• 基于稀疏优化的异常分布检测方法

    分类: 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间: 2023-02-15 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》

    摘要: 现代神经网络可能会对来自训练分布之外的输入产生高置信度的预测结果,对机器学习模型构成潜在威胁。检测 异常分布的输入是在现实世界中安全部署模型的核心问题。基于能量模型的检测方法,直接利用模型提取的特征向量计 算样本的能量分数,而依赖并不重要的特征可能会影响检测的性能。为了解决该问题,提出了一种基于稀疏优化的损失函 数。对已经预训练完成的分类模型进行微调,在学习过程中保持模型分类能力的同时,增加正常样本特征的稀疏程度,使 得正常样本的能量分数降低,正常样本与异常样本之间的分数差异变大,从而提高检测效果。该方法并未引入异常的辅助 数据集,避免了样本之间相关性的影响。在数据集CIFAR-10和CIFAR-100上的实验结果表明,该方法将检测6个异常数 据集的平均 FPR 95分别降低了15.02%和15.41%。

  • 内蒙古西部高频沙尘活动空间分布及其成因

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 内蒙古西部是东亚及全球重要沙尘源, 为揭示2000年以来该区沙尘活动空间分布特征及其成因,对区域地貌类型,地表沉积物组分,沙尘暴、扬沙和浮尘日数,以及大风日数等数据进行统计分析。结果表明:富粉沙、黏土组分的干盐湖与分布众多盐湖的边缘沙漠及沙地为高频沙尘活动区,如额济纳、拐子湖、腾格里沙漠南缘、毛乌素沙地西北边缘等区域;粉沙、黏土组分含量高, 而地表水分含量或植被盖度较高的地表,沙尘活动的频次较低,如河套灌区及鄂尔多斯高原东南边缘高盖度植被分布区; 地表粉尘含量较高, 且有一定盖度植被覆盖的地表,在较强风力作用下,沙尘事件也频发,如白云鄂博、乌拉特后旗等区域。综上所述,受区域大地貌背景的影响,地表沉积物机械组分、水分、植被以及风力等自然因素的空间差异,导致该区域沙尘活动发生频次具有显著的空间变异性。

  • 新方法、新理论为太湖环境治理和生态修复提供科技支撑

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2017-06-29 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 2007 年震惊中外的太湖蓝藻危机事件暴发,太湖富营养化及其蓝藻水华治理成为国家和全民关注的重大而紧迫的问题,对危机事件的应急处置、蓝藻水华暴发的科学解释和未来十年太湖水环境的治理及生态恢复等,向科研工作提出了更高的要求。中科院太湖湖泊生态系统研究站(简称“太湖站”)自建站以来对太湖进行了全面、长期的监测,开展了浅水湖泊系统研究、环境治理与生态修复技术研发和示范。特别是近十年来,在环保部、国家自然科学基金委和中科院等重大项目支持下,在太湖站野外科学平台的支撑下,联合院内外科研人员进行了多学科交叉研究,取得了一系列研究进展。在学科建设方面逐步创建了湖泊现代过程物理、化学、生物多学科协同的野外原位研究方法,发展了湖泊科学环境要素过程与格局和生态系统结构与功能相结合的研究新局面,揭示了人类活动和气候变化对湖泊关键生态过程的驱动作用,阐明了湖泊生态系统响应环境变化的特征、区域差异和反馈机制,以及生态系统退化的环境作用机理;在技术研发和应用方面提出了富营养化湖泊治理及生态恢复的方法与策略,应用于太湖治理并取得了显著成效。这些科研成果填补了大型浅水湖泊湖沼学研究的空白,不仅使我国的湖泊科学研究在国际湖泊科学研究前沿领域崭露头角,也使得太湖站成为了无可替代的野外科研支撑平台和国际知名的湖泊科学研究基地。

  • 敦煌北山及马鬃山地区植物群落β多样性及其解释

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-12-20 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 多样性反映了群落间物种组成差异。通过研究多样性可以为区域的生物多样性保护提供科学依据。 以敦煌北山及马鬃山地区为研究区域,采用系统布设样方法,共设置79个植物群落样地,探讨群落间多样性及其 组分,分析其与气候因素、土壤因素和地理距离之间的相互关系。结果表明:( 1)敦煌北山及马鬃山地区的植物群 落存在地理衰减格局,群落间差异较大, 多样性以更替组分为主。( 2)气候、土壤和地理距离对多样性及其更替组 分有显著影响,其中气候因素影响最大,地理距离影响最小。( 3)通过多元回归分析(MRM)表明,气候因素、土壤因 素与地理距离对多样性及其更替组分作用存在差异,气候和土壤因素作用远大于地理距离。综上所述,敦煌北山 及马鬃山地区植物群落多样性及其更替组分是生境过滤和扩散限制共同作用的结果,生境过滤对其影响占有较 大的比重,环境的异质性是影响该地区物种差异的重要因素。

  • 浅水湖泊物理-生态过程模拟平台(湖泊模拟平台)

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 湖泊是我国地表水资源库和山水林田湖草生命共同体的重要组成。湖泊生态系统相对封闭,结构与功能较为清晰,生物与环境相互作用紧密,是开展生态学理论与实践研究的优良场地。湖泊生态学研究的主要方法有野外观测、受控实验及数值模拟。而浅水湖泊环境容量小,湖泊生态系统对环境变化敏感。比如,风浪等物理过程能显著引起湖泊沉积物悬浮和内源营养盐释放,影响上覆水光环境,进而影响浮游植物生长乃至整个湖泊生态系统结构与功能。受制于野外受控实验系统的条件限制,目前我国湖沼学实验大多停留在数立方米体积的水池试验和条件较难控制的湖体中试,大尺度受控模拟试验装置缺乏,重要湖沼学过程和关键条件参数获取困难。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院太湖湖泊生态系统研究站在我国第三大淡水湖——太湖建成了浅水湖泊物理-生态过程模拟平台,以高仿真湖泊物理模型实验平台为核心,配套大型生态实验平台与数值模拟平台,可以开展波浪、湖流、河道脉冲式输入等湖泊物理过程影响下的湖体污染物迁移转化过程、生物生理与生态系统响应过程,以及水体鱼类、高等水生植物、浮游藻类、底栖生物等生态系统模拟试验。利用模拟平台开展了重要水体生态过程研究、工程技术参数确定,极大增加了野外站受控实验能力和数值模型参数精度,提升了支撑国家生态修复与管理需求、国际湖沼学理论前沿探索的能力。