Approximation by Piecewise Function Based on Generalized Barycentric Coordinates and Voronoi Tessellation

结合广义重心坐标理论,提出了一个新方法,以解决在平面区域上的函数逼近问题。该方法通过构建基于广义重心坐标的最优分片函数来逼近目标函数。采用VOrOnOI图来划分区域,并提出一个度量逼近误差的能量函数。推导出该函数的导数后,采用一种高效的VOrOnOI节点更新方法来获得区域的最优剖分,并通过最优剖分构建最优分片函数。由于该方法对不连续函数具有良好地逼近能力,因此将其应用在图像逼近问题中。分别在解析函数和彩色图像上对该方法进行实验,均获得了很好的逼近效果。Under the generalized barycentric coordinates theory, we propose a new method to solve the problem of approximating a given function on the planar domain.To accomplishing this, an optimal piecewise function which based on the generalized barycentric coordinates is constructed.We use the Voronoi tessellation to create a partition of the domain, then an energy function that measures the approximation error is built.After deriving the gradient of the energy function, an efficient optimization method is adopted to update the tessellation.The optimal piecewise function will be constructed from the optimal tessellation.Due to its good ability of approximating discontinuous functions, our method can be applied to image approximation field.In order to demonstrate its efficacy, some experiments on analytic functions and color images are designed, which have produced good results.国家自然科学基金资助项目(61100107;61472332); 中央高校基本科研业务费专项基金(厦门大学基础创新科研基金)资助项目(20720140520

Confocal and cavity-enhanced spectroscopy of semiconductor van der Waals heterostructures

Heterostrukturen zweidimensionaler Materialien zeichnen sich durch vielverprechende elektronische und optische Eigenschaften aus. Eine sehr bekannte Klasse dieser Heterostrukturen ist aus Monolagen von Übergangsmetalldichalkogeniden aufgebaut. Innerhalb der einzelnen Lagen finden sich unter Photoanregung stark gebundene Exzitonen mit valley-spezifischen optischen Auswahlregeln. Diesevalleytronischen Charakteristiken werden an langlebige Interlagenexzitonen vererbt, die sich in künstlich arrangierten Heterostrukturen erzeugen lassen und ein statisches Dipolmoment senkrecht zur Ebene besitzen. In dieser Arbeit wurden Heterostrukturen aus Molybdändiselenid und Wolframdiselenid mit Methoden der optischen Spektroskopie untersucht. Basierend auf Messungen der Frequenzverdoppelung, differentieller Reflektion, sowie energie- und zeitaufgelöster Photolumineszenz konnte das atomare Register gewachsener Heterobilagen bestimmt werden. In diesem Zusammenhang wurden die optischen Übergänge als Faltung von Interlagenexzitonen in verschiedenen Spin- und Valleykonfigurationen modelliert. Daraufhin wurde die Licht-Materie-Wechselwirkung dieser Kanäle mit einem kryogenen Rasterscanresonator untersucht. Nach der Charakterisierung des Systems wurde seine Längendurchstimmbarkeit genutzt, um die Rekombinationsrate zu verstärken. Diese Messungen erlaubten es, die Raten der Licht-Materie-Wechselwirkung für alle drei Zerfallskanäle zu berechnen. Zusätzlich wurde die Absorption der Interlagenexzitonen in einem hochreflektiven Resonatorsystem gemessen. Der Wert der Absorption stimmt mit den vorangegangenen konfokalen Messungen überein und weist auf eine Dehnungsempfindlichkeit der Polarisation von Interlagenexzitonen hin. Zuletzt wurden Heterobilagen und Heterotrilagen im Hinblick auf den Einfluss einer zusätzlichen Lage auf die optischen Übergänge miteinander verglichen. Konfokale Spektroskopie wurde durch numerische Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie ergänzt. Magnetolumineszenz-Experimente ermöglichten es, zusammen mit den theoretischen Vorhersagen, impulsdirekte Übergänge in der Heterobilage von impulsindirekten Übergängen in der Heterotrilage zu unterscheiden. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis der optischen Eigenschaften von Heterostrukturen aus Übergangsmetalldichalkogeniden bei und ermöglichen die Konstruktion komplexerer vertikaler Anordnungen.Heterostructures of layered two-dimensional materials have attracted much attention in modern solid state physics due to their promising transport and optical properties. A very prominent class of heterostructures are build of monolayer transition metal dichalcogenides. After photoactivation, the single-layer components host tightly bound excitons with valley-contrasting optical selection rules. Inheriting these valleytronic characteristics, long-lived interlayer excitons with a permanent out-of-plane dipole moment can arise in artificially assembled heterostructures. Within this thesis, heterostructures of molybdenum diselenide and tungsten diselenide were studied with optical spectroscopy. Based on measurements of second harmonic generation, differential reflectance as well as energy and time-resolved photoluminescence, the atomic registry of grown heterobilayers was determined. In this context, the optical transitions were modeled as a convolution of interlayer excitons in various spin and valley configurations. Subsequently, the light-matter coupling of these recombination channels was probed by a cryogenic scanning cavity setup. After an initial characterization of the system, its length-tunability was used to enhance the interlayer exciton recombination in the limit of weak coupling. These measurements enabled to infer the light-matter coupling rates for all decay channels. In addition, interlayer exciton absorption was tested in a high finesse scanning cavity system. The measured absorption strength is consistent with the initial confocal studies and indicates a strain-susceptibility of interlayer exciton polarization. Finally, heterobilayer and heterotrilayer structures were investigated in direct comparison, probing the influence of an additional layer of molybdenum diselenide upon the optical transitions. Confocal spectroscopy methods were complemented by numerical calculations using density functional theory. Magneto-luminescence experiments were performed and enabled, along with theorical predictions, to differentiate the momentum direct transition in the heterobilayer from momentum-indirect transition in the heterotrilayer. These results shed light on the intrinsic optical properties of transition metal dichalcogenide heterostructures and facilitate the design of more complex vertical arrangements

Using a surface energy budget framework to characterize grass-biophysical response to changes in climate in support of on-farm decision making in Ireland

xxiv Abstract This thesis, for the first time in Ireland, uses a framework that combines a land surface scheme (LSS) based on a surface energy budget theory, available environmental observations, land surface and atmospheric analyses, to understand essential mechanistic factors that determine grass growth response across the Irish landscape. A soil moisture model parameter (C soil) is identified as the key factor that distinguishes soil types and their ability to retain water for plant growth, plant response to exchange processes, and drives the response of LSS in drying soils. A Modification of this parameter indicates that the LSS can be transferred to other locations. In the context of understanding the links between land surface dynamic processes and the persistence of 2018 summer drought regionally, drying soils and high atmospheric anomalies result in a reduced evapotranspiration (ET) process. This is the situation over grasslands in the east and south east of the country where a wet ‘evaporative’ regime quickly shifts into a ‘transitional’ regime in which vegetation functioning and ET are controlled by soil water availability. Particularly, a threshold value of soil moisture content that suggests the onset of 2018 agricultural drought has been found across the regions. The importance of water use efficiency for monitoring grass growth at field level and for distinguishing zones of optimum productivity is further discussed in the thesis. Overall, the findings demonstrate the potential consequences of climate change on Irish grasslands and the need for policies that are tailored to reinforcing observation networks to complement theories and model outputs akin to on-farm adaptation and optimization of water availability and productivity

Atti del XXXV Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche

La XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, si è svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale è tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessità delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre più profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunità tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si è posta come punto d’incontro della comunità tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si è svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi più caratteristici e belli della città ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attività di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna sita in Via Terracini. Il presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-società: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa più sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastità e la diversità delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessità delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunità Scientifica Italiana è dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoché uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilità di stesura in inglese è stata concessa con l’auspicio di portare la visibilità del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale è dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume

Atti del XXXV Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche

La XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, si è svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale è tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessità delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre più profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunità tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si è posta come punto d’incontro della comunità tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si è svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi più caratteristici e belli della città ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attività di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna sita in Via Terracini. Il presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-società: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa più sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastità e la diversità delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessità delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunità Scientifica Italiana è dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoché uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilità di stesura in inglese è stata concessa con l’auspicio di portare la visibilità del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale è dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume