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关键词： 草原环境监测   物联网   LoRa   NB-IoT   LSTM  

摘要： 草原作为地球上最大的陆地生态系统,在保护生物多样性,防止水土流失以及气候调节等方面发挥着不可或缺的作用。由于超载放牧、过度采矿、自然环境变化等原因,草原沙化现象日益严重,破坏草原生态平衡。草原环境监测可为防治草原沙化提供决策,是保护草原环境重要的途径。传统监测方法大多需要工作者到现地勘探采集数据,费时费力且成本高,或因地域辽阔导致数据难以收集。如今物联网、云计算以及人工智能的发展,为草原环境监测系统的设计及实现提供了更智慧便捷的方案。本文基于物联网设计一套草原环境监测系统,该系统由感知层、网络层和应用层组成。感知层采用LoRa星型组网,传感器终端节点采集环境温湿度、风速风向、土壤温湿度等数据传输到网关;网络层的NB-Io T网关将数据上传到云服务器的My SQL数据库中进行存储,使用长短时记忆网络LSTM对采集的环境数据进行预测分析,使用Echarts对采集到的环境数据以及预测数据可视化。通过北斗定位模块采集监测区域内传感器终端节点的经纬度坐标,结合百度地图API,实现数据实时可视化操作,利用经纬度信息云端获取覆盖该区域的Sentinel-2A卫星影像,对监测区域计算归一化差分植被指数,分析草原植被覆盖度。上位机部分由WEB端和鸿蒙系统APP组成,负责数据的分析及展示。通过实验验证,本文设计的系统实时性强,数据获取精准,成本低且智能化程度高,能够有效分析草原环境,为草原沙化防治提供思路。

关键词： 路径规划   环境监测   粒子群算法   多无人机协同  

摘要： 随着社会工业化的脚步不断加快,在经济不断向前发展的同时,自然及人为导致的环境破坏也在频繁出现,故国家加大了对环境保护的重视力度。环境监测是及时发现环境污染并进行灾害防治的重要手段,采取何种方式进行有效监测逐渐成为工业界广受关注的研究热点。传统的环境监测方式主要依靠人工携带检测设备进行现场检测,这不仅效率低下,且工作人员的安全也得不到保障。而无人机由于其体积小,容易控制等优点被广泛得到应用,将无人机技术与环境监测相结合可以有效提升环境监测的效率,并且有效保障了工作人员的安全。考虑到使用无人机完成环境监测任务时能量消耗有限,路径越短则无人机消耗的能量越少,故合理的路径规划对于顺利完成环境监测任务起着至为关键的作用。综上所述,本文针对在环境监测中的多无人机协同路径规划问题,进行了如下的研究工作:(1)对多无人机路径规划应用于环境监测这一领域的研究背景、意义以及国内外的研究现状进行了适当的概括,并对无人机环境建模方式、在单无人机路径规划中即将使用到的算法以及多无人机任务分配方面的相关理论知识分别进行了阐述。以上介绍为后续单无人机三维路径规划和多机多目标点任务分配等工作提供了相关的理论知识。(2)针对单无人机三维路径规划问题,提出了一种改进粒子群混合优化算法。其在考虑路径长度代价、高度代价、碰撞代价以及转弯角与爬升角代价的基础上构建适应度函数,将粒子群算法与遗传算法以及和声搜索算法相结合,同时引入引力搜索算法中的加速度思想,设置了动态更新的学习因子与凹函数模型的动态惯性权重。将本文改进的算法与一些其他算法进行比较,仿真结果表明,无论是在简单环境还是在复杂环境下,本文改进的粒子群混合优化算法在路径长度、收敛速度、平均消耗时间以及稳定性等方面都具有显著的优势。(3)针对在环境监测中的多无人机任务分配问题,提出了一种改进的k-means聚类算法,其通过引入模糊c均值聚类算法和粒子群算法改进初始聚类中心以提高聚类质量。为了验证改进聚类算法的有效性,使用机器学习中的Iris和Wine数据集对其进行测试,设置对比实验将其与传统的k-means聚类算法和k-means++聚类算法进行比较,实验结果表明,改进的聚类算法在准确率与误差平方和这两个指标上较传统k-means聚类算法和k-means++聚类算法都取得了更好的效果。(4)针对多机任务分配结束后的路径规划问题,使用模拟退火算法进行任务点顺序序列的确定,采取单机路径规划中的改进粒子群混合优化算法进行避障,最终实现了多无人机组在完成避障及互相避免碰撞的基础上对每个任务点进行了有效的环境监测。将本文改进的k-means聚类算法应用在实际无人机仿真实验中,并将其与传统k-means聚类算法进行对比,仿真结果表明,无论是无人机飞行的总路径长度,还是执行完环境监测任务所花费的时间,本文改进的聚类算法较传统k-means聚类算法都更有优势。

关键词： 锌矿   锌浸出渣   石膏渣   可用作原料   固体废物   属性鉴别  

摘要： 对一例申报为“锌矿”的进口样品进行固体废物属性鉴别，并对其可用作原料的可行性进行了分析，以期为进口监管提供技术支撑。实验通过X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、超景深显微镜分析、矿物自动分析系统(MLA)、pH值及浸出毒性分析，并与相关文献资料对比溯源分析等多种技术手段，对样品进行外观形貌、结构组成、浸出毒性等特征的分析。结果表明：样品为潮湿的黄褐色粉末，放大观察发现含有明显的无色透明柱状物。样品主要含有硫、铁、锌、硅、钙、铅等元素，其中主要的含锌成分是闪锌矿、锌铁尖晶石、硅锌矿、锌锰矿以及硫酸锌(含铅),其他成分主要是硅胶、石膏、磁铁矿、石英等。浸出实验表明样品具有一定的浸出毒性，样品具有锌湿法冶炼浸出渣经中和处理得到的石膏渣的典型特征。对当前该类样品在国内的存量情况、处理处置措施、环境风险以及管理现状的分析表明，该类样品属于过剩的资源，不能有效利用并具有明确的环境风险，属于固体废物且为危险废物的范畴，暂不具有进口可用作原料的可行性。

关键词： 新工科   线上线下   实验实践教学体系建设   水污染控制工程  

摘要： 近年来，随着国家乃至世界范围内对环境保护的关注和环保产业的快速发展，社会和企业对环保技能型人才的需求也在与日俱增，倒逼着高校环境工程专业必须提高人才培养的质量，以此满足行业的内生需求。水污染控制工程课程是环境工程专业的一门主干学科，是一门综合性、实践性很强的课程。故此本文以水污染控制课程为例，提出开展线上线下实验实践教学的必要性，分析该课程实践教学体系的构成内容，对比线上与线下开展实验实践教学的效果及优劣势，以期可进一步认清新工科教育目标，为水污染控制工程课程的教学改革提供一些有益参考。

关键词： 龙芯处理器   环境监测设备  

摘要： 现阶段，城市环境污染表现出排放源多样、环境动力因素复杂、传播速度快等特点，由于缺乏有效手段对污染源进行快速准确的定位，区域大气污染的防治效率难以有效提升。这就需要相关部门加大无人机、无人船、移动机器人等移动式环境监测设备的研发力度，以加快实现精准实时的微尺度快速环境监测。本文中，笔者基于大气、水质、核辐射、危化品等多种场景的环境监测需求，自主研发了基于龙芯嵌入式处理器的移动式环境监测系列设备。此类设备能够挂载接入不同场景的传感器，并且具备对环境监测数据的本地处理、存储及回传功能，能够增强地方环保部门的应急监测和快速响应能力。

关键词： BIM技术   《工程制图》课程   创新能力  

摘要： 《工程制图》是建筑专业的基础课程，对培养学生的空间想象能力、绘图技能和工程认知能力具有重要作用。本文探讨了如何基于BIM技术对《工程制图》课程进行改革和建设，以适应行业需求和教学目标。本文首先分析了BIM技术的特点优势，以及在工程设计、施工和运维等各阶段的应用情况；然后阐述了BIM技术对《工程制图》课程的影响和启示，包括课程内容、教学方法、评价方式等方面；最后提出了基于BIM技术的《工程制图》课程建设的具体措施和建议，注重对学生BIM应用能力和创新能力的培养，以期为《工程制图》课程建设提供有益的参考方向。

关键词： 培训需求   人员培训   生态环境监测中心人员  

摘要： 当前,我国社会经济迅速发展,党的十九届五中全会明确提出二〇三五年美丽中国建设目标基本实现的远景目标和十四五时期生态文明建设实现新进步的新目标新任务,将绿色发展和生态环保要求体现到经济社会发展的各领域各方面,推动建设人与自然和谐共生的现代化。这对我国兰州生态环境监测中心人员的能力素质提出了更高的要求。生态环境监测工作需要面对更加复杂的环境,相应的工作难度也大幅度增加,因此,需要通过有效的人员培训来提高生态环境监测人员的工作能力。本文以兰州生态环境监测中心为研究对象,基于人员培训相关理论,通过对相关培训资料的收集整理,结合问卷调查的方式对兰州生态环境监测中心人员培训的实际情况进行了解,展开了针对性研究。通过研究发现兰州生态环境监测中心人员培训过程中存在较为严重的问题,包括培训理念落后,机制不完善,需求分析环节缺失,考核评估单一等。对此,本文结合所学并基于培训需求理论提出了优化建议,认为可以通过提高培训认知,明确培训需求、丰富培训方式、健全培训质量监督激励机制等方式进行优化。希望本文的研究能够对兰州生态环境监测人员培训工作的完善起到一定的积极作用。

关键词： 有机小分子荧光探针   活性氧   活性硫   生物成像   环境监测   食品检测  

摘要： 许多研究表明,细胞内氧化还原状态的维持涉及多条信号传导通路,包括活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和活性硫（Reactive sulfur species,RSS）的积极参与。它们之间的交叉反应在生理和病理过程中起着非常重要的作用。但由于ROS和RSS具有寿命短、反应活性高、瞬间转化等特点,开发能够原位监测生物系统中的ROS和RSS产生、分布、积累和动态波动的高效分析工具就尤为重要。近年来,荧光探针作为一种强大的检测工具,因其响应速度快、特异性好、分辨率高、组织穿透性强而备受关注。得益于这些优点,荧光探针成功应用于环境检测、体内成像、药物释放、生物传感等领域。因此,本论文中设计合成了三种基于不同反应机理的荧光探针用于检测ROS和RSS,并探究其优异的光物理性质及实际应用。本文主要研究内容如下:1)基于吩噻嗪-呫吨结构的荧光探针用于检测活细胞和环境水样中的HClO次氯酸（HClO）是一种重要的生物活性分子。偏离正常水平的HClO会影响机体的免疫系统和生理病理过程,从而导致许多疾病的发生。因此,发展一种快速灵敏的HClO检测方法是非常重要和必要的。在本项工作中提出了一种新型吩噻嗪-呫吨结构荧光团,该荧光团具有突出的HClO响应性和优异的可塑性。利用吩噻嗪-呫吨荧光团,设计合成了一种用于HClO痕量分析的“开启”型化学传感器PTZ-CHO。在HClO存在下,吩噻嗪上的硫原子被迅速氧化成亚砜,荧光显著增强（约100倍）。值得注意的是,PTZ-CHO中携带一个裸露的醛基,可进一步引入其他识别基团设计多功能探针;或扩大共轭结构,使探针的光谱红移。此外,PTZ-CHO还具有响应快、灵敏度高、特异性强、光稳定性好等优点。基于以上优点,这种独特的HClO响应传感器已成功应用于细胞和复杂环境水样中HClO的检测。2)可视化区分生物硫醇的多位点荧光探针用于牛血清样本中谷胱甘肽的检测生物硫醇主要包括半胱氨酸（Cysteine,Cys）、同型半胱氨酸（Homocysteine,Hcy）和谷胱甘肽（Glutathione,GSH）,它们在人体生理过程中起着重要作用。异常水平的生物硫醇可能会导致一系列的疾病,如肝脏损害、老年痴呆、癌症等。由于这三种生物硫醇在化学结构和反应性方面非常相似,因此使用单分子荧光探针来区分它们仍是一个巨大的挑战。该项工作中提出了一种基于吗啉环香豆素的具有两个潜在结合位点的近红外荧光探针,利用Cys、Hcy和GSH空间结构的差异,在不同的结合机制下产生不同的反应产物,导致体系的颜色和荧光信号发生不同的变化。值得注意的是,该探针可以利用肉眼可视化同时区分Cys、Hcy和GSH。此外,探针已成功的应用于牛血清中GSH的检测。3)结构改性的新型异佛尔酮荧光探针用于检测水环境和食品样品中的H2S硫化氢（H2S）对维持生物体的正常运转和稳定具有突出贡献,同时也存在于环境水样和变质的食品中。因此,发展一种高灵敏检测技术用于示踪H2S是很有前景和意义的。受此启发,该项工作通过引入溴原子设计并合成了一种新型的荧光探针SP-Br用于H2S的检测。SP-Br相较已报道的基于同一荧光母体的H2S探针,具有更长的荧光发射(λem=670 nm),更短的响应时间（3 min）,更低的检测限（149 n M）和更宽的检测范围（0-30 n M）。SP-Br可以发射出微弱的黄色荧光,在H2S的存在下,670 nm处的发射强度有明显增强。此外,SP-Br已成功应用于实际水样和啤酒等样品的监测中,在环境污染和食品质量分析等领域具有一定的发展前景和价值。

关键词： 建筑设计   厨房排风系统   噪声控制  

摘要： 本研究旨在对基于建筑设计的厨房排风系统噪声控制与优化策略进行研究。通过分析厨房排风系统的噪声来源和传播途径，探讨噪声控制原理，并提出相应的技术和策略。文章采用了结构设计、隔音材料应用以及风机优化等技术来控制厨房排风系统的噪声。通过对建筑结构的改良和隔音材料的选择和应用，降低噪声的传播和衰减；同时，通过改进风机的设计和性能，减少噪声的产生。试验设计采用了不同的噪声控制方案，并收集了相关的噪声数据和室内环境数据。结果分析显示，通过采用结构设计、隔音材料和风机优化等措施，可以显著降低厨房排风系统的噪声水平。

关键词： 学业水平测试   工程制图与识图   复习策略   绘图训练、模拟测试  

摘要： 中职学业水平测试是中职生跨入高等院校的一条重要途径，工程制图与识图是建筑类专业的一门重要基础学科。大部分学生对《工程制图与识图》的复习较为迷茫，因知识点较多，学生不易掌握。因此，为了提高复习效率，本文从要有良好的制图习惯、注重学生空间想象力的培养、重视绘图训练、做好每一套模拟题、试卷讲评讲究方法等方面进行了探讨。