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当期目录

    2016年 第55卷 第5期    刊出日期:2016-10-25
    研究论文
    基于稀疏子空间聚类的跨域人脸迁移学习方法
    朱俊勇;逯峰
    2016, 55(5):  1-7. 
    摘要 ( 282 )   PDF (2005KB) ( 241 )  
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    人脸识别的效果很大程度上依赖于已标定的训练数据的规模,当训练样本严重不足时类内及类间分布的估计将会出现严重偏差。考虑到人工标定的成本过高,如果能对与目标问题相关的一些已有数据加以利用,以此来取代人工标定数据或减少人工标定的数据量,将为训练样本不足的人脸识别问题提供一套可行的解决方案。为此,拟针对这一问题发展出一种基于稀疏子空间聚类和鲁棒主成分分析的人脸迁移学习方法,在辅助数据满足多线性子空间假设下,能从无类标的异源辅助数据中实现信息迁移,挖掘对目标分类问题有益的成分。

    基于自适应TVp正则化图像恢复方法
    李率杰;冯兆永
    2016, 55(5):  8-13. 
    摘要 ( 134 )   PDF (3731KB) ( 180 )  
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    为了解决图像恢复时所引起的阶梯效应和边缘模糊问题,定义可变TVp范数,提出一个自适应TVp (Adaptive TVp, ATVp)正则恢复模型,并结合AOS数值计算方法,给出完整的ATVp正则恢复算法,其中p可以自动区分图像中的边缘和平坦区域,自适应选择不同的数值,使得新模型在恢复的同时不仅能够自适应的对图像中目标边缘进行有效的保护,而且可以避免出现阶梯效应。实验表明,和主要的一些正则模型相比,本恢复算法对模糊图像的恢复无论在视角效果还是定量指标上都有了明显的改进。

    仿人服务机器人的平衡控制
    张爽;邬依林;葛伟亮;蓝恺
    2016, 55(5):  14-20. 
    摘要 ( 140 )   PDF (4171KB) ( 179 )  
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    仿人机器人具有复杂的耦合非线性特性,因此仿人机器人的平衡控制具有重要的研究意义。针对仿人服务机器人系统,研究智能仿人服务机器人的平衡控制。首先,研究智能双足仿人机器人HUBO的行走与站立时平衡模式,分析HUBO基于ZMP的步态规划方法,并分析HUBO内部各个关键控制器的控制方式,以保证机器人行走时的平衡。然后,通过这些信息,使用Simulink对各控制器进行仿真,验证控制效果。最后,通过仿真分析、改进各项控制参数,进一步改善了仿人机器人步态平衡控制,达到较好的步态平衡控制效果。

    一类分数阶哈密顿系统非平凡解的存在性
    程伟;徐家发
    2016, 55(5):  21-26. 
    摘要 ( 183 )   PDF (986KB) ( 185 )  
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    利用变化的喷泉定理,研究了一类分数阶哈密顿系统。构造合适的工作空间和变分结构,在非线性项超二次增长的情形下获得该系统非平凡解的存在性,相关结论推广和改进了某些已有的结果。

    给定阶子群的〖XCM1.TIF〗-次正规性对群结构的影响
    高百俊;张佳;缪龙
    2016, 55(5):  27-30. 
    摘要 ( 151 )   PDF (961KB) ( 208 )  
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    子群 H 在群 G 中称为〖XCM.TIF〗-次正规,若存在G 的次正规子群 K,使得 G=HK, 且对于 H 的任意极大子群 H1,都有 H1K 为 G 的真子群。利用给定阶子群的〖XCM.TIF〗-次正规性研究有限群的结构,得到了 p-幂零群、幂零群以及 p-超可解群等饱和群系的一些新的结果。

    中频磁控溅射法制备掺氢氮化硅减反/钝化复合功能薄膜的研究
    沈国晟;陈文理;李仲;洪瑞江
    2016, 55(5):  31-36. 
    摘要 ( 269 )   PDF (3114KB) ( 230 )  
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    使用中频磁控溅射法制备了具有光学减反射与电学钝化的复合功能的氮化硅(SiNx)薄膜,并对其结构和性能进行了综合研究。结果表明:在常规制绒硅片上沉积的两种不同折射率的单层SiNx减反膜表现出优异的光学性能,其在300~1 100 nm波段的平均反射率由镀膜前的14.86%下降到镀膜后的5.50%和6.58%;若采用多层的氮化硅(m-SiNx)+ 氮氧化硅(SiOxNy)薄膜作为减反层,则其平均反射率进一步下降到4.03%。同时,优化工艺制备得到的掺氢氮化硅(SiNx∶H)薄膜,表现出良好的电学钝化特性。试验中分别制备了两种复合结构的薄膜,即SiNx∶H(厚度15 nm) + m-SiNx+ SiOxNy与SiNx∶H(厚度30 nm) + m-SiNx+ SiOxNy复合薄膜,其平均反射率分别为5.88%和5.43%; 把这两种薄膜用于晶体硅太阳电池上,其开路电压则都达到了575 mV,表现出良好的性能。

    混合用户和项目协同过滤的电子商务个性化推荐算法
    李清霞;魏文红;蔡昭权
    2016, 55(5):  37-42. 
    摘要 ( 158 )   PDF (2109KB) ( 188 )  
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    针对传统的协同过滤算法在电子商务系统中存在数据稀疏性和扩展性方面的问题,提出了一种混合用户和项目协同过滤的电子商务个性化推荐算法。该算法采用聚类技术,将基于用户协同过滤和基于项目的协同过滤结合起来进行双重聚类,结合基于用户协同过滤和基于项目协同过滤两方面的优点,从而获得更好的性能。实验表明,通过与其他推荐算法的比较,文中算法具有较高的推荐质量,更好的准确率和召回率。

    埋深对双丝拉拔过程力学性能影响
    张亚芳;曾向荣;刘浩;何娟
    2016, 55(5):  43-47. 
    摘要 ( 110 )   PDF (5143KB) ( 170 )  
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    在考虑材料细观非均匀性前提下建立二维双丝拉拔数值模拟模型,研究埋深变化对双丝拉拔构件力学性能的影响,获得不同双丝埋深构件的荷载-位移曲线、沿界面剪应力曲线及荷载-步长声发射曲线等,观察界面控制下不同埋深构件拉拔过程裂纹演化过程及基体剪应力分布情况。结果表明,埋深变化对构件破坏模式及剪应力分布影响较大;随着双丝埋深增加,构件的峰值荷载增大,韧性不断增强。

    核主成分分析网络的人脸识别方法
    胡伟鹏,胡海峰,顾建权,李昊曦
    2016, 55(5):  48-51. 
    摘要 ( 147 )   PDF (1901KB) ( 192 )  
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    主成分分析网络(principal component analysis network, PCANet) 是当前流行深度学习模型,在人脸识别、目标识别、纹理分类和手写体数字识别等方面有广泛应用。在PCANet方法基础上, 该文提出基于核主成分分析网络(kernel principal component analysis network, KPCANet)的人脸识别方法。算法由四部分组成:主成分分析(PCA)、核主成分分析(KPCA)、二值化哈希、分块直方图。在 Extended Yale B和AR 两个经典人脸库上的实验结果表明,所提方法在识别性能上优于PCANet方法 ,算法对于不同光照、表情变化下的人脸有更好的识别率和鲁棒性。

    混合基于行和7/5提升格式的小波变换算法
    蔡昭权
    2016, 55(5):  52-56. 
    摘要 ( 134 )   PDF (1745KB) ( 195 )  
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    针对传统小波变换算法对内存需求大和计算复杂度高的问题,提出了混合基于行和7/5提升格式的小波变换算法。该算法采用基于行的小波变换,减少图像压缩的存储容量,利用BT7/5滤波器实现提升格式以减小计算复杂度。实验结果表明,该算法具有与JPEG2000相近的压缩效果,比传统的小波变换算法具有更小的内存需求,比其他基于行的提升小波算法具有更低的计算复杂度。

    水环境下基于氨基作氢迁移桥梁 α-丙氨酸的手性转变机制
    王彦全;王佐成;闫红彦;佟华
    2016, 55(5):  57-65. 
    摘要 ( 110 )   PDF (12121KB) ( 156 )  
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    采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场(SCRF)理论的smd模型方法,研究了α-丙氨酸在水环境下基于氨基作氢迁移桥梁的手性转变机理。结构分析表明:7元环过渡态aTS2·2H2O和9元环过渡态aTS2·3H2O的键角1C-13H-14O和18O-15H-6N,比5元环过渡态aTS2·1H2O的键角1C-13H-14O和14O-15H-6N明显增大。反应通道研究发现:手性转变反应有两个通道,一是手性碳上的H只以氨基为桥迁移到手性碳另一侧,实现手性转变;二是手性碳的H先迁移到羰基,然后再以氨基为桥迁移到手性碳另一侧,实现手性转变。势能面计算表明:第一通道为优势反应通道,H从手性碳向氨基迁移过程是决速步骤,3个水分子作为氢迁移媒介时,决速步能垒被降到122.5 kJ·mol-1。研究结果表明:水分子对α-丙氨酸分子内的质子迁移反应具有较好的催化作用,水溶剂效应使非质子转移反应的能垒略有升高。

    原小檗碱衍生物诱导急性淋巴白血病细胞凋亡活性及PAMPA研究
    周杰彬;邓春梅;施晓柯;项琪;吴启丽;潘景轩;庞冀燕
    2016, 55(5):  66-72. 
    摘要 ( 154 )   PDF (2842KB) ( 187 )  
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    测定了15个原小檗碱衍生物(3-17)及小檗碱(1)和药根碱(2)抑制急性淋巴白血病细胞(包括Reh 和 Nalm-6 细胞)增殖的活性。其中化合物4(9-溴乙基小檗碱),5(9-氯乙基小檗碱)和6(9-溴丙基小檗碱)表现出最为突出的抑制活性:在Reh细胞中,IC50值分别为0.45、0.39和0.57 μmol/L;在Nalm-6细胞中,IC50值分别为3.6, 4.3和1.17 μmol/L。活性均强于先导化合物小檗碱和药根碱(后两者的IC50值均大于20 μmol/L)。此外,化合物4和5能够剂量依赖的通过裂解PARP诱导急性淋巴白血病细胞凋亡,降低procaspase-3的浓度,增加活性caspase-3水平,同时提高细胞质中的细胞色素C水平。进一步,Reh细胞用0.5 μmol/L的4和5处理36 h,能够显著下调β-catenin蛋白的表达,以上实验结果证明了这类化合物抑制肿瘤细胞增殖的作用机制可能与Wnt/β-catenin 通路相关。化合物1、4、5、7和11的PAMPA膜渗透实验说明,C-9位取代的小檗碱衍生物可以提高化合物的细胞膜渗透性。

    室温下硒化镍纳米管的合成及其电化学性质
    杨俊松;魏巍;张胜义
    2016, 55(5):  73-76. 
    摘要 ( 157 )   PDF (2102KB) ( 161 )  
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    以三方相t-Se纳米管为模板, N2H4·H2O为还原剂的碱性溶液中室温合成硒化镍纳米管。产物分别用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段进行表征。利用循环伏安法研究了硒化镍纳米管在不同介质中的电化学行为,探讨了电解质对硒化镍纳米管电化学性质的影响。

    二-2-苯基吡啶-2-(5-醛苯基)吡啶金属铱(Ⅲ)配合物的合成,晶体结构及光电性质研究
    邓阳;黄华容;张焜
    2016, 55(5):  77-81. 
    摘要 ( 131 )   PDF (2080KB) ( 211 )  
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    以4-(2-吡啶基)-苯甲醛(fppy)和2-苯基吡啶(ppy)为配体合成了一个中性金属铱(Ⅲ)配合物Ir(ppy)2(fppy),通过单晶X-射线衍射分析法测定了晶体结构,并通过元素分析、质谱、核磁等表征手段对配合物进行了结构表征。研究了室温下配合物的紫外-可见吸收光谱,荧光发射光谱及寿命等光物理性质,此外还利用循环伏安法对配合物的电化学性质进行了研究。

    基于高分辨率遥感影像的广州城市土地覆被分类系统
    李淑圆, 周静妍,余世孝
    2016, 55(5):  82-88. 
    摘要 ( 157 )   PDF (3983KB) ( 185 )  
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    土地覆被分类系统是城市景观研究的基础。近年来对地观测技术发展迅速,遥感影像的质量与分辨率有了极大的提升,为土地覆被的研究提供了强大的基础数据,而科学合理的分类系统则是土地覆被研究的前提。根据不同的研究目的和遥感数据的特点,各国学者先后提出构建不同层次不同类型的土地覆被或土地利用分类系统,但迄今仍没有一个为国际学术界广泛认可和具有普适性的分类系统。本文基于多光谱与全色波段融合后的2 m分辨率高分一号影像数据,依据地物自然属性、形态及光谱特征,提出了一个适用于城市区域的土地覆被分类系统,并以广州市为例图示了分类结果。该分类系统着重于城市生态系统的特点,为非重叠的层级体系,第一、二层级有固定的类别与依据,第三层级为开放性层级。其中一级类别划分为建成区、植被、水体和裸地4类,二级类别分别划分为商住区、工业区、道路;林地、灌从、草地、农田;河流、库塘等9类。分类结果包含二级类别的全部土地覆被类型,总体精度达到90.1%,符合技术要求,具有推广意义。

    秋季南沙群岛海域浮游纤毛虫群落与环境因子关系的初步研究
    吴风霞;黄洪辉;谭烨辉;齐占会
    2016, 55(5):  89-95. 
    摘要 ( 127 )   PDF (3112KB) ( 182 )  
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    根据2013年秋季(11月-12月)南沙群岛海域18个站位浮游纤毛虫和环境因子的调查资料,对浮游纤毛虫群落特征进行分析,并且探讨了影响浮游纤毛虫群落变动的主要环境因素。结果表明,共检出17种浮游纤毛虫,隶属于2目10属,砂壳目Tintinnida与寡毛目Oligotrichida。优势种包括三亚条纹虫Rhabdonella sanyahensis、锥形急游虫Strombidium conicum、杆状真铃虫Eutintinnus stramentus、酒瓶类铃虫Codonellopsis morchella、球形急游虫Strombidium globosaneum。浮游纤毛虫平均丰度为(36.5±3.8) ind./L(10~80 ind./L),呈现斑块状分布,最大丰度出现在南沙群岛海域的中偏北部,其次在万安滩的东侧丰度值也较高,而在西北部、东北部和东南部的丰度值较低。浮游纤毛虫的水平分布可能与海洋环流有密切关系。此外,通过相关性分析和典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)发现,南沙群岛海域浮游纤毛虫群落结构差异主要受水体营养盐水平与叶绿素a含量等环境因素的影响。

    SPG膜乳化法制备载蛋白的CA-gel/PLGA复合微球
    钟晨;罗宇燕;郭喆霏;罗永梅;张永明
    2016, 55(5):  96-102. 
    摘要 ( 128 )   PDF (2482KB) ( 176 )  
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    采用SPG膜乳化法,在PLGA微球的制备基础上,利用Sa与Ca2+螯合形成难溶于水的CAgel原理,以粒径、载药量、包封率、体外释放行为等作为评价指标,研究制备载蛋白药物的CA-gel/PLGA复合微球的新工艺,并对比复合微球和PLGA微球的载药释药特性的差异。与PLGA微球相比,复合微球的载药量由6.94%增加至8.35%,包封率由62.47%增加至75.16%,突释率由42.32%下降至30.84%。复合微球在经历早期的突释之后以较为均匀的速度缓慢持续释放药物,与PLGA微球相比,2~40 d的累积释放量由31.76%增加至40.29%。两者的释药曲线均符合Peppas-Sahlin方程(R2>0.99),表明释药机制是扩散和溶蚀协同作用。采用扫描电镜观察到复合微球的结构更为致密,表面孔洞数量及面积明显减小,将其冷冻切片后观察到近表面的孔洞较少,平面孔隙率及孔隙数量均减小。激光共聚焦结果显示,更多的蛋白药物被包裹在复合微球内部,其荧光强度明显增强。表明CA-gel/PLGA复合微球能有效提高载药量和包封率,降低突释率,使微球后期释药增加。

    餐饮垃圾制备乙醇的同步糖化发酵研究
    黄清媚;康小龙;黄清;肖文娟;李晶博;林蒋海;刘泽寰
    2016, 55(5):  103-107. 
    摘要 ( 147 )   PDF (1750KB) ( 183 )  
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    为建立一种针对餐饮垃圾的同步糖化发酵技术,进一步提高乙醇的产率,以期早日实现工业化,通过将单酶以两两组合或三个混合的方式筛选最优酶组合,结果显示终酶活力120 U/g的糖化酶与300 U/g的异淀粉酶之间的协同作用最好,葡萄糖产量达130.29 g/L。利用酿酒酵母CICC 1346、终酶活力为120 U/g的糖化酶和300 U/g的异淀粉酶对餐饮垃圾进行了同步糖化发酵(SSF)和分步糖化发酵(SHF),结果显示SSF和SHF的乙醇产量分别为49.48 g/L和45.89 g/L,糖醇转化率分别为91.7%和77.1%。SSF与SHF相比存在操作简单、发酵时间短和乙醇产率高的优势,已具备了工业化应用的价值。

    贵州镇远钾镁煌斑岩原生及砂矿金刚石矿物学特征及其找矿意义
    黄远成;李志翔;丘志力;饶红娟;陆太进;陈华;柯捷;魏然
    2016, 55(5):  108-118. 
    摘要 ( 167 )   PDF (10996KB) ( 178 )  
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    扬子克拉通原生金刚石矿找矿一直是极具争议性的问题。金刚石及其寄主岩石蕴含了深部岩石圈地幔丰富的地球化学信息,可为原生矿找矿提供重要的约束和指示。通过对贵州101地质队过去发现的镇远钾镁煌斑岩区199颗原生金刚石及周围水系中16颗砂矿金刚石的形态学(包括表面微细生长)和熔蚀特征的对比,并结合红外光谱测试,进一步探讨了贵州金刚石携带的地质找矿信息。新的测试结果显示,贵州原生金刚石具有颗粒普遍较小、破碎度大、存在(95%)强烈熔蚀、表面附着物丰富、发蓝白色荧光、所有样品均无磷光等特点,红外无损测试确认Ⅱa型金刚石的产出比例高,但低于原先部分学者估算的比例;通过与砂矿金刚石对比,确认所测试样品的寄主钾镁煌斑岩不可能是贵州或湖南沅水已发现砂矿金刚石的直接源岩,扬子克拉通应当还存在其他规模性的金刚石原生矿或者来源;通过野外实地考察及室内样品测试,确认所研究的钾镁煌斑岩为浅部相,而非根部相,暗示贵州镇远地区原生金刚石找矿仍有较大潜力。

    河南省沁阳市气候变化特征及其对怀药的影响研究
    任爱华;李亚飞;陶贞;张乾柱;徐鹏;杨冰
    2016, 55(5):  119-126. 
    摘要 ( 139 )   PDF (4648KB) ( 172 )  
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    根据河南省沁阳市1971-2013年日照时数、气温和降水资料,采用滑动平均、Mann-Kendall突变分析和多元回归分析,探讨沁阳市气候变化特征及其与怀药生长和产量的关系。结果表明:沁阳市冬季和春季平均气温升温率分别为0.4 ℃/10a和0.5 ℃/10a,怀药生长期平均气温变化趋势为0.3 ℃/10a;≥10 ℃活动积温呈显著增加趋势(P<005)且持续时间延长;年降水量呈现不明显的下降趋势,降水季节分布与怀药不同生长期“少-多-少”的需水过程一致;强降水事件的减少有利于降低蓄根类怀药根(茎)腐烂的风险;气候变暖有利于怀药品质和产量的提高;在怀药全生长期间,气温和降水的同期协调作用显著影响怀药的产量(P<005)。研究结果可为气候变化背景下怀药生产区采取科学的生产管理措施提供依据。

    安徽省气候变化特征与旱涝区域响应
    唐宝琪;延军平;曹永旺;刘永林
    2016, 55(5):  127-134. 
    摘要 ( 175 )   PDF (5730KB) ( 162 )  
    相关文章 | 计量指标

    基于安徽省15个气象站点1961-2013年逐月降水数据统计资料,运用线性趋势分析、MannKendall突变检验、小波分析以及Z 指数,对安徽省气候和旱涝的时空变化特征进行分析。结果表明:① 近53 a安徽省气候经历了冷干-冷湿-暖湿-暖干的转变,整体呈现暖湿化特征,但21世纪以来则逐渐转变成暖干化。② 四季降水不同步,夏季和冬季降水呈上升趋势,春季和秋季降水则呈下降趋势,其中夏季降水增加对安徽省降水变化的贡献率最大。降水周期振荡规律显著,存在 28, 22, 14 和4 a时间尺度上的震荡周期。③ 近53 a安徽省旱涝事件整体上表现为下降趋势,存在涝-旱-涝的循环交替过程,且年代际变化比较明显。④ 安徽省多年平均降水在空间分布上呈现南多北少的格局,干旱主要发生在皖西大别山北麓地区,而洪涝主要发生在淮河一带和长江水系下游区。

    历史时期以来山西省雪灾特征与气候变化
    徐兆红;殷淑燕
    2016, 55(5):  135-140. 
    摘要 ( 292 )   PDF (2561KB) ( 163 )  
    相关文章 | 计量指标

    通过对历史文献资料的搜集、整理与统计分析,利用最小二乘法、小波分析和空间Kriging插值等方法,对山西省历史时期(730BC-2000AD)以来雪灾的等级、发生时间(阶段、季节变化和周期等)和空间变化规律进行研究。结果表明:历史时期以来山西省共发生雪灾208次,平均13.125 a发生一次。其中,将雪灾划分为轻度、中度、重度三个等级,各占灾害总频次的16.83%、72.60%和10.58%;小波分析显示,雪灾存在5 a、23 a的周期变化,23 a左右的周期振荡最强。历史时期以来山西省雪灾呈波动上升趋势,阶段性特征明显,经历了频次较少-快速增加两个阶段;4月和冬季发生频次最高,分别占总数的15.76%和34.47%。雪灾发生频次空间差异大,南部发生的最多。初步确定,历史时期以来山西省雪灾的发生与气候的异常变化是密切相关的,明清时期雪灾发生频次最高;现代为雪灾发生的频发期,寒冷气候需进一步考证。

    我国主要城市群发展轨迹及新型城镇化途径研究
    雷运清;赵继伦
    2016, 55(5):  141-150. 
    摘要 ( 147 )   PDF (4024KB) ( 166 )  
    相关文章 | 计量指标

    对五个国家级城市群城镇化发展轨迹采用改进的诺瑟姆曲线对其城镇化水平进行阶段分类,研究认为长三角城市群和珠三角城市群城镇化水平较高,进入成熟、质量提升阶段;京津冀城市群内部差异较大,发展空间大;成渝地区城市群和长江中游城市群起步较晚,发展潜力充足、后发优势大。城市群发展面临着城镇化率虚高、流动人口的市民化难、城市群等级与经济地位不匹配、缺乏基本公共配套等共性问题。新型城镇化框架下未来城镇化发展思路:生态文明理念贯穿于新型城镇化建设全过程,坚持产业发展驱动,新型城镇化与现代化协调发展,规模型、粗放型城镇化向集约型新型城镇化转型发展。