针对多代户家庭的人工人口生成方法研究

人工人口是城市生物事件脆弱性评估的基础。由于我国家庭存在多代同居的独特传统,家庭成员结构复杂,所以针对西方家庭提出的传统人工人口生成方法并不适用于我国,须建立新的生成方法。我们在重点分析个体母子关系和夫妻关系的基础上,提出了一种解决复杂多代户家庭的人工人口生成方法。该方法无需样本数据,可同时对个体层面和家庭层面的属性分布进行较好的拟合,实验结果显示该方法能够保证多代户家庭成员结构的合理性。     

水平潜流人工湿地模型

人工湿地作为一种新型的处理技术,在水污染控制与水环境修复中具有重要的作用和广阔的应用前景.人工湿地处理工程数量的增多和日趋严格的水质标准促进了其设计手段的进步.本文从水动力学、污染物降解动力学和参数的不确定性3方面入手,系统回顾、评价了水平潜流人工湿地的设计模型,包括负荷法、衰减方程、一级k-C*模型及其若干改进型模型和动态机理模型.在比较上述模型的建立依据和方法的基础上,分析水平潜流人工湿地模型发展的内在关系,指出在工程设计中应用各类模型时需要考虑的主要事项,并对该领域的发展方向进行了展望.     

人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题

人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术方式．然而,湿地污水处理技术在性能上仍须有待发展与完善,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化．本文针对人工湿地污水处理工程中有关水力停留时间、水传导因素、表面负荷率和工程构筑物设计等技术参数,概括性地剖析、探讨了国内外人工湿地污水处理工艺的设计关键及其主要技术内涵,给出了一些重要的优化模型与最佳数值;与此同时,分析、提出了利用生态学方法克服人工湿地工程运行中所涉及的野生生物管理与蚊蝇控制等问题。     

基于Faster R-CNN的对虾生长性状表型高通量测定技术的建立及应用

为提高对虾外部生长性状表型数据的获取效率,利用拍照获得的对虾外部表型照片,采用基于区域生成网络RPN(Region Proposal Networks)的Faster R-CNN(Faster Region-convolutional neural networks)深度学习神经网络,通过对8400张对虾表型照片的学习和训练,构建了快速识别对虾全长并输出位置信息的模型。该模型可识别图片中的对虾并以识别框的形式表示出具体的位置。对于不同角度拍摄的对虾,模型生成识别框的长度或对角线长度与人工测量的对虾全长之间呈高度相关。研究以此建立了对虾全长性状表型数据高通量测定技术,该技术的建立可以在对虾生长性状表型数据测定中节省人工测量的时间,提高了对虾全基因组选择育种的效率。此外,该模型的建立也为对虾头胸部长度及不同体节长度等其他外部表型数据的测定提供了新的思路,为对虾生长性状表型组的建立奠定了重要基础。     

基于CT数据的颌骨支架材料有限元分析及3D打印模型研究

本研究基于CT数据对颌骨支架材料进行有限元分析及3D打印模型研究,为了进一步确定CT技术与3D打印技术在骨组织构建工程的可行性,同时探讨构建骨组织支架材料工程的技术问题,本研究利用骨缺损区域的CT数据进行三维构建,对武汉市第一医院颌面外科颌骨囊肿患者的颌骨缺损区进行CT扫描,再将DICOM数据导入Mimics中,根据CT数据对颌骨缺损部分进行三维建模。支架材料内部形态基于Pro/E软件设计3种不同的支架-立方体结构、蜂窝结构、仿生骨结构。设置支架材料负载为90 N,泊松比为0.3,弹性模量为11 Gpa,地面为完全约束,对支架结构的形变及应力进行有限元分析。构建的支架结构导入Magics中,输出STL格式,连接3D打印机制备支架的三维模型实体模型。本实验发现:(1)使用3D打印技术制得三种支架实体模型,支架材料模型外部形态和颌骨骨缺损区内部结构高度匹配。(2)分别对三种支架模型结构进行有限元分析,分析符合要求。(3)基于布尔运算对支架模型的外部形态同骨缺损区进行匹配。基于CT数据,计算机辅助设计及Mimics三维软件,重建三维模型,利用3D打印技术制造支架实体模型。有限元分析的表明,在同等条件下,立方体结构的支架具有较好的力学性能。     

科尔沁沙地东部农牧交错带土地承载力研究--以科尔沁左翼后旗为例

科尔沁左翼后旗位于科尔沁沙地东部农牧交错带,生态环境复杂、脆弱,资源、人口和环境的协调发展至关重要,其土地承载力状况是协调三者关系的重要依据。本文应用系统动力学原理,以1995年为起始年份建立了系统动力学模型(SD模型),包括人口、土地资源、种植业、林业、畜牧业、渔业和消费等7个子系统。选择3种人口增长速度和3种营养水平组成9种方案,通过模型的运行预测了科左后旗未来50年人口的动态变化和最大土地资源承载力,并对1995—2000年实际的人口发展状况和生态状况进行了讨论。研究显示,科左后旗土地承载力46．7l—74．5l万人,不同的方案达到最大承载力的时间不同,指出控制人口增长是实现经济环境协调发展的必要条件,科左后旗的实际人口增长控制较好,现有的环境问题是不合理的开发活动造成的。     

景观空间动态模型研究现状和应重点解决的问题

分析了景观空间动态模型研究的现状及今后的重点发展方向。论文重点介绍了随机景观模型、邻域规则模型和景观过程模型(包括渗透模型、个体行为模型和空间生态系统模型)3类景观空间模型的发展现状、存在的主要问题以及对这些模型途径进行完善的有关工作,并从确证性分析、有效性分析与敏感性分析等3个方面阐述了模型检验技术的发展现状。最后,总结了未来景观空间动态模型发展中应重点解决的主要问题,即模型算法的优化、尺度转换、模型的复杂化与简化、模型检验与评价,通用模型的建立以及传统模型与社会经济因素衔接问题。     

基因组编辑技术研究新进展

基因组编辑是一种针对目的基因组进行定点改造的技术,其主要方法是通过对目的基因组的改造,从而达到对未知功能基因进行研究和基因治疗的目的。人工核酸内切酶介导的基因组编辑技术是目前应用前景最为广泛的技术,其包括ZFNs、TALENs和CRISPR/Cas技术。本文针对3种不同的基因组编辑技术的原理作了简要介绍,比较分析了它们各自的优缺点,并对不同生物中基因组编辑技术的研究现状进行了总结,对疾病模型动物的建立中的应用作了探讨,同时对该技术在疾病基因治疗中的应用前景进行了展望。     

应用CGH数据和树模型探索癌症的发病机理

比较基因组杂交技术(comparative genomic hybridization, CGH)主要用于检测肿瘤的染色体缺失和扩嘱, 迄今已积累了大量的实验数据, 为全基因组分析肿瘤的发生机制提供了可能。树模型在生物信息学领域通常被用于研究生物形成和进化的历史, 物种之间的进化关系常以系统发生树来表示。树模型同样可以作为一种有力的生物信息学工具来分析CGH数据, 探索癌症的发病机理。文中介绍了两种常见的树模型—— 分支树和距离树, 详细叙述了重建树模型的基本原理和方法, 分析了创建树模型时要注意的几个技术问题, 并对其在肿瘤研究中的应用进行了回顾和总结。肿瘤的树状模型作为单路径线性模型的泛化, 克服了以往单路径线性模型的缺点, 理论上能更加精确地概括到肿脉的多基因、多路径、多阶段的发生发展模式, 从不同角度探讨肿瘤发生发展的分子机制。该模型除可用于分析肿瘤的CGH数据外, 还可用于分析其他多种类型的数据, 包括微阵列CGH(array-CGH)技术等产生的高分辨率数据。