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  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 20-19.
    随着高光谱传感器与无人机的集成,无人机高光谱遥感技术成为遥感领域的最重要的研究方向之一。相比于传统的卫星遥感技术,无人机遥感技术具有成本低、操作简单、高空间分辨率与高时间分辨率兼备的优势,且研究人员能够灵活地获取研究区的高光谱图像。高光谱传感器具有更多的光谱细节,无人机技术与高光谱技术的结合,为科研人员在遥感相关的研究工作提供了有效的技术手段,近些年来受到广泛关注。文章总结了无人机、传感器以及高光谱技术的特点及发展现状,并阐述了无人机高光谱遥感技术在飞行前的准备工作和对所采集到数据的处理工作。文章重点介绍了无人机高光谱遥感技术在水文、农林业、自然灾害以及海洋环境等领域的应用以及无人机携带的主要传感器类型与基本参数,并指出使用无人机高光谱技术目前存在的挑战、机遇与发展前景。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 1-0.
    星载微波散射计以高时空分辨率、全天候的观测能力,能实现多波段、多极化、多视角的海面观测,成为大面积获取高分辨率海面风场的重要手段,是全球海面风场观测资料最主要的卫星传感器,对其进行研究有着重要的意义。文章以星载微波散射计对风速和风向的反演为主线,全面而系统地探讨了国内外学者在海面风场反演方法方面的研究进展,涵盖了地球物理模型函数的演化、模糊解去除方案的优化以及神经网络算法和深度学习在海面风场遥感中的应用。这些内容不仅为海面风场反演技术的进一步发展提供了重要参考,也为未来海洋遥感领域的研究和应用提供了新的思路。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 32-31.
    实时人口数据对于城市规划、资源管理和社会的可持续发展等方面至关重要。为了有效提升现有基于地理大数据的人口估算方法,研究全面对比分析不同开放地理数据的人口模拟性能,并发展综合遥感与新兴社交媒体用户数据,以实现区县级人口的高精度快速估算。文章以中国各区县为试验区,运用多元线性回归及地理加权回归方法,全面评估各类地理遥感数据对我国人口模拟的性能,采用的数据包括腾讯位置服务(LBS)数据、高德兴趣点数据(POI)、夜间灯光遥感数据和基于遥感所得的土地利用/覆盖数据等。研究结果显示,在预估人口分布方面,腾讯定位数据与兴趣点数据比遥感所得的土地利用/覆盖数据和夜间灯光卫星数据都要好,人口模拟精度分别为816%、708%、688%和630%。文章进一步综合运用多源地理数据,可实现854%总体人口模拟精度,研究结果和发现可为我国人口相关政策提供数据和技术支撑。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 13-12.
    植被净初级生产力(NPP)是地表碳循环的重要组成部分,准确评估NPP对正确理解生态系统能量转化,评价生态系统健康情况具有重要意义。当前,已有研究分别从光能利用率、生态系统过程模拟、遥感数据驱动的角度对NPP评估开展了综述,但针对模型具体计算方法的研究综述仍值得进一步完善。文章依照气候生产力模型、生理生态过程模型和光能利用模型的划分思路,系统梳理了典型的NPP评估模型;重点关注各模型的结构与驱动参数,探讨分析了各模型的特点及适用性;针对模型发展存在的关键问题作出展望,探讨了未来研究的发展趋势,即需要融合多学科视角,发挥好对新型地观测技术的优势,进一步深化尺度转换的相关研究。
  • 地理科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 85-84.
    城市群协调发展是区域经济高质量发展的必然要求。从多元流视角探究中国城市群网络特征,对促进我国城市群协调发展具有重要意义。文章基于信息搜索指数、列车班次数据和百度迁徙指数,构建城市群信息、交通和人口网络,运用社会网络分析方法,分析中国19个城市群空间网络联系特征。研究发现:①从城市网络的规模特征来看,不同要素流下,19个城市群的网络规模排序差异不大,经济发展水平高的城市群网络规模越高。②城市群的要素联系具有层级性和差异性。信息网络以强联系为主,交通和人口以中等和弱强度的联系为主。空间格局上,信息网络呈现“钻石”型的空间格局,交通网络和人口网络的空间格局相似,呈现“两横三纵”格局。③从组团特征来看,城市群间信息联系最为紧密,交通联系和人口联系次之。地理邻近性对不同要素网络的影响程度不同,整体呈现人口网络>交通网络>信息网络的规律。④利用网络指标将识别出的城市群类型分为辐射型、虹吸型、平衡型和边缘型4种。在不同要素网络中,城市群的类型呈现出异质性特征。在信息网络中,东中西部城市群的网络特征明显,呈现出“东部城市群辐射型为主,西部城市虹吸型为主”的态势。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 37-36.
    基于NRTL-RK热力学方法,采用甲醇钠固体催化剂,使用AspenPlus对酯交换法异丙醇生产工艺进行模拟及节能优化设计。以年产五万吨异丙醇项目为基础,综合考虑反应平衡、后续分离难度以及原料成本等因素,使用反应精馏塔作为异丙醇合成反应器,塔釜出料为99.99wt%异丙醇。基于反应精馏塔塔顶流出物的热力学特点设计变压精馏系统,实现回收副产品醋酸甲酯与原料甲醇的目标。使用热泵精馏技术与双效精馏技术分别对反应精馏系统与变压精馏系统进行节能改造,装置分别节能为60.2%与43.9%,对换热网络能量进一步集成,最终能耗下降59.2%。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 25-24.
    药物分离/药物负载材料已成为药物可控释放及药物制备技术中的重要研究对象之一。为了从大量的已有材料中选取可高效负载药物的候选者并探索其负载机理,该研究从CoRE-MOF2019数据库中抽取了1000种MOFs材料,通过高通量计算探讨它们对布洛芬药物的吸附负载性能。首先,将MOFs的8种结构/能量描述符分别与MOFs对布洛芬药物分子的选择性(S)、吸附量(N)和两者权衡值(Trade-offbetweenS-IBU/N2S-IBUSandN)进行单变量分析,初步探索了不同描述符和3种性能指标之间的关系趋势。其次,采用随机S-IBU/N2S-IBU森林、极限梯度提升(ExtremeGradientBoosting,XGB)、梯度提升树、轻量梯度提升树、反向传播神经网络和支持向量回归6种机器学习算法,分别对8种描述符和3种性能评价标准(吸附选择性S、吸附量N和权衡S-IBU/N2S-IBU值TSN)进行大数据训练和挖掘,并建立定量关系。结果表明,6种ML算法的预测精度都是N>TSN>S-IBUS。对于S来说,XGB表现出最佳的预测效果(R2=083)。接着,基于XGB模型使用形状添加解释S-IBU/N2S-IBU/N2器(SHapleyAdditiveexplanation,SHAP)方法来解释和分析MOF描述符对性能指标的重要程度。MOF吸附过程中产生的总能量被认为是关键的影响因素,它与TSN和N都呈现正相关的趋势。最终,结合毒理学分析,S-IBU推荐和设计了一系列高性能MOF材料。文章从分子层面、高通量计算到大数据挖掘,系统地研究了布洛芬药物分子在MOF中的吸附运载机理,为药物运载材料提供了理论指导。
  • 计算机科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 76-75.
    在深度学习中,成员推理攻击是指对于任意给定的样本,推断其是否属于目标模型的训练数据集。由于训练数据集中包含隐私信息,对成员推理攻击进行防御属于重要的隐私保护问题。文章首先介绍了成员推理攻击的定义和造成攻击的原因;接着详细地介绍了现有的防御算法;最后提出防御方案,并描述防御方案的防御途径。与当下最先进的成员推理攻击防御措施相比,该方案在保护成员隐私和保护模型效用之间提供了最优越的权衡。文章对所使用的方案做了详细的解释,帮助研究者更好地理解成员推理攻击及其防御,为进一步降低训练数据集的隐私风险、更好地取得模型效用和隐私安全之间的平衡性,提供了一定的参考。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 1-16.
    自“大气十条”等政策实施以来,PM等颗粒物得到了较好的治理,而臭氧浓度却呈现上升趋势,已成2.5为中国继PM之后的重要污染物。由于高温会进一步催化和加剧臭氧的生成,为探究华南地区气温与臭氧浓2.5度的特征及两者的相互关系,文章利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA5再分析资料(ERA5-LandHourly)的温度数据和地面空气质量监测站点的臭氧浓度数据,探究了2015年和2020年华南地区气温与臭氧浓度的时空分布特征、影响关系及臭氧随沿海距离的变化情况。研究结果表明:①空间上,气温与臭氧浓度存在空间自相关性的特征和局部冷热点集聚的模式;时间上,两者存在季节性变化特征,夏秋高,冬春低。②气温与臭氧浓度呈正相关关系,其相关性在小时值尺度上最为显著,2015年和2020年的r分别为097和096。③臭氧浓度随沿海距离变化而变化,在距海岸线较近的区域(<50km),臭氧浓度较高且呈上升趋势;在10~50km区间出现波峰;在50~300km内呈现波动下降的趋势并出现波谷;在远海区(>300km)则重现上升趋势。④华南地区存在臭氧抑制现象,截断温度为28℃。文章通过探究华南地区气温与臭氧浓度的时空分布特征及两者的相关性,并探讨了沿海距离对臭氧浓度的影响,为华南地区臭氧防控和区域环境保护提供了参考。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 67-66.
    丛代数是代数学中的一个重要研究对象。它是一类以丛变量为生成元,并且满足某种突变规则的有理函数域中的一个交换子代数。关于秩为2的丛代数!(b,c)已经有了一些研究成果。特别地,当bc≤4时,!(b,c)是有限型丛代数和仿射型丛代数两种类型。现如今,丛代数在泊松几何、表示论、量子群等研究领域中起重要作用。文章研究一类特殊广义丛代数的代数结构,主要通过定义s(n≥1)来建立此类广义丛代数的乘n法公式,并由此证明所有的丛单项式xpxq(m∈!)和s(n≥1)组成的集合是此类广义丛代数的一组整基。mm+1n
  • 数学与统计学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 48-47.
    混料指数衰减模型在药物动力学和化学动力学中发挥着重要作用。不同于以往根据Taylor展开转化为线性模型进行研究的方法,文章基于R-最优设计的理论,运用非线性优化方法、盛金公式以及内点法等,推导出两衰减参数相等时该模型下的R-最优设计,同时给出了两衰减参数不等时R-最优设计的算法,并通过等价性定理验证了导出的设计是R-最优的。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 46-45.
    国土空间评价是推进国土空间高质量发展的基本要求,具有重要价值和意义。文章基于Citespace软件的知识图谱分析法,从基本理论、研究内容、评价指标和评价方法等方面梳理和归纳了中国国土空间评价研究现状:①2018年后国土空间评价发文量迅速增加,发文作者之间多为区域内合作,双评价、综合评价、三生空间等是研究热点;②研究内容聚焦于国土空间开发适宜性评价、资源环境承载力评价、国土空间发展潜力评价和生态环境敏感性评价,评价指标体系也围绕这4个方面构建;③评价方法具有多样性,适用于不同类型的国土空间评价。未来研究应从完善研究尺度、优化指标体系和提升评价技术三大方面展开,由此丰富国土空间评价研究的理论方法体系,以期为国土空间评价研究提供参考。
  • 心理学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 95-102.
    为考察大学生心理弹性的网络结构特征,比较第一代大学生和非第一代大学生的心理弹性网络差异,文章采用心理弹性量表对3017名大学生(2166名家庭第一代大学生和851名非第一代大学生)进行调查,使用网络分析方法进行网络模型构建、中心性分析和网络对比分析。结果表明:①大学生心理弹性网络结构中心性最高的条目是“我能实现自己的目标”;②第一代大学生与非第一代大学生心理弹性的网络结构和网络连接强度无显著差异;③在第一代大学生中,“不论结果怎样,我都会尽自己最大努力”是中心性最高的条目,在非第一代大学生中,“我认为自己是个强有力的人”是中心性最高的条目。因此,今后对大学生心理弹性干预可分类精准实施,将中心性最高的条目作为靶点分别对第一代大学生和非第一代大学生进行干预。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 72-77.
    文章主要利用二面体群D所有不可约复表示的张量积分解公式的递推关系,得到了D上的复表示nn环r(D)的伴随子环,通过研究伴随子环上不可分解的!-子双模,刻画了r(D)作为fusion环的泛阶化n+n结构。
  • 数学
    陈小鹏, 郭志明
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 21-32.
    登革热是由伊蚊传播登革病毒所引起的急性传染病,主要传播媒介是白纹伊蚊和埃及伊蚊。目前,控制登革热传播的一种可行的方法是释放携带Wolbachia氏菌的蚊子与野生蚊子产生CI效应,进而起到阻断疾病传播的目的。不同蚊虫之间的竞争机制会影响到释放携带Wolbachia蚊子的效果。为了探究埃及伊蚊和白纹伊蚊的种间竞争及交配对蚊子种群动态及其生态的影响,文章基于对白纹伊蚊与埃及伊蚊偏态的种间交配实验和最新研究结果,建立了一个两种群竞争模型来模拟埃及伊纹和白纹伊蚊的种群动力学行为,在不同条件下,证明了平凡平衡点、边界平衡点和正平衡点的全局渐近稳定性。文章的理论研究结果与文献中实验结果一致,即白纹伊蚊的高种间交配率和再交配率导致其在和埃及伊蚊的竞争繁衍中取得优势。了解这一机制将为预防控制媒介蚊虫以及后续制定感染 Wolbachia蚊子的释放策略来控制登革热的传播提供科学指引。
  • 新材料、新装备、新制造专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 1-0.
    随着机器人技术的普及,其在生活、工业和服务领域的应用广泛增加。在实际应用中,机器人执行加工作业任务时常受外部因素或系统误差影响,导致运动轨迹偏离预期路径,影响任务完成效果。文章旨在研究工业打磨机器人机械臂运动过程中因误差与物理因素偏离原定轨迹的问题,重点关注优化机械臂运动偏离距离补偿。研究包括使用局部加权法调整偏离距离,降低测量误差影响,同时提出物理影响函数,考虑转动惯量、动摩擦及离心力等物理条件因子对偏离距离影响。研究结果显示,打磨机器人机械臂加工圆角倒角时,偏离距离预补偿算法使偏离距离误差从初始未修正的约022~083mm减少至002~034mm,且偏离浮动幅度减少了约5246%,对提高打磨机器人工作效率和减少偏离误差具有重要意义。
  • 数学与统计学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 54-53.
    已有研究表明,基于高频数据的GARCH模型的拟极大指数似然估计可以提升估计精度,但鲜有研究就该估计量的性质推导其对应的检验统计量。文章基于高频数据的GARCH拟极大指数似然估计性质,提出一种portmanteauQ检验统计量,通过模拟验证了该检验统计量的理论正确性,并选取沪深300、中证500和上证50等3个指数进行了具体应用。结果显示,在模型充分时,文章提出的检验统计量的分布更近似理论推导的分布,优于基于低频数据的检验统计量结果,且由于包含高频信息,该统计量能更好地捕捉高频残差自相关性;而当低频残差自相关性时,即使相关性较弱,该统计量也能识别模型是否充分,对GARCH模型的阶数识别有一定效果。实证研究也表明,该检验统计量能对高频信息有效利用,具有一定的实用性。
  • 物理学
    黄玉春, 周艺轩, 郭康贤
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 41-49.
    以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为单体,通过自由基溶液聚合合成了丙烯酸酯共聚物分散剂P(BA-AA-HEA),并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征及分析。将P(BA-AA-HEA)应用于超细氢氧化铝粉体颗粒在环氧树脂基体的分散中,探究添加P(BA-AA-HEA)的添加量对氢氧化铝-环氧树脂复合材料的粘度、抗沉降、稳定性和剪切强度等系数的影响,并与市售Y016分散剂做对比。结果表明,P(BA-AA-HEA)和Y016分散剂都能使氢氧化铝粉体颗粒更容易分散在环氧树脂基体中,有效使氢氧化铝-环氧树脂复合材料更具有流动性,粘度降低了60%左右。同时,与市售Y016分散剂相比,采用P(BA-AA-HEA)制备的氢氧化铝-环氧树脂复合材料具有更好的抗沉降性能、稳定性和更高的剪切强度。具体来说,与Y016分散剂组相比,P(BA-AA-HEA)组在保持氢氧化铝-环氧树脂复合材料粘度在26 000 mPa·s左右的同时,还具有优异的氢氧化铝粉体颗粒抗沉降效果,如7天内无明显沉降;加入P(BA-AA-HEA)后,材料的剪切强度由9.246 MPa提高到11.617 MPa。本研究结果有望用于环氧树脂体系配方的工业化应用。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 26-35.
    卫星观测的对流层甲醛(HCHO)垂直柱浓度(VerticalColumnDensities,VCD)已成为研究区域挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)时空演变的重要手段。探索对流层HCHOVCD的时空演变对粤港澳大湾区乃至广东省PM和O污染协同控制具有重要意义。文章采用OMI(OzoneMonitoringInstrument)载2.53荷的Level2甲醛观测数据,通过自主开发的过采样算法实现2013—2022年粤港澳大湾区对流层HCHOVCD的公里级监测,并分别从自然源和人为源的角度分析大湾区对流层HCHOVCD的影响因素。研究发现,2013—2022年大湾区HCHOVCD总体呈升高趋势,2022年相比于2013年HCHOVCD增长了113%,低值主要分布在大湾区周边地势较高地区及沿海一带,高值主要分布在大湾区中部地区,以广州、佛山、东莞为高值中心区,还包括肇庆、惠州及江门部分地区;大湾区HCHOVCD均值表现出冬季<春季<秋季<夏季的周期性规律。肇庆、东莞、广州和佛山表现出冬季<春季<秋季<夏季,惠州表现出冬季<秋季<春季<夏季,沿海城市包括江门、中山、深圳、香港和珠海表现出冬季<春季<夏季<秋季;大湾区植被的增加对甲醛柱浓度的增长有正向贡献,但不太显著。夜间灯光辐射强度与对流层HCHOVCD的相关系数不高,而大湾区年度GDP与对流层HCHOVCD表现出显著的正相关关系,表明GDP的增长对对流层甲醛柱浓度的升高具有重要贡献。
  • 数学与统计学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(5): 69-68.
    自空间平均被创立以来,无论是在科研还是在实践中都得到了广泛的应用,并取得了一定的成果。空间平均中权重系数的估计问题一直是众多学者研究分析的课题。在缺失数据的情况下,空间平均是关于两个随机变量R=∑βsr以及S=∑βs的比率。文章假设在权重β已知的情况下,利用“Delta方法”推导了iiiiiiii用于估计真实空间平均的估计量r的平方偏差、方差和均方误差的近似公式,分析了估计量r的偏差以及方差来源,并给出最小化偏差的空间平均估计权重,最后将所得结果运用于全球氨氧化古菌相对丰度数据。
  • 数学
    周 权, 谢淑婷, 曾志康, 陈丽丽, 卢子冲
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 1-8.
    SM2签名算法是我国商用密码体系的重要组成部分,现已被广泛应用于多个领域。然而,私钥泄露的风险和签名的前向安全性问题仍然备受关注。对此,文章提出了一个基于SM2的可穿刺签名方案(SM2-PS),支持在密钥泄露的情况下保证历史签名的安全性。SM2-PS方案支持对任何特定部分的消息进行穿刺,且其密钥穿刺操作仅需一次从布隆过滤器中删除关键元素即可完成。在椭圆曲线离散对数问题假设下,SM2-PS方案是满足存在性不可伪造的。性能分析及对比表明,SM2-PS方案在密钥生成和签名验证上的计算效率分别提高了51.83%和94.43%,其签名长度仅为0.156 KB。
  • 数学
    吴丰桓, 唐春明
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 9-20.
    卷积是卷积神经网络的关键组成部分,其性能对网络的运行效率具有重要影响。目前对卷积的优化方法集中在计算速度和内存使用两方面。MEC算法是一种内存高效的卷积加速方法,将输入图像紧凑地排列为二维矩阵,降低中间矩阵的内存开销。然而,在处理大尺寸输入时,生成多个瘦高的二维分块矩阵,无法充分发挥矩阵乘法的峰值性能,导致计算效率下降。文章提出了一种基于三维分块矩阵的卷积优化算法CMEC:①采用三维窗口在原始图像上滑动获取数据,将输入和卷积核重新组织为三维中间矩阵;②并行计算输入分块矩阵与卷积核的三维矩阵乘法,利用高度优化的矩阵加速库提升计算速度;③将计算结果转换为标准的卷积输出形式。实验结果表明,与MEC算法相比,CMEC算法具有相同的中间矩阵内存使用,但是在CPU上计算单个卷积层的平均性能提升了61%,在GPU上性能最高提升71%,在多层卷积神经网络中至少获得56%的性能提升。
  • 物理学
    潘书生, 吴 悠
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 33-40.
    氨气检测涉及各种行业,可用于环境分析、空调压缩机、呼吸诊断分析、化肥工业等。氨气是环境和安全监测重点关注的对象,其相应的传感器显得尤为重要。目前,传统的氨气传感器检测速度已经得到一定的提升,但仍存在工作温度过高等不足,制备室温下快速检测氨气的传感器尤为必要。文章采用液相激光烧蚀的方法合成高氧空位的微纳米三氧化钨材料,用于高效的室温氨气传感器。该制备方法具有可控性好、纯度高、生产效率高和装置简单等优点,所获得的三氧化钨材料在室温下对氨气的响应度达到56%,优于同类型传感器的性能,有望应用于制作高性能的室温氨气传感器。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 58-65.
    反同态映射是使运算反序的映射,与同态映射扮演着相同的角色,在代数体系的结构和性质研究中极其重要。文章根据环同态映射的同构定理将反同态映射平行到环理论的结构中,给出了环反同态同构定理,以便能够挖掘出更多关于环的结构和性质的一些结论。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 17-25.
    三峡库区是我国滑坡发生的重灾区,大坝蓄水排洪加速了长江及其支流沿岸边坡活动,使得大量古滑坡被重新激活。宋家屋场滑坡发生于巴东县东渡口镇,文章通过收集2020年4月至2021年9月的15景ALOS-2/PALSAR-2影像来获取该滑坡的时序形变,并根据地层分布和滑移形态进行区域划分,着重分析滑移特征和成因。此外,通过统计稳定区域信息验证了形变结果的可靠性。结果表明:①宋家屋场滑坡监测期间呈现“上段-中段-下段”台阶式滑移,且偏向右侧发育,最大形变出现在中段右侧,速率达到-1939mm/yr;②通过剖面线和特征点提取,进一步解释滑坡形变的时空形态,发现阶梯式滑移与地层分布具有一致性;③利用Pearson相关性检验,认为滑坡整体滑移速率受到累积降水量和水位变化的共同影响。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 56-55.
    一般情况下,在布尔函数的研究中,给定一部分地址处Walsh谱值的集合A={(,a)|∈Fn,a∈iii2iZ,i=0,1,2,…,m-1},寻找满足在这些地址具有给定谱值的所有n元布尔函数是很困难的。但是如果给定的地址集合是一个向量子空间,则有简单的求解方法。文章给出一种WDC算法,求解具有子空间结构地址的Walsh谱值的所有n元布尔函数以及个数。该算法包括3方面的内容:①如何构造满足这些条件的n元布尔函数;②满足这些条件的n元布尔函数有多少个?③子空间地址上的谱值满足什么条件时,才能保证满足这些条件的n元布尔函数存在。另外,Bent函数是非线性度最高的布尔函数,具有非常好的密码学性质。文章利用WDC算法并借助计算机搜索,求解出所有的6元Bent函数,共有5425430528个。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 77-90.
    文章证明了在"2、"3中磁粘弹性演化模型解的局部存在唯一性。该模型由不可压缩的Navier-Stokes系统、变形梯度演化的正则化系统和磁化动力学的Landau-Lifshitz-Gilber系统组成。该方法依赖于用一系列扰动系统来逼近该系统。
  • 环境科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 95-101.
    内分泌干扰物由于化学结构稳定很难从废水中去除,其在水环境中持续的释放仍然是水处理中备受关注的难题。文章以藻类为原料合成的铜掺杂类石墨烯催化剂(Cu@IANC)构建了以Cu为中心的富电子区域和以C为中心的贫电子区域,在含有双酚A(BPA)和10mMHO的反应水溶液中,Cu@IANC对BPA的降解22呈现出优异的活性和稳定性。反应水溶液中,BPA通过π-π与氢键作用,在Cu@IANC表面的贫电子区域络合,同时HO在Cu@IANC表面的富电子区域吸附,由此,在Cu@IANC表面形成多点吸附模式。在这种吸附22模式下,BPA受Cu-π静电力的影响电子离域,并被HO捕获产生羟基自由基(·OH),生成的·OH游离在水溶22液中攻击BPA及其中间体。HO与Cu-π静电力在生物炭基类芬顿催化剂上的协同作用是有效降解内分泌干22扰物的低成本解决方案。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 47-57.
    为了提高催化剂催化氧化CO的催化活性,文章采用水热法和湿浸渍法制备了一批不同锰(Mn)负载量的xMn/CeO-L(纳米线)催化剂,考察了不同Mn负载量对铈基催化剂催化CO性能的影响。根据CO活性2评价可知,075Mn/CeO-L催化剂表现出最佳催化性能(T=129℃,T=179℃),相比CeO-L催化剂降低了250902约221℃和171℃,显著提高了铈基催化剂的CO催化活性。进行了X射线粉末衍射(XRD)、N吸脱附测定2(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)以及H升温还原程序(H-TPR)表征工作,结果显示075Mn/22CeO-L催化剂具有更高的氧空位含量,表明适量Mn负载量对CeO-L催化剂的氧空位具有提升作用。此外,22通过四探针法测试催化剂的电导率发现,催化剂的电导率与催化活性(R2(T)=0998和R2(T)=0998)以5090及氧空位(R2(I/I)=0999)之间均存在线性相关性,结果表明,对于纯CeO-L催化剂,负载Mn可以有效地DF2g2提高xMn/CeO-L催化剂的电导率,从而促进催化剂表面离子迁移速率,增强了xMn/CeO-L催化剂的催化活22性。该实验有利于机动车尾气处理系统实现低温高效催化,减少CO污染。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 66-71.
    文章研究八阶二面体群D复表示环r(D)的自同构群,计算r(D)的所有自同构,并证明r(D)的自4444同构群同构于三次对称群与二阶循环群的直积。
  • 电子与信息科学
    濮荣强, 黄 玮, 居水荣
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 50-55.
    量子行走得益于概率幅的叠加特性,可同时出现在多条路径中,使其能以平方式乃至指数级别的速度加速扩散所携带的量子信息。文章基于无向图G=(V,E)结构,从离散时间量子随机行走(Discrete Time Quantum Walk,DTQW)搜索算法特性出发,运用幺正变换的硬币算符与迁移算符,构建了DTQW搜索算法步骤框图,在此基础上,应用SKW搜索算法对4节点无向图中的标记节点态进行搜索,通过态塌缩的观测,实现以1/4概率化读取出目标节点。研究结果表明,当有n个足够大的量子系统,并保持彼此之间的强纠缠性时,量子随机行走可以过渡到经典随机行走。文章还详细讨论了DTQW搜索算法实现左右同移的二次加速搜索机制。
  • 新材料、新装备、新制造专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(4): 9-8.
    精密零件广泛应用于国防、医疗器械、航空航天、电子等产业,是实现“中国制造2025”宏伟蓝图的基础部件之一。然而,在精密零件的加工过程中,零件表面不可避免地会出现裂痕、点蚀表面、划痕等缺陷,导致零件质量和精度下降,进一步地影响设备性能和使用寿命。因此,零件表面缺陷的有效检测至关重要。为解决金属表面小目标缺陷漏检误检、精确度低的问题,文章设计了一种用于金属零件缺陷检测的改进YOLOv5s模型。首先,针对零件表面缺陷成像多为条纹状或点状特征、类型相对简单的特点,设计了一种轻量化的GhostC3模块,使用更少的参数,通过减少计算量生成特征图;其次,结合点蚀表面、轧制氧化皮等类型缺陷尺寸普遍偏小且分布不均匀的特点,设计一种基于双向特征金字塔网络BiFPN的Concat_BiFPN模块,充分利用BiFPN对不同尺度特征的融合能力,提高小目标检测的精度和稳定性;最后,充分利用SIoU(SpatialIntersectionoverUnionloss)惩罚函数同时考虑目标形状、空间关系的特点,更好地捕捉不同尺寸的目标在图像中的位置关系,从而提高目标位置的精确性。在NEU-DET数据集上的消融实验和对比实验表明,该方法在参数量大幅降低的情况下获得了更高的多类别平均精度。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 78-86.
    在物理工程中,由于材料的材质不同,存在一个材料由两种不同的材质组成,一个材料中不同区域的结构也会不一样。为此,文章探讨当一个材料中存在两种不同材质时,即求解两相椭圆偏微分方程的特征值问题。一维时,相当于常微分方程特征值问题;二维时,利用分离变量法把方程组变成一维的特征值问题。根据边界条件的特性,采用分块区域进行计算得出特征值和特征函数。
  • 计算机科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 87-94.
    在激光光软钎焊过程中,焊点温度的精确控制对焊接质量至关重要。现有的激光软钎焊的焊接温度控制基于比例积分微分Proportional-Integral-Derivative(PID)控制实现。传统的PID控制方法因其固定参数,无法有效应对钎料比热容和激光吸收率随温度变化的问题。在使用传统PID控制温度的过程中,降低了系统的响应速度和控制精度,实际输出的温度与目标温度的误差值偏大,输出功率波动也比较大。为此,文章提出了一种基于模型预测控制Model-Predictive-Control(MPC)的温度控制方法,通过利用过程模型预测未来的温度变化,能够动态调整控制参数,减少了PID面对温度变化时候的滞后或过冲问题。实验结果表明,MPC方法显著提升了焊点的温度控制精度,其温度误差方差值为PID控制的32%,最大绝对误差为PID控制的67%。这些改进有效提高了钎料的润湿性和流动性,改善了焊点的均匀性和焊接质量,显著提升了激光软钎焊的良品率。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 36-46.
    金属-有机框架材料(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)因其多样化的化学结构而在气体储存与分离、催化、药物储存和递送等领域展现出广泛的应用潜力。随着MOFs种类和应用领域的快速扩展,传统的实验方法和分子模拟已经无法在短时间内充分评估新MOFs的所有性能。考虑到MOFs的数量庞大,且伴随着它们结构和性能方面的巨大数据量,将机器学习方法整合到MOFs的设计和开发中无疑将带来巨大的好处。通过构建机器学习模型,可有效揭示MOFs复杂的结构-性能关系,加速性能预测和材料设计过程。文章汇总和分析了利用机器学习方法进行MOFs吸附与分离领域的研究概述:①讨论了适用于机器学习工作流程的各种MOFs数据库、特征描述符、算法以及评价指标。②探讨了机器学习如何助力高通量计算筛选,加速对气体在MOFs中的吸附与分离研究。③综合讨论了机器学习在辅助基于大数据的MOFs气体吸附分离存储计算模拟中所面临的机遇与挑战。通过本工作的全面综述和分析,机器学习与大数据挖掘方法可以被更好地理解和应用,以加速MOFs的设计和开发,为相关领域提供新的研究方向和技术支持。
  • 地理科学
    杜雨穆, 滕 丽
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 82-93.
    产业园作为一种有效的产业空间组织模式,对驱动区域经济增长具有特殊的作用。文章分析了珠三角111个产业园的基本特征,并分类型探讨了不同产业园对县域经济增长的作用机制。结果显示:①珠三角产业园的特征表现为:产业园建设有利于推动县域经济增长;但不同等级的产业园对县域经济的作用强度呈逐级递减趋势,依次为国家级、省级、重要级产业园。②不同创新水平的产业园拉动县域经济发展的机制各异,并解释为3种不同效应的结果:即乘数效应,集聚效应和溢出效应。创新水平低的产业园通过为县域提供就业所产生的区域乘数效应带动县域经济发展;创新水平高的产业园通过技术溢出效应拉动县域经济,但比较微弱;创新水平中等的产业园对本地资源的竞争所带来的负面效应与其对外溢出的正面效应相抵消而表现出没有明显作用。
  • 地理科学
    袁海威, 倪 杰, 邱 霓, 林港特, 王时宽, 郭铭彬, 龚建周
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 66-81.
    将生态系统服务价值的空间分布与连通性纳入考量,对关键区域进行生态网络的构建与优化,是提升区域景观结构的连通性以及生态系统整体功能的有效手段。目前,针对这一领域的研究仍显不足,文章基于PLUS-InVEST模型与“源地-廊道”范式,利用2000—2020年土地利用数据,对南岭山区未来生态系统服务价值进行核算,通过识别价值高值区,进而构建并优化南岭山区的生态网络。结果表明:在南岭山区总面积约11.4万km2的范围内,景观组成相对稳定,以林地为主导类型;该区域典型生态系统服务价值总体呈波动下降的趋势,预计到2030年达最低值;南岭山区的生态网络呈现出西密东疏的空间分布特征,生态源地呈团状分布,边缘地带较为割裂。文章从优先保护生态夹点和重点修复生态障碍点的目标出发,明确了生态网络优化的关键区域,研究成果为完善生态系统服务网络空间体系以及构建可持续的生态安全格局提供了研究支撑。
  • 管理科学
    陈 青, 张仁寿, 陈 刚, 张健斌
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 56-65.
    文章采用定性和定量实证研究方法对氢燃料电池汽车产业政策效应进行分析。为深度挖掘在政策了解度、政策适应度、政策实施效度、政策卷入度中,哪些是影响企业发展意愿的主要因素,运用SEM模型深入分析影响因素及其作用机理。研究发现:①政策实施效度是影响企业发展意愿的最主要直接因素,出台政策对企业发展有直接支持和影响效应;②企业对氢燃料电池产业政策出台的适应度并不乐观;③目前政府的扶持政策对企业支持效果并不理想;④企业对扶持政策的整体卷入度得分表现一般,企业的重视程度比理解程度卷入更深,企业对政策的理解度并不高,表示“非常理解”的占比仅为18.18%。综上,提出针对性对策等建议:政府应重点提升政策适应度和政策卷入度,即关注企业问题、优化政策合理性、及时调整政策导向和加强政策宣传导读等。
  • 健康地理专题(主持人:李颉)
    李颉, 张戈, 陈晓亮, 林煦丹
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 1-13.
    人民健康是社会文明进步的基础,是民族昌盛和国家富强的重要标志。党和国家把保障人民健康放在优先发展的战略位置,提出“健康中国”战略。2016年8月,中共中央政治局召开会议,审议通过《“健康中国2030”规划纲要》,对当前和今后一个时期更好保障人民健康作出了制度性安排,但目前从地理学角度对健康中国建设的理论阐释与实践路径研究还较为缺乏。文章从我国传统文化的视角出发,提出了健康中国建设的基本内涵,将人地关系、空间分析、区划理论作为地理学服务健康中国建设的核心理论基础,参考世界卫生组织制订的健康评价指标,以健康中国2030规划纲要为基础构建了包括健康状态、健康风险、健康服务、健康系统、健康生活5个维度的健康中国建设评估指标体系。据此,将我国健康中国建设的进展与联合国可持续发展目标对应进行了评价,对健康中国建设的地理学路径进行了探索。研究对因地制宜地做好健康中国建设的规划,充分体现建设的科学性、合理性、公平性具有积极的意义,为我国在规定的时间内完成纲要的目标,并达到联合国可持续发展目标和世界卫生组织的要求,实现全面提高人民群众健康水平的总目标提供科学依据。
  • 金属腐蚀与防护技术专题(主持人:廖伯凯)
    余海润, 陈硕硕, 廖伯凯, 董伟, 项腾飞
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 24-35.
    由环境因素导致工业设备、输电线路等出现低温结冰的现象是亟待解决的问题。近年来,超疏水防冰涂层发展迅速,但与此同时也暴露出不可忽视的弱点,在极端环境下超疏水表面微纳结构易与冰形成“互锁”现象,导致防冰性能衰减甚至消失。而具有光热效应的超疏水涂层能够在光照条件下迅速升温,“解锁”微纳结构与冰粘附,这类表面为防冰提供了一种新的研究思路。文章首先介绍了固体表面结冰机理,阐释了固体表面液滴的凝结行为,总结了不同种类光热材料与超疏水表面的制备方法,归纳了几类具有光热效应超疏水表面的性能与优势;最后,简要阐述了光热超疏水表面防冰机理,并指出了当下光热防冰超疏水表面的不足与未来研究方向的展望。