本分配和试验时间分配。然后,应用该方法给出仿真实例。最后,通过模型参数偏差的敏感性分析,说明在一定偏差范围内,优化结果具有良好的稳健性。     

生态环境空间数据的多尺度集成方法

空间数据集成是解决异构网络环境信息系统间空间数据交换、传输和共享、数据互操作的有效方法。笔者在分析生态环境数据特征和生成机理以及集成原理基础上 ,提出了生态环境空间数据的空间多尺度集成方法 ,并构建了基于面向应用目标的生态环境空间数据集成系统框架和运行过程机制。 更多还原      

水环境材料——悬浮填料的绿色设计

将绿色设计和优化设计结合起来应用到悬浮填料设计中,建立基于绿色设计的悬浮填料优化模型,使设计的产品既满足产品的性能目标,又满足环境目标。并采用融合悬浮填料的功能、几何、加工、工况分析、工艺等全部设计信息的设计平台进行设计实践,达到了塑胶悬浮填料的CADCAMCAECAPP一体化,在设计时采用一系列仿真手段来消除后续产品试制过程中产品浪费和环境污染。     

空间军事系统研讨厅中德尔菲法与集成模型

对空间军事系统综合集成研讨厅体系中专家意见集成的方法进行研究.在德尔菲法基础上,建立了一种优化搜索机制.以专家一次性给出的原始意见为基础,构建专家意见集成的优化搜索模型,利用计算机的信息处理能力求解,获得既满足一致性要求,又具有一定可信度指标的结论.     

基于可解释性机器学习的纳滤膜去除有机微污染物研究

纳滤膜对微污染物去除效率受膜特性、微污染物性质和实验条件等因素影响,优化这些影响因素对纳滤工艺的成功应用至关重要,然而实验优化过程不能同时兼顾多因素对去除效能的交互影响.为此,基于线性、非线性和集成学习算法,开发了4种纳滤膜对有机微污染物去除效率的预测模型,并验证了模型的预测性能和可行性.在拟合程度、稳健性和外部预测能力等方面对开发的模型进行了对比分析研究,结果表明,用集成学习算法开发的XGBoost模型能够准确识别影响膜分离过程中的关键因素,在预测纳滤膜对微污染物的去除效率方面表现出强大的潜力(R_adj²=0.977,Q_ext²=0.877,Q_LOO²=0.875).此外,利用SHAP解释方法定量解析了各驱动因素对纳滤膜去除微污染物效率的贡献,证明纳滤膜的截留分子量、膜表面接触角和污染物的尺寸是微污染物去除过程中重要的影响因素.首次将模型解释方法应用于特征变量的选择过程,使集成算法(XGBoost)模型的性能得到进一步优化.所开发的机器学习模型,有利于优...     

多媒体3S综合集成技术及在环境科学中的应用

从集成概念出发,提出了３Ｓ综合集成的概念,分析了三种多媒体３Ｓ综合集成系统的体系结构,并给出了多媒体３Ｓ综合集成系统实现的几个实用技术,最后分析了多媒体３Ｓ综合集成技术在环境科学中的一些应用。     

Teleskope und Detektoren für die Infrarot-Astronomie

Infrared observations with ground-based and balloon-borne telescopes are hampered by thermal background radiation and absorption caused by the earth's atmosphere. A sensitivity gain of up to three orders of magnitude can be obtained under the low photon background conditions of a helium-cooled space telescope. Physical properties of photodetectors and bolometers as well as their application to the new infrared telescopes aboard satellites and Spacelab are discussed.     

多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱研制

目的 研制一种多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,主要用于沿海、海岛和舰面大气使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法 通过需求、现状和海洋气候特征分析,提出气候类型模拟的新思路。通过总体和模块设计、集成制造,研制多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,设计试验谱,开展试验验证,考核技术指标的符合性,并评价相关性和加速性。结果 解决了盐雾对光照条件的干扰、盐晶积聚等难题,研制了同时施加光照、盐雾、温度、湿度和风速5因素的多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,编制了5因素综合海洋气候模拟加速试验谱。结论 与万宁站户外暴露试验结果相比,多因素综合海洋气候环境模拟加速试验技术评价金属腐蚀质量损失、工程塑料拉伸强度、有机涂层光泽色差等关键性能指标变化具有良好的相关性和高的加速性。     

数值模拟在污水生物处理领域应用进展

随着计算机技术的发展,数值模拟在污水生物处理工艺设计、水处理设备结构优化等领域中已得到广泛应用。介绍了数值模拟技术常用的计算方法,对活性污泥法、MBR、厌氧消化等污水生物处理领域中的数值模拟研究进展进行了总结评述,讨论了模拟仿真过程中模型选择、简化假设、预测控制等关键问题。目前数值模拟在污水生物处理领域得出的多是导向性结论,将模拟与实验结合可以提升研究效率,更好地解决工程问题。     

中国旅游业基本国情分析

大众旅游时代,中国旅游业已全面融入国家社会经济体系,仅仅从产业视角来研究现阶段中国旅游业发展是不够的,需要从基本国情和国家战略层面予以重新考量。本文以“旅游三体说”为逻辑起点,加入了假日制度变量约束,构建旅游国情研究的基本理论框架,分析中国旅游业基本国情。研究表明：中国旅游业基本国情表现为“超级国家”的“超级旅游”和旅游业发展的“巨国效应”,这种国情同步要求假日制度设计时间的充分保障和游憩空间的有效供给,才能充分释放旅游业综合价值。中国旅游国情分析为认识中国目前旅游业发展提供了一个基本视角。研究结论不仅对中国社会经济发展和和国家旅游业宏观战略有一定决策参考价值,同时对推动中国旅游地理学学科发展具有重要意义和影响。特别是对于旅游地理学而言,这要求中国旅游地理学研究对象从传统景区或旅游目的地研究向以国土游憩空间选择优化方向进行拓展提升,在这一过程中需重新定位思考不同空间维度“旅游地域系统”基本构成要素、系统结构、特征和演化过程与机理、政策制度设计和配套保障措施,完善新时代旅游地理学研究内容、研究方法、研究范式以及与相关学科关系等,进而全面拓展旅游地理学研究领域,提升其学科价值和社会影响。     

航空发动机涡轮叶片热障涂层冲蚀试验装置的研制

目的通过研制热障涂层冲蚀服役环境的模拟装置,来研究冲蚀失效机制。方法通过研制模拟热障涂层高温热冲击的燃气喷枪,在喷枪中设计速度、流量可控的颗粒送料系统,同时在装置中集成裂纹演化实时检测的声发射系统。结果该系统实现了热障涂层冲蚀服役环境的模拟,温度场、裂纹演化损伤参量的同步采集、输出与显示,从而完成了冲蚀服役环境模拟与关键损伤参量实时检测的一体化设计。结论装置能完成热障涂层常温、高温等各种服役温度、各种冲蚀角度、各种冲蚀速度等条件下的模拟试验,并提供较为系统的损伤参量检测数据,为理解热障涂层的冲蚀机理、优化其设计制备提供有效的试验数据。     

高动态离心机系统建模与仿真

高动态离心机是用于惯性部组件测试和考核的动态惯导测试设备,通过主轴变速旋转或改变仪器舱到主轴的距离等方式,在仪器舱内产生快速变化的加速度场,从而模拟部件或组件使用时的加速度环境。以某高动态离心机研制为背景,介绍了该设备的系统建模与仿真过程。通过在Simulink仿真平台上对设备机械系统、电机调速系统和系统扰动因素等模块化建模和时域仿真,预测了设备在不同设计参数和不同扰动条件下的时域动态特性,为系统设计和优化提供了详实完备的仿真数据支持。     

膜蒸馏技术疏水膜、组件及工艺研究进展

在新兴环保领域,膜蒸馏（MD）技术经最近10年研究的不断拓展、深入,产业链逐渐形成。瞄准膜蒸馏技术涉及的疏水膜、膜组件、工艺与应用3个重要方面,概述了膜蒸馏技术的最近10年研究现状及发展方向。从疏水膜制备的角度,重点探讨了兼具高通量、高强度、抗润湿及抗污染等特点的疏水膜制备方法;从膜蒸馏组件设计角度,重点探讨了结构形式优化、内/外场辅助等过程强化手段及具有稳定、高效、低耗传质特点的膜组件设计方法;从工艺与应用角度,概述了典型膜蒸馏集成工艺、清洁生产工艺及应用场景与国内外产业化现状。     

旅游乡村聚落“生产-生活-生态”空间重构与优化——河北野三坡旅游区苟各庄村的案例实证

优化乡村聚落"生产、生活、生态"空间格局是新的发展阶段,加快乡村生态文明建设和推进乡村新型城镇化进程的重要途径。论文采取参与性农村评估PRA、GIS空间分析技术和高清遥感影像相结合的方法,以典型旅游村落苟各庄村为案例,研究了28 a来聚落"三生"空间的重构过程。研究发现,因旅游业导入村落正经历着加速的空间重构过程。在此过程中,传统乡村生产生活空间逐步减少,生活-生产和生态-生产复合新型功能空间逐步增加,具体表现为生产空间由村外向村内转型发展,生活空间由分散到集聚的立体扩展,生态空间由斑块分割向整体利用的全面扩展。与传统乡村聚落"空心化"空间重构过程产业发展集聚、农民居住集中、资源利用集约不同,旅游乡村聚落则以乡村聚落空间融合、立体扩张和适度集约为基本特征。这种空间重构过程和演进模式的基本出发点与中国新型城镇化发展导向一致,代表着未来乡村城镇化进程的一种理想模式。当然,作为旅游城镇化空间演化路径,其发展必须遵循旅游城镇"外向型"发展导向,在生活空间中要重视公共空间扩展和重建,生产空间中要关注服务功能模块化提升,生态空间要重视景观生态整治和历史文脉挖掘,并以配套综合制度体系建构作为保障。研究结论将为推进中国新阶段旅游城镇化提供重要理论基础和规划建设佐证。