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一种基于多模态AIS数据融合的深度学习模型,用于识别渔船的作业类型
海洋资源的无限制开发已经引发了严重的生态危机。作为渔业产业的主要载体,渔船在海洋渔业资源管理与生态保护中扮演着至关重要的角色。准确识别渔船的操作类型对于维持海洋生态平衡、打击非法、未报告和无监管(IUU)捕捞行为以及推动可持续渔业发展具有重要意义。然而,现有的基于自动识别系统(AIS)的识别方法在准确性方面受到固有矛盾的限制:多数类别的非捕捞数据在不同船只之间表现出高度的运动学一致性,而少数类别的捕捞数据由于渔具的差异,显示出显著的异质性,这使得模型在区分不同操作类型时面临较大挑战。因此,本文提出了一种名为MM-FishingNet的多模态自适应识别模型,该模型将时间-频率特征与轨迹图像相结合
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-15
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基于自然的河流三角洲洪水风险缓解措施,在上游地区种植并均匀分布的红树林时最为有效
全球气候变化正导致河流三角洲的洪水风险不断上升,而这些区域往往集中了全球大量的人口和经济活动。在热带三角洲,自然湿地如红树林的保护和恢复被视为一种可持续的补充手段,用于增强传统的、昂贵的水利工程在应对极端水位方面的效果。然而,目前我们缺乏基于科学的指导,来明确在三角洲的哪些区域应优先进行红树林的保护和恢复,以最大程度地缓解极端水位的影响,而哪些区域的红树林转变为人类用地对洪水风险的影响相对较小。本文通过应用一个二维的水动力模型,以一个具有复杂几何结构的现实三角洲案例为基础,详细分析了红树林和水产养殖用地的空间分布对极端水位传播的影响,从而为三角洲地区的空间规划提供了科学依据。红树林在沿海低洼地
来源:Ocean & Coastal Management
时间:2025-10-15
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基于空气动力学-流体动力学-伺服弹性-地震耦合方法对TLP浮式海上风力涡轮机动态响应的研究
随着全球对低碳能源系统的关注日益增加,风能作为可再生能源的重要组成部分,正在成为推动可持续发展的重要力量。特别是在海洋环境中,海上风电技术因其稳定的风资源和较高的发电效率而备受瞩目。然而,海上浮动风力发电机(Floating Offshore Wind Turbines, FOWTs)在复杂的海洋条件下运行时,面临着诸多动态挑战。这些挑战不仅包括风力、波浪等常规环境因素,还涉及地震等突发性灾害的影响。因此,准确预测FOWTs在多变海洋环境中的动态响应,对于确保其安全性和可靠性至关重要。海上浮动风力发电机的结构系统对环境因素极为敏感,这些因素包括风速、波浪高度、洋流以及海底地质条件等。这些外部力
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-15
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综述:极端动态环境下的海洋观测用海洋机器人研究:综述
在当今全球气候变化的背景下,台风作为一种极端动态海洋现象,其影响范围和破坏力日益显著。台风不仅对沿海地区的经济和社会造成巨大损失,还可能引发严重的自然灾害,如洪水、风暴潮和海浪冲击等。随着全球人口的增长和沿海城市的扩展,台风灾害的潜在威胁也在不断增加。因此,提升台风监测和预测的准确性变得尤为迫切。在这一过程中,海洋机器人技术的应用为台风观测提供了新的可能性,突破了传统方法在数据获取、安全性和环境适应性方面的局限。海洋机器人技术的发展,使得科学家能够在极端天气条件下获取更为全面和精准的海洋数据。相比传统的气象观测手段,如卫星遥感、气象气球和地面观测站,海洋机器人具备更强的机动性,能够深入台风路径
来源:Ocean Engineering
时间:2025-10-15
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纳米拓扑结构驱动的人类真皮成纤维细胞在喷墨打印的层次化结构半圆盘上的粘附形态变化
随着物联网(IoT)和柔性可穿戴技术的快速发展,对小型化、可持续且自供电传感器的需求日益增长。自供电传感技术能够将环境刺激,如温度、湿度和机械力,直接转化为电信号,无需外部电源支持。这一特性使得自供电传感器在多种应用场景中展现出巨大潜力,包括可穿戴设备、工业监测和环境感知。然而,传统能源采集材料往往存在生物相容性差、机械适应性低和规模化生产困难等问题,限制了其在柔性设备和智能传感领域的广泛应用。相比之下,基于生物质的聚合物(如纤维素、壳聚糖、丝蛋白和海藻酸)因其天然丰富、可降解、环保性和可调的纳米结构,逐渐成为下一代自供电传感器的理想平台。这些生物聚合物不仅能够通过摩擦电效应和湿度诱导机制独立
来源:Materials Chemistry and Physics: Sustainability and Energy
时间:2025-10-15
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通过球磨诱导机械应变来发挥CaCu₃Ti₄O₁₂亚微米颗粒的催化活性
本研究探讨了一种利用行星式球磨技术降解甲基蓝(MB)染料的新方法,其中采用了CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)纳米颗粒作为催化剂。这项工作不仅展示了球磨辅助的机械催化过程在去除MB染料方面的有效性,还强调了CCTO纳米颗粒在该过程中的独特作用。通过系统的参数分析,研究者评估了多种因素对降解效率的影响,包括初始染料浓度、催化剂用量、球磨球数量以及球磨机的转速。实验结果表明,在转速为400转每分钟(rpm)时,可以达到最高的降解效率,而在初始染料浓度为5毫克每升(mg/L)的情况下,降解效率则更高。此外,使用15个锆球可以实现92%的降解,而催化剂用量为300毫克时,在一小时内也能达到89%的降解
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-10-15
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分数注意力熵与增强的内在时间尺度分解技术:用于鲁棒的水下目标信号检测
在水下目标信号检测领域,由于海洋噪声的复杂性和信号特征的时间变化性,这一任务始终面临巨大的挑战。水下环境的特殊性导致了信号传播过程中的多路径干扰、时变衰减以及环境噪声的干扰,这些因素共同作用,使得传统方法在提取和识别目标信号时表现不佳。本文提出了一种结合分数注意力熵(FAE)和增强型本征时间尺度分解(EITD)的混合框架,旨在提升信号特征提取的鲁棒性。通过这种方法,实现了对六种船体目标的识别,平均准确率达到98.86%。相较于传统的本征时间尺度分解(ITD)和分散熵(DispEn),该方法在识别准确率上提升了19.05%。此外,使用概率神经网络(PNN)进行实现时,DT分类器在有限训练样本的情
来源:Journal of Ocean Engineering and Science
时间:2025-10-15
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通过引入因果滞后感知机制和多尺度融合技术来提升Transformer模型中的径流预测能力
在水文水资源管理领域,径流预测是一项至关重要的任务。它不仅关系到水资源的合理配置和利用,还对洪水预警、气候变化研究和环境保护具有深远的影响。随着环境变化的加剧以及人类活动的增加,流域内的径流过程和相关水文系统发生了显著变化,使得径流预测面临更高的复杂性和不确定性。因此,探索更为先进和高效的预测方法成为研究的热点。近年来,Transformer模型因其强大的序列建模能力,在径流预测领域展现出巨大的潜力。与传统的循环神经网络(RNN)和长短时记忆网络(LSTM)相比,Transformer模型通过自注意力机制能够直接建模序列中任意两个位置之间的全局依赖关系,从而避免了梯度消失的问题,并显著提高了计
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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优化级联水库的多目标运行,在洪水来临前的水位下降期间提升水力发电量并满足鱼类产卵需求,实现两者之间的协同效应
在水文与生态管理领域,水库的建设和运行显著改变了河流的流态,导致河流网络的碎片化,并对河流生态功能造成不利影响,尤其是鱼类繁殖活动。针对这一问题,研究人员提出了一种新的“预洪水多目标抽水调度”(PFMODO)框架,旨在通过结合水流变化的动态性,优化生态目标与水文目标的协同效益,以实现生态效益与发电效益的平衡。该研究聚焦于中国金沙江中游区域,这是多个大型水库的所在地,这些水库的运行对鱼类繁殖条件产生了深远影响。研究人员发现,这些水库的抽水调度可以在不同水文条件下,为鱼类繁殖创造适宜的流态,从而提高生态效益和发电效益。这一研究为环境管理者和决策者提供了科学依据,以实现可持续的水资源管理。在过去的几
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-10-15
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2001–2022年间中国蒸散作用的时空变化及其驱动因素
本研究通过整合三种主流的遥感蒸散发(ET)产品,并结合中国20个通量观测站的月度数据,对ET的变化趋势及其驱动机制进行了系统性评估。研究结果揭示了中国ET变化的复杂性,并为理解ET的非线性影响提供了科学依据。以下是对研究内容的详细解读。### 中国蒸散发的背景与重要性蒸散发是地表与大气之间水和能量交换的关键过程,主要包括植被蒸腾、冠层截留蒸发以及土壤蒸发。在气候变化背景下,蒸散发的变化不仅反映了生态系统水循环的动态,还对区域的水热平衡和碳循环产生重要影响。此外,随着全球变暖,气候和植被因素的交互作用使得ET的变化趋势更加复杂。因此,准确监测ET的变化特征及其驱动机制对于理解气候变化及其影响以及
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-10-15
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综述:遥感技术在河流阻塞研究中的应用:结合大型语言模型的文献计量分析
近年来,河流障碍物的研究受到了越来越多的关注,因为它们对水文、水质和生态系统产生了深远的影响。有效的监测和管理策略对于减轻这些影响至关重要。随着遥感技术的快速发展,研究人员能够更高效、更广泛地收集和分析数据,从而揭示障碍物对河流系统的影响。然而,面对日益增长的文献数量,传统的文献综述方法显得力不从心,难以及时捕捉到研究的热点和发展趋势。因此,本研究采用了一种结合文献计量分析和大型语言模型(LLMs)的新方法,旨在全面回顾遥感技术在河流障碍物研究中的应用,并为未来的科研方向提供新的视角。研究发现,自2010年以来,相关文献数量显著上升,这表明随着技术的进步和对河流生态问题认识的加深,研究兴趣和关
来源:Journal of Hydrology X
时间:2025-10-15
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一种基于规则的方法,用于评估跨州河流流域的水资源治理体系
在当今的“人类世”时代,全球气候变化和对水资源日益增长的经济社会需求促使各国致力于建立可持续的流域水治理体系。然而,在跨越多个州或省的次国家级国际河流流域中,构建高效且有效的水治理体系是一项极具挑战性的任务。这些挑战不仅源于各国在水资源管理方面的政策差异,还与政策协调的复杂性密切相关。在这些流域中,由于各州或省拥有各自独立的水资源政策、法规和规定,政策协调往往成为治理过程中的一大难题。此外,流域内不同利益相关者的合作也是成功治理的关键因素,然而近年来,气候变化的加剧和经济发展的推动使得流域内水资源竞争愈发激烈,进一步增加了各州之间合作的难度。在此背景下,中央或联邦政府通常被期望在促进流域内州际
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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2020年长江流域极端降水事件对陆地碳汇的影响及其恢复过程
全球气候变化背景下,极端降水对陆地碳汇的影响日益受到关注。近年来,随着气候变化的加剧,极端天气事件的发生频率和强度都有所上升,特别是在水循环加强的背景下,降水的平均量和分布模式也发生了显著变化。极端降水不仅对自然生态系统产生影响,还对人类社会和经济活动带来挑战。本文旨在探讨2020年夏季长江中下游地区(YRV)发生的破纪录强降水事件对陆地碳汇动态的影响,以及其背后的驱动机制。长江中下游地区是中国重要的工业和农业区域,同时也是人口密集的地区。该地区夏季的梅雨季节通常会带来大量的降水,占全年夏季降水的45%左右。在过去的几十年中,该地区经历了多次极端的梅雨事件,这些事件对生态环境造成了严重影响。例
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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基于混合高斯过程回归的和谐度评估,在水-土地-能源-食物-碳排放耦合系统中
本研究聚焦于中国黑龙江省这一重要的粮食生产基地,探索农业系统中生产要素与外部环境之间的和谐关系。黑龙江省地处中国东北,拥有丰富的自然资源和独特的地理环境,其农业发展对全国粮食安全具有重要意义。然而,随着社会经济的快速发展和全球气候变化的加剧,农业系统内部各要素之间的协调性面临严峻挑战。本文提出了一种基于“重要性-独立性”双重标准的指标筛选方法,构建了一个科学严谨的农业系统和谐度评价体系,并结合改进的高斯过程回归模型(AOA-L-BFGS-GPR)对黑龙江省WLEFC(水-土地-能源-粮食-碳排放)耦合系统的和谐度进行了定量分析。此外,通过情景分析,评估了不同共享社会经济路径(SSP)下系统和谐
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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一种用于增强型GRACE地下水对比分析的多目标比较框架
地下水监测对于可持续的水资源管理至关重要,特别是在气候变化和人类活动日益加剧的背景下。然而,尽管重力恢复与气候实验(GRACE)卫星在监测陆地水储量异常(GRACE-TWSA)方面取得了显著进展,但要从这些数据中准确提取代表性的地下水信号(GRACE-GWA)仍然是一个挑战。这是因为GRACE-TWSA中包含其他水预算组成部分的不确定性,这些组成部分对于分离地下水信号至关重要。尽管多模型方法可以用来处理这些不确定性,但目前缺乏系统性的框架来客观地比较和约束多模型结果与实际地下水观测数据。为了解决这一问题,我们应用了一个多目标比较框架,利用纳什-苏特cliffe效率(NSE)和金林-古普塔效率(
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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层间裂隙对喀斯特坡地径流特性的影响:来自模拟降雨实验的见解
在喀斯特地貌的坡地环境中,土壤层通常较薄,地下水与地表水之间的水文响应迅速,这些特征导致了复杂的径流行为。以往的研究多关注地表径流、土壤-上层喀斯特界面径流以及上层喀斯特径流,但对岩层间横向溶解裂隙(即所谓的“层间裂隙”ISFs)对径流过程的影响却鲜有深入探讨。本研究通过室内控制实验模拟了ISFs的数量和厚度,并系统分析了其对喀斯特坡地径流过程的影响。实验结果表明,在没有ISFs的情况下,垂直溶解裂隙径流(VSFR)占总径流的35%至52%,是主要的径流组成部分。然而,随着ISFs数量的增加,层间裂隙径流(ISFR)逐渐成为主导的径流形式,其占比可达到20%至78%,同时地表径流的产生时间被显
来源:Journal of Hydro-environment Research
时间:2025-10-15
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综述:关于回收废旧锂离子电池以控制环境污染物的基础研究
研究团队由来自中国河海大学的多位科学家组成,他们聚焦于气候变化引发的极端干旱事件对湿地生态系统中碳氮循环的影响,尤其是与厌氧甲烷氧化(DAMO)过程相关的微生物机制。通过在鄱阳湖沿岸湿地采集夏季极端干旱(FD)和冬季干旱期间的土壤样本,研究揭示了DAMO过程在不同干旱条件下的动态变化及其对温室气体减排的潜在贡献。研究还利用静态气室法和稳定同位素技术测定现场甲烷通量,并通过定量PCR、高通量测序和宏基因组测序等手段分析DAMO古菌和细菌群落的丰度、组成和代谢途径。这些方法为理解极端气候事件对湿地生态系统中碳氮耦合过程的影响提供了新的视角。甲烷是一种重要的温室气体,其全球变暖潜力是二氧化碳的34倍
来源:Journal of Environmental Radioactivity
时间:2025-10-15
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协同利用乙酸和丁酸能够提高高底物负荷下Clostridium kluyveri CICC 24509菌株产生的己酸产量
张宇彤|陈川|王雪婷|邢德峰|任楠琦|赵雷中国哈尔滨工业大学环境学院,城市-农村水资源与环境国家重点实验室,污泥安全处置与资源化国家工程研究中心,哈尔滨,150000摘要微生物链延长是一种将低价值废物流转化为有价值化学品(如己酸)的循环经济策略。然而,实现其全部潜力受到一些挑战的阻碍,包括微生物对工业相关高底物浓度的耐受性有限以及电子供体-受体利用效率不高。本研究通过评估一种先前未被表征的链延长菌株Clostridium kluyveri CICC 24509在高底物条件下的表现来应对这些限制,其中乙醇被用作电子供体。我们系统地研究了乙醇浓度、总碳负荷(高达1370 mM C)和电子受体组成的
来源:Journal of Environmental Radioactivity
时间:2025-10-15
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不同影响的驱动因素:基于Bewley模型的经合组织能源与贸易动态分析
本研究聚焦于一种基于蒽醌-2-磺酸(AQS)的周期性开/关策略,旨在解决零价铁(ZVI)基脱氮工艺在长期运行中导致的污泥表面钝化问题。在当前的污水处理技术中,硝酸盐污染是全球水体质量面临的重要挑战之一,对水生生态系统和人类活动产生了深远影响。尤其在处理低碳氮比(C/N)废水时,传统异养脱氮工艺通常需要额外添加有机碳源,这不仅增加了经济成本,还导致了大量温室气体的排放,与碳中和目标相悖。相比之下,自养脱氮工艺利用无机电子供体(如氢气、硫化物、铁基材料)进行硝酸盐还原,能够有效解决低C/N废水处理中的碳源不足问题,同时更环保。零价铁因其来源广泛、安全性高、无毒等特性,在无机材料中备受关注。其高密度
来源:Journal of Environmental Radioactivity
时间:2025-10-15
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通过生物膜工程改造的亚硝酸盐传输通道,将COMAMOX(一种硝化细菌)与ANAMOX(另一种硝化细菌)连接起来,从而实现了低浓度市政污水中的自养氮去除过程
这项研究聚焦于完全氨氧化菌(comammox)与厌氧氨氧化菌(anammox)的协同作用,探索其在污水处理中的应用潜力。comammox的发现颠覆了传统对硝化过程的认知,揭示了氮循环中被忽视的路径。这些微生物在污水处理系统中的存在,不仅改变了我们对硝化反应机制的理解,还为实现更高效的氮去除提供了新的思路。通过构建一个完全自养的生物膜系统,研究者成功地将comammox驱动的部分硝化与anammox过程结合在一起,从而提高了系统的整体处理能力。在实验中,研究团队采用了一种小型的序批式生物膜反应器(SBBR)进行操作,该反应器的工作体积为10.0升,水交换比例为1:2。生物膜载体选用了具有高生物亲
来源:Journal of Environmental Radioactivity
时间:2025-10-15