近年来,各种半监督自训练方法在解决图像分类问题时取得了巨大进展,受到人们广泛关注。然而,即使是主流前沿的FixMatch方法,在模型训练过程中也会出现伪标签错误累积导致的训练不稳定和类别间极端性能失衡问题。为解决该问题,在现有FixMatch方法的基础上引入具有稳健性质的伽马散度,并提出基于伽马散度的半监督自训练方法。该方法将伽马散度以正则项的形式添加到训练模型的损失函数中,对错误记忆的伪标签进行纠偏处理。在人工添加污染的模拟数据集和CIFAR-10数据集上进行不同方法的对比实验,验证了GammaFixMatch方法处理伪标签错误累积问题的优越性。
在贝叶斯推断中常遇到的一个困难是似然函数难以评估或没有显式的表达式,这种情况被称为无似然贝叶斯问题,此时后验分布只能通过基于特定参数生成的样本来间接推断。无似然贝叶斯问题的主要挑战之一是如何在有限的样本生成次数内有效逼近后验分布,现有的计算方法包括近似贝叶斯计算、合成似然及贝叶斯优化等。Miller等(2022)提出了一种新的序贯比率估计方法,创新地将似然与证据比的估计转化为多分类问题,从而高效地推断后验分布。基于此方法,本研究进一步发展了一种基于校准核的比率估计新方法:校准比率后验推断方法,通过校准核为分类任务的样本赋予额外权重,增强了原方法的训练效率和性能。首先说明新方法的收敛性,随后通过数值实验验证了其在有限样本生成条件下在多个指标上对参数后验分布估计的准确度显著提高。
考虑一个销售多种可替代产品并提供相应免息消费信贷服务的公司,应用随机效用理论建立多项逻辑选择模型,并将消费者对免息信贷服务的反应纳入模型,分别在线性和非线性信贷服务成本结构下得到企业的最优免息期决策。研究发现,本质上可以将多产品最优问题转化成单一变量寻根问题,降低求解难度。有趣的是,消费信贷的最优免息期并不一定随着信贷服务成本的提升而缩减,也并不一定随着顾客对信贷服务偏好度的提升而增加。数值仿真表明,利润边际越大的产品,其对应的最优免息期也越长。为每个产品都提供专属的最优免息期方案整体利润均高于统一免息期方案,尤其是当企业的销售收入利用能力不强时,前一方案下的利润提升更加显著。
偏滤器材料的选择一直是核聚变领域的热门问题之一,近年来的实验结果表明,采用液态锂作为偏滤器中面对等离子体的材料不仅可以有效解决传统固体材料所面临的难题,还可以显著提升等离子体的约束性能。然而,液态锂在多数固体材料表面的润湿性和铺展性并不理想。鉴于此,采用第一性原理方法模拟计算锂原子在不锈钢表面的占位和扩散特性,分析镍、钨、铬、锰4种合金元素的影响。结果显示4种合金元素可以显著地改变锂原子在(100)晶面上的吸附能。在镍和钨元素周围,锂原子的吸附能随着距离的增加先增大后减小,表现出先吸引后排斥的效果;而在铬和锰元素周围,吸附能随着距离的增加单调降低,全程具有排斥作用。4种合金元素对锂原子的扩散行为具有类似的影响规律,对于镍和钨而言,锂原子在一定范围内具有向靠近合金元素的方向进行扩散的趋势,超过此范围后则更易向外移动;对于铬和锰而言,锂原子始终更易向外扩散。该结果有助于在微观尺度上更好地理解液态锂在不锈钢表面的润湿和铺展特性。
采用分子动力学方法模拟液态Li在α-铁(Fe)纳米通道中的Couette流动,分析三角形表面粗糙单元对液态Li在α-Fe (100)表面滑移特性的影响。结果表明三角形两侧角度对滑移长度的影响并不显著,但是存在一个临界角度,当三角形两侧角度超过该临界值时,液态Li会在三角形前侧形成微尺度旋涡,显著增加流动阻力,进而引起滑移长度的突然大幅下降;三角形高度对滑移长度具有更加显著的影响,且同样存在一个临界高度,只有当三角形高度超过临界值时才会形成旋涡,否则无论如何改变三角形的角度都不会在三角形附近形成旋涡;温度对于临界角度和临界高度都有一定的影响,随着温度的升高,临界角度和高度都呈下降趋势。
受叶脉等自然分叉结构的启发,采用数值模拟的方法研究分叉微通道换热器基本单元的对流换热情况。在固定第1级通道参数的基础上,改变分叉结构第2级通道的宽度,详细分析通道内的温度场以及流场,得到入口到第2级通道各个位置处的压降、对流换热系数和综合换热评价系数。结果显示,分叉结构起到增强流体扰动和打断并形成新流体边界层的作用,强化换热的同时也使得温度分布更均匀。在第2级流道1 mm以内,内部流动入口效应影响较大,当分叉后水力直径与分叉前水力直径比值为0.54时,综合换热评价系数最大;在第2级流道1 mm以外,当分叉后水力直径与分叉前水力直径比值为0.80时,综合换热评价系数最大。
基于密度泛函理论,在B3LYP/6-311G(d,p)等级下,对巯基乙酸分子进行几何优化,并在CAM-B3LYP/TZVP理论等级下,计算分子的前20个激发态。首先,计算获得分子的基态信息:当红外光谱波数小于1 856 cm-1时,分子的主要振动模式为弯曲振动;当红外光谱波数大于1 856 cm-1时,分子的主要振动模式为伸缩振动。其次,计算分子的前20个激发态,筛选出跃迁概率较大(振子强度大于0.05)的4个电子激发,并绘制紫外光谱图。最后,通过轨道对跃迁判断这4个电子激发的激发类型:S0→S10、S0→S11和S0→S13的激发类型为电荷转移激发; S0→S20的激发类型为局域激发。对巯基乙酸分子结构、光谱和能级特征的理论研究,可为其实验表征、毒理风险评估及降解机制研究提供理论依据。
以海岱地区为研究区域,广泛收集区域内先秦时期的人居聚落遗址点并建立数据库,结合SRTM DEM数据,利用ArcGIS 10.7软件对先秦时期(600~2.1 ka BP)9448处人居聚落遗址的高程、坡度、坡向、河流水系等地理因素进行分析,探索该区域内遗址点时空分布与地理环境的关系。结果表明:1)先秦时期海岱地区的人居聚落发展经历了一个高程上由高到低、地形上由山地至平地、空间分布上由少到多短期回落后再次增长的历史过程。2)各时期遗址点空间分布特征基本一致,主要分布于海拔0~150 m的高程区间,以0~50 m区间最为集中,并且均倾向于2°~15°的起伏坡度,以15°以内的平地至斜坡最为集中,且遗址点集中分布于平地(-1°)和东南至西南(112.5°~247.5°)的坡向区间。3)先秦时期海岱地区日常人居活动半径约为3~4 km,人居聚落选址与河流紧密相连。综合来看,地理环境对各时期遗址点的分布变化影响密切,也反映出先秦时期海岱先民对地理环境的空间认知与利用已具有较高水平。
基于故宫古建筑的时间特性和空间特征,结合风险管理理论,综合考虑致灾因子危险性、承灾体敏感性、损失控制性等因素,构建故宫古建筑火灾风险因子数据集。利用熵加权的TOPSIS算法构建古建筑火灾风险指数计算模型获取古建筑间的相对火灾风险,并基于2014—2019年月度故宫时空因子数据进行古建筑火灾风险评估。结果表明,故宫火灾综合风险指数分布在0.23~0.58,中轴线区域上的火灾综合风险高于其他分区且高风险等级的古建筑数量在7、8月最多;危险性和敏感性指数在中轴线区域以及西北和东北区较高,控制性指数在中轴线区域的中部和南部以及西北和东北区的中心区域较高,这分别意味着它们暴露于火灾的危险程度高,受到火灾扰动影响的程度大,但在受到火灾扰动后的响应和应对能力强。结合GIS形成的故宫单体古建筑的时间序列火灾综合风险地图,可以为相关部门制定古建筑火灾管理规划以及资源重点配置提供信息指导。
干旱和高温是常发的灾害性气候事件,可引发不同程度的经济损失。随着社会经济发展,其致灾性与社会经济条件叠加放大了灾害损失。聚焦1984—2021年中国高温干旱复合事件特征及经济损失,基于标准化方法构建干旱强度与灾害损失率关系模型,分析社会经济发展对干旱经济损失的影响,为干旱损失预估和区域防灾策略提供科学依据。结果显示,1984—1990年为干旱高发期,西南、黄淮中部和长江上游为主要干旱中心,经济损失尤为显著。原始损失随时间增加,而剔除人口和经济增长影响后的损失呈下降趋势,且与干旱时空分布高度一致。人口增长和经济发展是中国干旱经济损失显著增加的主要驱动因素,标准化处理能更准确反映干旱事件实际影响。
可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)是中国科学院于2021年11月5日成功发射升空的首颗地球科学卫星,旨在实现全球可持续发展目标,为人与自然相互作用的研究提供数据支撑。由于可见光对云层穿透性差,大量光学卫星遥感图像不可避免地受到云层干扰。因此,云掩膜生成是光学遥感处理系统中重要的处理步骤。而SDGSAT-1多光谱影像中缺少传统算法所需要的短波红外波段,传统的云掩膜生成算法难以适用。针对这一问题,提出一种基于改进模糊C均值(FCM)算法的云掩膜生成方法,以亮度、NDWI、NDVI和HOT等4个光谱特征作为输入变量,引入马氏距离,以K-means算法的结果作为初始聚类中心,最后执行FCM算法得到云掩膜。使用已公开的SDGSAT-1多光谱影像对该方法的性能进行验证,并与其他方法进行对比,实验结果表明,该方法的总体精度平均值为95.33%,相比其他方法更具优势。
作为中国北部地区的绿色生态屏障,呼伦贝尔草原生态环境的变化对区域乃至全国的生态平衡具有深远影响。基于长期MOD13Q1植被指数数据集及气象数据,构建具有动态适应性且对植被活跃季节敏感的植被覆盖指标gsNDVI。通过Theil-sen回归、Mann-Kendall方法结合Hurst指数,估算呼伦贝尔典型草原2000—2022年的植被变化趋势及未来发展趋势。同时,利用偏相关分析探究气候因素对植被变化的影响。结果表明:研究区多年平均gsNDVI值为0.39,空间分布上呈现东北高、西南低的特征;时间趋势上,gsNDVI均值总体呈缓慢增长趋势,但存在阶段性波动。大部分地区植被覆盖增加,但城市区域植被退化现象明显。偏相关分析的结果显示,降水是影响研究区植被覆盖变化的主要因素,草地对降水的响应最为敏感。同时,趋势分析和Hurst指数的耦合结果显示,呼伦贝尔未来将有部分地区植被趋势呈现反转,对该地区的生态环境保护带来一定挑战。
在联邦学习中,拜占庭节点可能精心操纵客户端模型更新,导致聚合后中心模型准确率下降、无法收敛或通信轮数增加。由于中心模型无法仅根据客户端更新进行鲁棒性聚合,因此需要可信任的参考梯度。为此,提出基于影子模型拜占庭鲁棒的联邦聚合方法。首先,中心服务器预先收集小规模可信影子数据集并训练得到影子模型,对比客户端模型与可信影子模型更新方向,累计恶意得分,从而标记恶意客户端;然后,中心服务器剔除恶意客户端更新并修剪得到可信梯度;最后,进行聚合,保证模型性能和效率。在多种模型架构和真实数据集中进行测试。结果表明,本方法在3个数据集中能够有效防御6种拜占庭节点攻击。
多模态模型在生成语言、视频和乐曲等任务上表现出极大的潜力,然而在面向丰富曲调要素的背景音乐生成任务上仍面临着情感一致性和专业引导等问题。本文提出多维交互引导和时间比例编码,在音乐表达复合词中嵌入情感标签、韵律密度和韵律强度,生成具有多维交互特性的音乐向量表示。设计具备视频与音乐的节奏和谐对应的影视配乐生成模型,并给出相应的非配对数据驱动的模型网络训练方法。提出的“创作者-观众”双视角评估策略,可以更全面地评估模型的交互性和配乐效果。实验结果表明,该模型在客观评价指标上提高20.6%,推断效率由0.125提升至14.370,并且在主观评价指标上也有明显优势。