广州大学学报(自然科学版)

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深度学习在ＤＮＡ存储读段重建的应用

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 1-0.

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ＤＮＡ存储技术是一项着眼于未来的具有划时代意义存储技术，它将数字信息编码为核苷酸序列，然后通过化学合成将序列写入ＤＮＡ分子，最后通过ＤＮＡ测序技术读取信息。相较于电子存储技术，其在信息密度、数据安全性以及保存年限等方面具有极大的优势。然而在ＤＮＡ存储技术的数据读取端，测序读段存在着大量碱基替换、插入和删除错误，因此需进行读段重建来恢复原始数据。读段重建方法要求高成功率以及一定的时效性，以实现文件可靠存取并提高ＤＮＡ存储技术的读写效率。文章介绍了现有的基于深度学习的读段重建模型，通过对模型架构、重建理念以及纠错能力等方面的比较指出了目前研究的局限性，并展望了未来深度学习在读段重建中可能的研究方向。

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基于miRNA-gene调控网络的miRNA重要性评估

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 8-7.

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ＭｉｃｒｏＲＮＡｓ（ｍｉＲＮＡｓ）是一类非编码短序列ＲＮＡｓ分子，它能够与靶基因特异性结合，进而影响靶基因对应的蛋白质产量。单个ｍｉＲＮＡ可能调节多个基因的表达，同时，单个基因的表达也可能被多个ｍｉＲＮＡｓ所调控。已有研究表明，ｍｉＲＮＡ可以作为潜在的肿瘤标志物用于癌症的早期诊断和治疗。评价不同ｍｉＲＮＡｓ的重要性对于探究ｍｉＲＮＡ在各种疾病中的作用具有重要的意义。因此，文章基于ｍｉＲＮＡ与基因之间的调控网络，提出了一种ｍｉＲＮＡ重要性评价指标。通过对该指标对ｍｉＲＮＡｓ进行打分排序，排名靠前的ｍｉＲＮＡｓ与疾病相关可能性越大，ＧＯ富集分析结果表明，排名靠前的ｍｉＲＮＡｓ具有重要的生物学功能。基于排名靠前的１００个ｍｉＲＮＡｓ表达特征，训练ＳＶＭ分类模型对各种癌症进行分类，实验证明其平均精度达到９０％以上。总之，文章提出的ｍｉＲＮＡ重要性指标对于疾病相关ｍｉＲＮＡｓ的识别以及应用具有重要的指导意义。

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格上可撤销的基于身份的加密算法研究

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 15-14.

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格上可撤销的基于身份的加密算法（ＲＩＢＥ）不仅能有效地解决实际生活中用户密钥撤销或更新的问题，还能抵抗量子算法攻击，吸引了众多密码学研究者的兴趣。文章通过运用基于近似陷门的非球面高斯采样技术，对ＲＩＢＥ方案中的系统公钥、用户私钥和更新密钥等生成算法进行改进，以缩减密钥尺寸，从而提高方案的空间效率。文章通过对同一水平下的解密错误率与原方案进行比较，可以观察到本方案的主公钥、主私钥、用户私钥、更新密钥和解密密钥的存储空间相较于原方案得到了一定的缩减。特别地，对于不同的安全级别，在保持同一解密错误率前提下，该方案的ＭＰＫ尺寸缩减了３２２９％～４１９３％，ＭＳＫ尺寸缩减了３１２５％～３８７０％，用户私钥及解密密钥尺寸缩减了５９１３％～６９９５％，密文尺寸缩减了３２２７％～４１９１％。

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一类时间离散反应扩散对流模型的全局动力学

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 26-25.

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时间离散空间连续的反应扩散方程模型是描述物种扩散行为的一类重要的研究工具。考虑到物种除了随机扩散外还会存在依赖于局部环境的扩散，文章建立了单个物种关于时间离散空间连续的反应扩散对流模型，然后利用主特征值理论分析了模型平衡点的存在性和稳定性。研究表明，加入依赖于局部环境的扩散对种群的生存是有利的。

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非对称性Goursat引理的推广

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 33-32.

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文章根据群与环上Ｇｏｕｒｓａｔ引理的非对称版本，得到了理想上的Ｇｏｕｒｓａｔ引理，并给出了计算３个三次交错群的直积的子群与!×!×!的子环的一般步骤。另外，进一步考虑有限个群直积的一个子群Ｋ和任意２２２子群Ｇ的积都有对应的Ｇｏｕｒｓａｔ分解下的性质，并给出了有限个环直积下的理想形式。

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具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和V-flow项的不可压缩Navier-Stokes-Landau-Lifshitz方程的局部存在唯一性

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 44-43.

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文章证明了在#２和#３中具有Ｄｚｙａｌｏｓｈｉｎｓｋｉｉ-Ｍｏｒｉｙａ相互作用和Ｖ-ｆｌｏｗ项的不可压缩Ｎａｖｉｅｒ-Ｓｔｏｋｅｓ-Ｌａｎ-ｄａｕ-Ｌｉｆｓｈｉｔｚ方程组的Ｃａｕｃｈｙ问题存在唯一局部解。文章所提出的方法依赖于用扰动抛物系统和平行传输来逼近此系统。

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物理学基于星表的射电干涉阵成像评价指标研究

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 58-57.

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为了满足新一代射电干涉阵望远镜对成像结果进行质量评价的迫切需求，文章以仿真数据为基础，通过比较在成像结果上进行源搜寻得到的星表与仿真时所使用的已知参考星表之间的差异，展开对射电干涉阵成像质量评价指标的研究。不同于常用的将两个星表进行交叉匹配并比较匹配源的诸如位置、流量密度等属性的精度，文章提出了使用度量两个元素集或者分布之间差异的推土距离（ＥａｒｔｈＭｏｖｅｒｓＤｉｓｔａｎｃｅ，ＥＭＤ）来量化两个星表之间的差异，以更鲁棒的数值指标评价成像质量，为进一步研究更加鲁棒的射电干涉阵成像评价指标提供了有益的参考，也有助于射电干涉阵望远镜最终获得更高质量的科学数据。

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CoFeAl合金薄膜在垂直外磁场下的超快自旋动力学

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 65-64.

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文章通过使用时间分辨磁光克尔光谱技术研究了ＣｏＦｅＡｌ赫斯勒合金薄膜在施加垂直外磁场下的激２光诱导超快自旋动力学。实验结果表明，在严格垂直外磁场下同时激发出表面波模和驻波模两种自旋波模式，且均呈现出自旋波频率随磁场增大而减小的特殊现象。此外，通过衰减特性研究发现，驻波模的磁阻尼因子与外磁场并无明显依赖关系，而表面波模的磁阻尼随磁场增大而增大。通过分析表面波模的群速度讨论了该模式磁阻尼外场依赖特性的成因。实验揭示了钴基赫斯勒合金薄膜在严格垂直外磁场下的自旋波动力学性质，对于推进该类材料在新一代自旋电子器件中的应用具有积极意义。

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地理科学新零售生鲜超市的微区位研究———以广州市盒马鲜生为例

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 71-70.

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信息技术影响下的商业空间是一个热点议题，“线上＋线下＋物流”深度融合的新零售近年来发展迅速，探讨其微区位特征有利于选址布局的优化。文章基于多源数据，运用ＡｒｃＧＩＳ空间分析、数量统计分析和实地调研方法，分析了广州市盒马鲜生的空间分布和微区位特征。研究发现：①广州市盒马鲜生主要分布于中心城区，总体呈现分散特征；②微区位选址倾向于道路密度较高、公共交通便捷，且人口密度较高、收入水平较高、年龄构成以中青年为主的地段；③广州市盒马鲜生与传统实体商业呈现出互补关系，选址上依赖传统的中高等级商圈和商业广场。相对而言，离传统大型超市更近，远离同类型的新零售超市；④新零售的商业模式弱化了最佳区位的选址导向，广州市盒马鲜生位于商圈的中等地价位置，并且门店布置以内含型为主，大多数门店不是位于最佳的一楼。

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深圳市创新空间结构测度与影响因素分析

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 82-81.

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作为创新活动的重要载体，创新空间是近年来创新地理学领域关注的重点内容。文章将深圳市创新空间划分技术型、知识型和孵化型３类，结合创新企业数据、ＰＯＩ数据和统计年鉴等数据类型，通过核密度估计、ＤＢＳＣＡＮ聚类算法以及ＭＧＷＲ模型等方法，刻画创新空间的结构特征、各自异同点及其影响因素。研究发现：①深圳市技术型、知识型和孵化型创新空间均表现为“中心—外围”圈层特点，其中，技术型创新空间还具有等级性组团结构特征；②地区创新水平、产业园支持、金融咨询服务、交通发达程度以及某些生活服务和公共服务会显著正向促进创新空间集聚，但综合型创新核心区、专业型创新发展区和潜力型创新成长区受到的影响具有差异性。基于研究结论，文章针对性地提出了优化深圳市创新空间的政策建议，以期为城市创新空间的优化提供依据。

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一种DeepLabv3+结构改进的高分遥感影像红树林边界识别方法

广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(3): 93-104.

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针对红树林自动监测与保护的迫切需求，文章提出一种ＤｅｅｐＬａｂｖ３＋改进模型的高分辨率遥感影像红树林的识别方案。改进方案主要包括在ＤｅｅｐＬａｂｖ３＋的ＡＳＰＰ（ＡｔｒｏｕｓＳｐａｔｉａｌＰｙｒａｍｉｄＰｏｏｌｉｎｇ）结构中，引入深度可分离卷积和ＳＥ（ＳｑｕｅｅｚｅａｎｄＥｘｃｉｔａｔｉｏｎ）注意力机制，以及在解码端加入ＣＢＡＭ（ＣｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌＢｌｏｃｋＡｔｔｅｎｔｉｏｎＭｏｄｕｌｅ）注意力机制和多尺度融合技术，以提高模型对红树林关键特征的捕捉和表征能力，从而减少漏检和误检现象。经过严格的精度评价，改进后的ＤｅｅｐＬａｂｖ３＋模型在总体精度上达到了９９６０％，在召回率、红树林类交并比（Ｍａｎｇｒｏｖｅ-ＩｏＵ）和类Ｆ１-ｓｃｏｒｅ上也分别达９６０５％、９５３１％和９７６０％。与原始ＤｅｅｐＬａｂｖ３＋、ＨＲＮｅｔ和ＰＳＰＮｅｔ模型相比，改进模型在所有主要评价指标上表现更优，红树林的识别准确性和边界提取能力明显提升。应用分析也进一步验证了模型的泛化能力和应用潜力。研究成果可优化红树林的实时监测技术。

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2024年, 第23卷, 第3期　刊出日期：2024-09-19

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