Цифра пять объемная: Как сделать объемную цифру 5 из салфеток?

Разное
alexxlab

Содержание

Как сделать цифру 5 из бумаги (оригами) своими руками

Распечатать Спасибо, отличный урок +2

Если над создание цифры один или четыре вам было легко, то этот урок покажется вам посложнее. Однако, он все-таки остается легким и с ним справиться ребенок. Сейчас мы вместе с вами сделаем цифру 5 из бумаги в технике оригами своими руками

Необходимые материалы:

  • Лист бумаги квадратного типа с односторонней окраской

Поэтапный фото урок:

Для создания объемной цифры четыре из бумаги в технике оригами нам понадобиться сложить квадратный лист два раза пополам, для создания вспомогательных линий сгибов. Но перед этим следует понять, какого цвета вы желаете иметь цифру – белого или цветного. Для создания цифры белого цвета следует поместить лист цветной стороной к нам лицом.

Теперь можно согнуть нижнюю сторону и верхнюю пополам к середине.

Еще раз берем за самый верхний и самый нижний край заготовки и сгибаем к середине.

Разворачиваем. В итоге мы получили вспомогательные горизонтальные сгибы по всей поверхности квадратного листа бумаги. Следует отметить, что промежутки между сгибами одинаковые!

Затем складываем левую сторону и правую к середине листа.

Еще раз берем за самый крайних левый бок и сгибаем его пополам к середине. Так сделаем и с правой стороны.

Раскрываем и получаем квадраты одинакового размера по всей поверхности квадратного листа.

Отсчитываем снизу линию в один квадрат и сгибаем его вверх.

Затем понадобиться отсчитать с самого крайнего правого бока три квадрата и согнуть в левую сторону.

Теперь отгибаем в левую сторону уголки с этого согнутого отрезка листа. Между ними должна появиться линия в один квадрат по горизонтали.

Теперь складываем одну линию в один квадрат от самой верхней точки листа вниз.

Сгибаем нижний левый уголок назад. Для этого отсчитываем снизу-вверх три квадрата и с левого уголка в правую сторону – также три квадрата. Сгибаем вверх и под углом.

Одну линию в один квадрат с левой стороны складываем в правую сторону.

Вот и получилась прекрасная цифра пять из бумаги в технике оригами.

Видео урок

Как сделать объемную цифру 5 из салфеток?

Когда слышу сочетание слов Деревенский стиль, то почему-то сразу возникает ассоциации с модным нынче агротуризмом:)

Но опустим лирику, отвечаю по существу.

Довелось мне в далеком своём детстве жить в посёлке и дом у нас был деревянный и огороды были у каждого из удобств была только холодная вода, газ в баллонах и электричество. Канализации не было, туалета и ванны с души тоже:)

Но на Новый год мы украшали нашу большую комнату с трёхметровыми потолками и гирантскими окнами.

Между двойных рам выкладывали вату с белой бумагой и стеклянные елочные игрушки. На окна клеили бумажные белые Снежинки из тетрадей в клеточку.

Наряжались елку игрушками, оставшимися от пробабушки- это и различная агротематика с кукурузой и помидорами, игрушки связанные с освоением космоса-спутники, ракеты, космонавты, звезды с серпами и молотами, а также сосновые и еловые шишки, грецкие орехи. Дождик и мишура были такими же как и сейчас. Ещё были электрические гирлянды, крупные и не мигающие. Венчала верх елочки конечноже красная электрическая звезда.

Под окном в палисаднике росла ещё одна елочка, живая, ее мы тоже наряжали каждый год.

На столе была традиционно тушёная картошка с настоящим «лесным мясом» (папа был охотником), зимние заготовки: маринованные огурцы и помидоры, а также сладкие перцы с собственного участка. Квашенная капуста про которую папа всегда говорил:» хороша закуска-на стол поставить не стыдно и съедят -не жалко!»:) Маринованные, соленые грибочки с луком и заправленные подсолнечным маслом с запахом (рафинированное масло у нас не продавали)

Взрослые обязательно пили Шампанское и водку, а мы дети компоты из трехлитровых баллонов, заготовленные с лета на зиму.

Ещё традиционно был салат Оливье с варёной колбасой и солеными огурцами. Селедка в специальной селёдочнице,посыпанная зелёным луком.

Обязательный фирменный бабушкин студень-пальчики оближешь. К студню подавалась горчица и хрен.

Иногда ещё готовили селедку под шубой и бутерброды из жареного чёрного хлеба и шпрот.

После того как все наедались, выходили на улицу и зажигали бенгальские огни и бомбили из хлопушек.

Раздобревшие после застолья взрослые, для потехи детей забрасывали горящие бенгальские огни на высокие сосны. И какое-то время бенгальские огоньки весело искрили под ночным небом в сосновой хвое:)

По возвращении домой мы заводили пластинки, отодвигали праздничный стол ближе к стене и устраивали танцы.

Все веселье у нас заканчивалось ближе к пяти часам утра:) за это время к нам постоянно кто-то приходил в гости с поздравлениями или вы отправлялись по гостям.

В то время даже двери не запирали и можно было без стука входить:)

А вообще спасибо за такой замечательный вопрос, который снова вернул меня в детство.

Наружная реклама изготовление в Новосибирске по низким ценам

Наша компания носит название «Много Вывесок». У нас собственный производственный комплекс, расположенный, в Новосибирске. Обращение к нам гарантированно станет верным шагом в том случае, если Вам нужна качественная, надёжная и реально работающая наружная реклама в Новосибирске. Почему же мы имеем возможность утверждать данный факт? 

Немного о наших конкурентных преимуществах

  • Всё оборудование, которое необходимо для изготовление наружной рекламы, находится в собственности. Мы не перепродаем.
  • Цены на изготовление рекламных конструкций у нас действительно одни из самых привлекательных и доступных в Новосибирске;
  • Третье, о чём также непременно стоит сказать, это
    высокая скорость выполнения заказов
    и максимально трепетное и внимательное отношение к потребностям каждого конкретного Клиента. Мы всегда соблюдаем заранее оговорённые сроки;
  • И, наконец, четвертое – это бесплатный замер, бесплатный дизайн – это крайне важные и полезные услуги, необходимые практически в каждом случае, когда требуется изготовить наружную рекламу в Новосибирске.

Какие услуги мы предоставляем?

В названии словосочетании наружная реклама имеется слово «наружная», а значит, это что-то, что находится снаружи. Причём не важно, снаружи – это на улице, то есть уличная реклама, или снаружи – это внутри, скажем, торгового центра, то есть интерьерная реклама.  Именно поэтому также часто к нам обращаются, когда требуется оформление всей торговой точки. Использование исключительно качественных материалов, опыта и технологий, гарантируем нашим Заказчикам высочайшее качество работ.

В настоящее время возможности нашего производственного комплекса, расположенного на территории города Новосибирск, позволяют в купе с опытом высококвалифицированного персонала изготавливать практически любые известные на данный момент виды наружной рекламы. Качественные, надёжные, долговечные рекламные конструкции, которые мы предлагаем, гарантированно будут работать на Вас наилучшим образом, привлекая десятки, сотни и тысячи потенциальных потребителей Ваших товаров или услуг!

В О П Р О С Ы   И   О Т В Е Т Ы

Изготовление наружной рекламы каких видов Вы имеете возможность нам предложить?

Мы можем сделать практически любые известные на текущий момент времени конструкции. В каталоге, представленном на нашем сайте в соответствующих его разделах, Вы сможете посмотреть те или иные виды изделий, их стоимость и сроки производства.

Какой у вас уровень цен на изготовление рекламы?

Цены на наружную рекламу в Новосибирске, которые предлагает наше рекламно-производственное предприятие, определённо порадуют каждого. Параметры стоимости у нас были, есть и останутся максимально доступными. Таким образом, обратиться к нам Вы можете при любом бюджете.

Есть ли у Вас монтаж рекламы?

Да, по готовности конструкций мы с помощью использования собственного автотранспорта доставим всё на объект и произведём все необходимые работы по установке. Монтаж наружной рекламы в нашей компании также можно заказать и отдельно, например, если Вы заказали сами изделия где-то в другом месте. Наши специалисты монтажники имеют достаточно солидный опыт в сфере монтажных работ, а также все необходимые допуски. Таким образом, переживать по вопросу качественного и надёжного монтажа также не стоит.

Есть ли гаранития?

Безусловно, если наружная световая реклама вышла из строя по нашей вине, что случается крайне редко, мы с удовольствием подъедем и всё исправим в минимально возможные сроки. 

 

Harvard Business Review Россия

От редакции. Представляем вашему вниманию новый выпуск рубрики «В поисках идей» о свежих исследованиях ученых в области менеджмента и бизнеса.

НЕРАВЕНСТВО | ПОДТАЛКИВАЯ К ХОРОШЕМУ

Неотъемлемая часть работы с потребителем — архитектура выбора (формирование правильного контекста для принятия решений). В частности, компании демонстрируют свою продукцию в определенном порядке: он во многом влияет на то, что именно купит человек. Целый ряд работ доказывает: простые приемы этой архитектуры (так называемые подталкивания) способны помочь потребителю сделать выбор, отвечающий его интересам. Серия новых исследований дает понять, что эти же приемы эффективны как средство сокращения социоэкономических различий.

825 участникам первого исследования (с разными уровнями благосостояния) предложили принять пять финансовых решений, в том числе такие: закрыть весь долг по кредитной карте или ограничиться минимальным платежом? и отложить ли деньги на пенсионный счет? Решением по умолчанию произвольно назначали то лучший, то худший вариант. Оказалось, что участники с низким социоэкономическим статусом чаще других смиряются с решением по умолчанию. В результате, если вариант по умолчанию был лучшим, они получали в два с лишним раза больше выгоды, чем их более состоятельные коллеги, — а если худшим, то намного больше теряли в деньгах. Дальнейшие исследования показали, что участники с низким статусом восприимчивее и к другим типам подталкиваний (включая количество вариантов выбора и порядок их представления), причем в самых разных ситуациях: от розничных продаж до заботы о своем здоровье при пандемии COVID-19.

Низкий социоэкономический статус часто сопровождается низким уровнем математической и финансовой грамотности, поясняют ученые. Ощущая недостаток навыков, человек больше сомневается и тревожится по поводу решений, связанных с деньгами, и поэтому чаще других выбирает вариант по умолчанию или просто первое, что ему предложили. «Качественные решения по умолчанию оказались эффективным уравнителем: они помогли сократить различия в качестве принятия решений между потребителями с разным положением в обществе, математическими и финансовыми навыками», — заключают авторы исследования. Чтобы уравнять людей в возможностях, считают они, организациям стоит поработать над вариантами по умолчанию и предлагать разные решения разным группам потребителей. Там, где возможно лишь одно подталкивание, при выборе опции по умолчанию менеджерам лучше сосредоточиться на потенциальных выгодах для людей с низким статусом.

Об исследовании: «Do Nudges Reduce Disparities? Choice Architecture Compensates for Low Consumer Knowledge», Kellen Mrkva et al. («Journal of Marketing», 2021)

КОММУНИКАЦИЯ | ОШИБКИ В ПИСЬМАХ ВАЖНЕЕ, ЧЕМ ВЫ ДУМАЕТЕ

От электронной и вообще письменной коммуникации мы ждем известной сдержанности, ведь отправитель может проверить и отредактировать написанное, чтобы получилось лучше. Новые исследования показывают, что все несколько сложнее: оказывается, получатель считывает эмоции автора… по опечаткам. Шесть исследований показали: электронные письма с несколькими опечатками воспринимаются участниками как более прочувствованные, чем точно такие же, но без ошибок. 598 участников одного эксперимента прочли сообщение от менеджера с критикой сотрудника, не сдавшего вовремя отчет. Одной группе была представлена версия с тремя опечатками, другой — без опечаток. Читавшие версию с ошибками оценили уровень гнева менеджера как существенно более высокий. Дополнительный эксперимент показал, что тот же принцип работает и с положительными эмоциями: опечатки усиливают ощущение радостной взволнованности автора. Видя нечто неожиданное (например, опечатку), мы подсознательно ищем ему причину, поясняют ученые, а наш культурный опыт подсказывает, что захлестывающие эмоции часто мешают думать и действовать правильно. Поэтому, пишут авторы, «ошибки в коммуникации усиливают воспринимаемую интенсивность выраженной иными средствами эмоции». Положительный момент: к ошибкам в эмоциональных сообщениях читатели относятся менее придирчиво, чем в спокойных, считая их признаком чувств, а не безграмотности.

Зная, что ошибки считываются как сигнал эмоций, пишущий может увеличить эффективность своих посланий, заключают авторы: «Например, если менеджеру будет важно осудить дурные результаты работы подчиненного, но не перегнуть палку, он лишний раз проверит орфографию перед отправкой сообщения».

Об исследовании: «Beyond the Emoticon: Are There Unintentional Cues of Emotion in Email?» Hayley Blunden, Andrew Brodsky («Personality and Social Psychology Bulletin», 2021)

КАЧЕСТВО ЖИЗНИ | РАССТАНОВКА АКЦЕНТОВ ВЛИЯЕТ НА УРОВЕНЬ СЧАСТЬЯ СОТРУДНИКОВ

Широко известен совет: чтобы стать счастливее, покупайте впечатления, а не товары. Новое исследование позволяет выяснить, работает ли этот принцип не с покупателями, а с продавцами впечатлений.

Ученые спросили более двух сотен сотрудников ряда отраслей, что они предлагают людям: вещи или чувства, насколько предлагаемый товар значим для них лично и насколько их работа влияет на других. Также по разным критериям были оценены осмысленность их работы и уровень счастья. Те, кто считал, что продает впечатления, отмечали бóльшую личную вовлеченность и глубже ощущали, что помогают людям. В результате они считали свою работу более наполненной смыслом и получали от нее больше радости. В рамках дополнительного эксперимента ученые попросили одну группу продавцов взглянуть на свою работу как на продажу впечатлений, а другую — как на продажу товара и задали им те же вопросы. Средний уровень счастья первой группы оказался существенно выше.

Заключительный эксперимент показал: если клиент остался недоволен покупкой, уровень удовлетворенности работой меньше падает у тех продавцов, которые считают, что продают впечатления: они воспринимают нанесенный клиенту ущерб как менее значимый. Таким образом, продавец эмоций лучше защищен от негативных переживаний на работе. «Помочь сотруднику заметить эмоциональный аспект предлагаемого им товара — надежный способ улучшить его психологическое состояние», — делают вывод авторы работы.

Об исследовании: «A New Look at Employee Happiness: How Employees’ Perceptions of a Job as Offering Experiences Versus Objects to Customers Influence Job-Related Happiness», Wilson Bastos, Sigal G. Barsade («Organizational Behavior and Human Decision Processes», 2020)

ИННОВАЦИИ | ВАША ПОПЫТКА ЗАЩИТИТЬ ПАТЕНТ МНОГОМУ НАУЧИТ… ВАШИХ КОНКУРЕНТОВ

Обнаружив, что конкурент злоупотребил ее интеллектуальной собственностью, фирма обычно подает в суд. Но новое исследование свидетельствует: патентные разбирательства могут обернуться против истца, сделав защищаемые им сведения еще более доступными.

Ученые проанализировали более 3 тыс. дел по нарушениям патентного права, заведенных работающими в США фармкомпаниями в период с 1998 по 2015 год. Была получена подробная информация о фирмах — сторонах этих дел, в том числе финансовые и патентные документы и разрешения FDA, которую далее сравнили с данными о фирмах, не участвовавших в тяжбах. Оказалось, что ответчики по делам о нарушении патента в среднем на 18% чаще (и вдвое быстрее, чем обычно) после разбирательств выпускают новое лекарство, нежели фирмы, к которым не было судебных претензий. Еще заметнее эта разница проявилась в случаях, когда нарушенный патент был очень объемным или касался сравнительно новых или неоднородных знаний.

Чтобы доказать свои претензии, поясняют ученые, компании-истцу часто приходится раскрыть (не только суду, но и ответчику) внутреннюю информацию даже в большем объеме, чем предполагает патент. На этапе расследования истец часто вынужден представлять исследовательские записи и информацию о процедурах компании, об успешных и неуспешных экспериментах, лабораторном и прочем физическом оборудовании, а также знания, которыми владеют сотрудники и свидетели-эксперты. Чтобы доказать, что их патент уникален и сведения в нем неочевидны, часто приходится разъяснять научную новизну изобретения и подробно рассказывать, как именно оно было сделано. На всех этапах дела есть риск случайно обнародовать наработки, с помощью которых ответчик в дальнейшем сможет упростить себе работу и сэкономить ресурсы для более прибыльных проектов.

«Таким образом, ответчик получает доступ к новой для себя и обычно закрытой информации», — сетуют авторы. В результате, продолжают они, «фирма-ответчик… избегает ошибок владельца патента и извлекает уроки из его успехов». А поскольку компания, как правило, подает в суд только по поводу самой ценной интеллектуальной собственности, подобные ненамеренные утечки могут всерьез навредить ее конкурентному положению.

Об исследовании: «A Trojan Horse Inside the Gates? Knowledge Spillovers During Patent Litigation», Kiran S. Awate, Mona Makhija («Academy of Management Journal», готовится к выходу)

НАЗВАНИЯ БРЕНДОВ | ЖЕНСТВЕННОСТЬ КАК ПРЕИМУЩЕСТВО

Руководители в сфере маркетинга тратят уйму времени и средств на выбор названия для новых продуктов; стоимость услуг нейминга доходит до $10 тыс. за букву. Новое исследование указывает на важнейший аспект успеха: воспринимаемая «женственность» или «мужественность» выбранного слова. Проанализировав списки Best Global Brands компании Interbrand за 20 лет, ученые выяснили, что марки с «женственными» названиями (как правило, это сравнительно длинные слова, оканчивающиеся на гласную и с безударным первым слогом) чаще других вырываются на верхние строчки.

Пять дополнительных экспериментов как на реальных, так и на придуманных брендах позволили подтвердить преимущества женственных названий и даже объяснить этот феномен. От кроссовок до санитайзеров и каналов YouTube — везде участники отдавали предпочтение женственным названиям (например, Nimilia) в ущерб мужественным (Nimeld). От первых, говорили испытуемые, исходит тепло, что переносится и на отношение к бренду в целом: его так и хочется выбрать.

Конечно, были и исключения. Если продукт предназначался для мужской аудитории, мужественные и женственные названия шли наравне. Продукция для удовольствия, например шоколад, заметно выигрывала от женственных названий, а вот строго функциональным товарам, таким как напольные весы, подходили мужественные.

Эта информация будет очень полезна при выборе названий для новинок — но пригодится и в работе с существующими брендами. «Брендам… вряд ли есть резон отказываться от зарекомендовавшего себя мужественного названия, — предупреждают ученые. — Возможно, его излишнюю жесткость удастся смягчить теплом “женственного” суббренда, расширения бренда или логотипа. Скажем, Fiesta — женственный суббренд мужественного Ford».

Об исследовании: «Is Nestlé a Lady? The Feminine Brand Name Advantage», Ruth Pogacar et al. («Journal of Marketing», готовится к выходу)

ЭКОЛОГИЯ | РОСКОШНЫЕ ТОВАРЫ ПРИНОСЯТ ПОЛЬЗУ ПЛАНЕТЕ

Сейчас, когда все озабочены бережливым потреблением, индустрия моды подвергается резкой критике. Эксперты называют ее одним из главных источников загрязнения планеты, ответственным за 10% всех выбросов углекислого газа и 20% сточных вод. Новое исследование подсказывает неожиданный способ снизить наносимый ущерб — побуждать потребителей покупать более дорогие вещи.

Группа ученых собрала данные о розничных онлайн-продажах более чем 4600 новых и бывших в употреблении кошельков и пар обуви. Оказалось, что в секонд-хенды попадает больше товаров категории люкс, чем масс-маркета. Это поддерживает гипотезу, что дорогой вещью пользуются дольше, чем дешевой, прежде, чем она попадает на свалку и тем самым наносит вред экологии. Дополнительное исследование доказало, что к предметам роскоши люди относятся более сознательно: дольше ими пользуются, а потом не выбрасывают, а жертвуют или перепродают. Участники дальнейших экспериментов предпочитали потратить деньги на несколько дешевых товаров, а не на один дорогой — но если им предлагали подумать, чтó прослужит дольше, намного чаще предпочитали высококачественную продукцию. Более того, сознательно ранжируя разные аспекты продукта, участники ставили срок службы на второе место после дизайна и на одну строчку с ценой.

«Люксовые бренды и государственные органы могут объединить усилия и рассказать потребителям о том, что покупка меньшего количества, но лучшего качества пойдет на пользу как им самим, так и природе, — пишут авторы. — Везде, где только можно, маркетологам брендов высшего сегмента стоит приводить конкретные цифры ожидаемого срока службы своей продукции… и подчеркивать ее надежность».

Об исследовании: «Buy Less, Buy Luxury: Understanding and Overcoming Product Durability Neglect for Sustainable Consumption», Jennifer J. Sun, Silvia Bellezza, Neeru Paharia («Journal of Marketing», 2021)

КОЛЛЕКТИВ | КАК СТРАХ, ЧТО ТЫ НЕ ПОНРАВИЛСЯ КОЛЛЕГЕ, МЕШАЕТ ГРУППОВОЙ РАБОТЕ

Первое впечатление остается надолго, но часто оно неточно. Психологи подтвердили существование «разрыва симпатии»: люди недооценивают то, насколько они понравились новым знакомым при первой встрече. Недавно проведенное исследование показало, что этот принцип работает и для групп и влияет на качество их функционирования.

159 участников одного эксперимента разбили на тройки и предложили пообщаться. Затем каждого из них по отдельности спросили, насколько им понравился каждый из собеседников, насколько, по их мнению, они понравились ему и насколько, как им кажется, два других собеседника понравились друг другу. В среднем люди считали, что понравились окружающим меньше, чем те им, и оценивали себя как наименее симпатичного окружающим участника тройки.

В следующем эксперименте такие же вопросы задали студентам технических вузов, работавшим совместно в рамках конкурсов дизайн-проектов. Студенты тоже недооценивали степень, до которой к ним расположены другие, причем независимо от продолжительности знакомства. Этот скептический взгляд человека на самого себя снижал его желание просить окружающих о помощи, давать честные отзывы и сотрудничать в будущем. Последний эксперимент охватил большую выборку профессионалов и показал, что сильнее всего разрыв симпатии — у равных по положению людей и что он снижает эффективность работы команд и удовлетворенность работой. Эксперимент также позволил предложить объяснение этому феномену: думая о своем отношении к окружающим, мы чаще фиксируемся на хорошем («Ее повысили — я в восторге!»), а думая об их отношении к нам — на плохом («Меня повысили — она может позавидовать»).

Исследователи убеждены: менеджерам стоит внимательно следить не только за тем, как участники коллектива относятся друг к другу, но и за тем, как они воспринимают коллег по отношению к себе: избавившись от стереотипов, команда выиграет в удовлетворенности работой и в производительности труда. «Если бы люди знали… насколько хорошо на самом деле к ним относятся коллеги, они бы эффективнее общались, ощущали более глубокую принадлежность команде и в целом получали больше радости от работы», — пишут авторы.

Об исследовании: «The Liking Gap in Groups and Teams», Adam M. Mastroianni et al. («Organizational Behavior and Human Decision Processes», 2021)

ГЕНДЕР | ЕЩЕ ОДИН КАРЬЕРНЫЙ РИСК ДЛЯ ЖЕНЩИН

Проведенные в прошлом году опросы 30 тыс. выпускников вузов с маленькими детьми показали, что женщины существенно чаще мужчин хотят работать из дома всю неделю. Это потенциально тревожный факт: есть данные, что работающих удаленно реже продвигают по службе.

Градостроительные опыты

Практику или стажировку в Институте Генплана Москвы проходит ежегодно около ста студентов. В этом году в Институте решили вывести программы практики на новый уровень и превратить их в воркшопы, как для студентов профильных вузов, так и для молодых специалистов с опытом работы. 

Заявки на участие подали более 200 человек, в основном – студенты из 20 вузов и 8 регионов России. В итоге было отобрано 32 студента, которые работали над собственными проектами по заданию кураторов из Института. До финиша дошли 22 участника с 8 проектами – причем над частью проектов работали несколько человек, над некоторыми один и два. 

Директор Института Татьяна Гук. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов / жюри

Фотография предоставлена Институтом Генплана


Участники воркшопа работали в составе четырех студий: 

  • «Города в городе» – руководитель Максим Гурвич, заместитель директора Института Генплана Москвы
  • «МЦД как модификатор городской среды» – руководитель Виталий Лутц, начальник управления перспективных проектов
  • «Бизнес-пространства будущего» – руководитель Дмитрий Некрасов, заместитель руководителя НПО комплексных и стратегических разработок
  • «Брендинг территорий» – руководитель Евгений Гурвич, PR-специалист

Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов / жюри

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов / жюри

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Член жюри Сергей Глубокин. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов / жюри

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Кураторы групп Максим Гурвич и Дмитрий Некрасов. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов / жюри

Фотография предоставлена Институтом Генплана


Наибольшее внимание участники уделили северной части Москвы, так называемой «объединенной территории районов Дмитровский, Западное Дегунино, Восточное Дегунино и Бесудниковский». Им было посвящено три проекта команд и отдельных авторов, работавших в рамках студии «Город в городе» под руководством Максима Гурвича – основной задачей было, исследовав территорию, найти внутренний потенциал развития района как самостоятельной многофункциональной городской единицы, и два проекта студии «Брендинг территорий», которая занималась вопросами брендинга территорий под тьюторством Евгения Гурвича. Два проекта студии Виталия Лутца были посвящены развитию территорий вокруг будущих станций МЦД, и еще один проект, самый объемный, над которым работали семь участников, был разработан под руководством Дмитрия Некрасова и посвящен «Бизнес-пространству будущего», примером которого стал многофункциональный комплекс Likhobor-Garden, названный по имени района Лихоборы и условно рассчитанный на реализацию к 2040 году.

Участники воркшопа. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Участники воркшопа. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Ирина Лобанова, один из кураторов программы «Города в городе». Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов

Фотография предоставлена Институтом Генплана


Жюри во главе с директором Института Генплана Татьяной Гук заседало 30 августа, в него вошли руководители студий воркшопа и другие специалисты, включая автора данного обзора. Выслушав доклады авторов и оценив каждый проект по десяти параметрам от глубины исследования до качества подачи и инновационности, жюри после устного обсуждения приняло решение наградить дипломами четыре из восьми проектов – подчеркнув, однако, что все работы достаточно сильные и каждая интересна в своем роде. Получилось три номинации и один гран-при, который совпал с призом зрительских симпатий, разыгранным в зале. Со своей стороны отмечу, что работы, действительно, оказались разнообразными и интересными, но помимо дипломов и похвал высшей наградой для кого-то из участников, вероятно, станет работа в Институте Генплана. 

Мы впервые проводим студенческую практику в формате воркшопа и очень довольны результатом. Ребята под руководством моих коллег работали все лето и можно только порадоваться глубине и разносторонности исследования, проведенного в одних проектах, смелости и креативности идей, высказанных в других, многоаспектности третьих. Воркшоп – хороший способ познакомиться с молодыми специалистами, оценить их потенциал, найти новых перспективных сотрудников, которым мы в Институте сможем предложить интересные задачи. У нас уже работают специалисты, которые начинали работать в Институте с практики и стажировки, уверена, кого-то мы пригласим и сейчас.


Как один из членов жюри попробую рассказать обо всех проектах, как победивших, так и пришедших к финишу. 
Гран-при и приз зрительских симпатий

Стратегия развития города Дегунино / группа «Города в городе» / руководитель Максим Гурвич

 
Автор: Анна Сомова

Анна Сомова, обладательница гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов

Фотография предоставлена Институтом Генплана


Самым лучшим проектом, согласно солидарному мнению жюри и зала, присудившего параллельно приз зрительских симпатий, стал проект Анны Сомовой из студии «Город в городе» Максима Гурвича, посвященный, как и другие проекты этой студии, четырем районам САО – гигантской, больше 2000 га, территории на севере Москвы между Лихоборами и МКАДом, МЦД-1 и СВХ. 

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Анна Сомова работала над своим проектом одна, и при наличии обязательных составляющих: исследования, фиксации, предложений по развитию промзон и зеленого каркаса, работа отличалась наибольшим интересом к истории места, ее краеведческой составляющей, что сделало проект очень индивидуальным и даже, может быть, личным, настроенным на романтико-лирический лад, хотя он и не был лишен определенной доли наивности, сквозившей в грустных сетованиях автора по поводу урбанизации как «основной причины обезличивания местности».

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Анна Сомова уделила много внимания истории места, прежде всего – заводов, расположенных в северной и западной части территории, и сделала акцент на истории кирпичных заводов, клейма которых встречаются по всей Москве и в других городах, распространяя, таким образом, некое метафизическое влияние Дегунино на значительное пространство, застроенное зданиями из кирпича, производимого здесь с XIX века на кирпичных заводах.

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Автор предложила систему навигации, в некотором роде родственную клейму на кирпиче – QR-коды, ведущие на различную информацию о районе, его истории, жителях и сообществах – под лозунгом «Город говорит». Коды Анна предлагает оформлять текстурой кирпича, напоминая, таким образом, об айдентике места. 

Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Анна, как и другие участники, акцентирует структуру района, значение промзон, медицинских центров и зеленого каркаса, который она не просто предлагает развить и усилить, но и находит в нем два прогулочных «кольца», родственных, по мнению автора, московским, садовым и бульварным, кольцам. Промзоны Анна предлагает, хотя бы отчасти, сохранить и ревитализовать по примеру Флакона и Винзавода, как часть идентичности места.  
  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при. Воркшоп Института Генплана 2021

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития города Дегунино. Города в городе. Гран-при

    Анна Сомова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Достаточно любопытно, что этот проект, с сильным уклоном и историю и романтическое краеведение, можно сказать, пассеистический, без акцента на цифры, схемы и диаграммы, вызвал солидарное приятие как молодой аудитории, так и профессионалов градостроительного проектирования. Вероятно, именно названные отличия и определили успех необычного проекта – притом что семантическое осмысление города через QR-коды стало, в общем-то, распространенной практикой. Достаточно вспомнить стенды ДКН на зданиях-памятниках в историческом центре и становится понятно, что предложение не ново и даже не свежо – но надо заметить, что ни для масштабных градостроительных проектов, серьезных и проработанных, ни для проектов, которые мы нередко определяем для себя как урбанистические, модные и красивые – такого рода увлечение краеведческой частью, как правило, не очень характерно. А зря. Так что проект, вероятно, следует признать нетипичным, а решение жюри – понятным и даже предсказуемым. Хотя графику подачи проекта автору стоило бы подтянуть, – не подпасть под обаяние этого проекта сложно. Хочется надеяться, что мы имеем дело с постепенным движением «жесткого» градостроительства и «гиперпозитивной» «убранистики» в сторону более тонких материй из области культуры и таким образом разрыв между людьми, которые творят новое и теми, кто помнит о старом, будет успешнее преодолеваться. 

Максим Гурвич, Заместитель директора Института Генплана Москвы

Мы попытались взглянуть на территорию четырех крупных районов северной части Москвы: Западного и Восточного Дегунина, Дмитровского и Бескудникова, – с точки зрения перспектив ее развития как «города в городе», способной, в будущем, к функционированию как самодостаточного, уменьшающего, в числе прочего, маятниковые миграции. Работе предшествовало «полевое» исследование районов, которое мы провели совместно со всеми участниками. Поскольку авторы выбрали разные акценты, проекты получились очень разными: в одном надо отметить глубину и профессионализм проработки, в другом замечательную графику, третий, получивший гран-при, предлагает необычный, я бы сказал, романтический подход, акцентируя культурную составляющую идентичности территории.

Дальше – три проекта, награжденные в номинациях. Надо сказать, что номинации, как это нередко, и, надо думать, справедливо делается, были изобретены жюри «налету», исходя из специфики самых ярких проектов и желания отметить их характерные черты. 

Концептуальное решение 

«Коммуна Селигер» / группа Брендинг территорий / руководитель Евгений Гурвич

 
Авторы: Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова 

Один из двух проектов, целью которых было не просто исследовать градостроительный потенциал территории, начиная с сильных и слабых мест, соцопроса, статистики, транспортной и прочей структуры, но предложить пути его раскрытия посредством такой тонкой, но чрезвычайно актуальной в наше время материи, как брендинг территории: создание запоминающегося фирменного стиля и логотипа, работающего на раскрытие и закрепление идентичности территории и отраженного в разнообразной «фирменной» графике, используемой как на уличных указателях, так и на футболках и антиковидных масках. 

Заставка. Проект «Коммуна Селигер»

Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Особенность этого проекта – брендинг в нем выстроен не только на комплексе визуальных материалов, но и на предложении организовать молодежный общественный центр, или, точнее будет сказать, клуб, распределенный в пространстве, под названием «Коммуна Селигер». Название происходит от станции метро «Селигерская», размещать центр авторы предлагают на разных площадках, как отрытых, к примеру амфитеатрах в парках, так и закрытых, в частности, в арт-пространствах ревитализованных промзон.

  • Центры на карте. Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Выбор названия и концепция. Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Аудитория проекта. Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Аудитория проекта. Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Предлагаемый авторами набор дизайнерской графики связан, таким образом, не с районом вообще, а принадлежит некоей общественной инициативе, пронизывающей, согласно замыслу, всю территорию, и способный, благодаря брендированию, постоянно напоминать о себе, а значит, о коммуне и ее мероприятиях. И хотя в ссылке на «стиль модерн» можно увидеть некоторую натяжку, а использование градиента в логотипе может быть связано со сложностями в его последующем тиражировании, проект интересен прежде всего своей функциональной обоснованностью идеей общественного центра, а графика в целом, будучи применена на примерах предметов, выглядит привлекательно. 
  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект «Коммуна Селигер»

    Ирина Казак, Зарина Лутфуллина, Софья Маслова / предоставлено Институтом Генплана Москвы

Проект-находка

МЦД Ховрино / Группа МЦД как модификатор городской среды / руководитель Виталий Лутц

 
Авторы: Юлия Горбунова, Арина Никитина

Один из двух проектов, посвященных развитию городской среды вокруг станций МЦД – проблематике, которой сейчас активно занимается Институт Генплана. Авторы рассматривали территорию с зоне влияния станции Ховрино, на северо-западном углу района Дегунино, недалеко от МКАД и рядом с СВХ. 

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана


Они предложили, во-первых, навесной общественный комплекс под названием Среда «Эпсилон», позволяющий пересечь множество транспортных артерий, окружающих будущую станцию МЦД и затрудняющих доступ к ней – приподнятую на опорах трехлучевую «звезду», ведущую к платформе МЦД и вдохновленную примером Лейкфронт стейшн в Кливленде. 

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана


Звезда из стали с элементами заводской сборки объединяет пешеходные дорожки над СВХ, двумя железнодорожными ветками и улицей Маршала Федоренко. Внутри показан мини-сквер – плотная группа деревьев. Рядом – новая застройка на территории рядом с железной дорогой. 

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана


Вторе предложение связано с превращением магазина Перекресток, который сейчас перекрывает пешеходные пути, в проницаемый, открытый для прохода фуд-маркет.

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана

Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана


Объемная 50-страничная презентация также содержит анализ территории по разнообразным параметрам: экологии, схемы возраста зданий, плотности населения, загруженности остановок транспорта, активности пешеходных и велопотоков, а также предложения по развитию каркаса публичных пространств, в том числе транзитного сквера между метро и МЦД.

  • Каркас публичных пространств. Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

    Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана

  • Каркас публичных пространств. Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

    Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана

  • Развитие транзитного сквера. Проект МЦД. Ховрино / Воркшоп Института Генплана 2021

    Юлия Горбунова, Арина Никитина / предоставлено Институтом Генплана


Виталий Лутц, Начальник Управления перспективных проектов Института Генплана Москвы

Развитие территорий вокруг станций МЦД – одна из масштабных тем, разрабатываемых Институтом Генплана. Тема сложная и важная – ведь зачастую места для расположения новых станций городского внеуличного транспорта исторически не приспособлены для пешеходов. А ведь люди – главные пользователи и города, и транспорта. Мы предложили участникам подумать над восстановлением пешеходной связности в местах новых станций МДЦ, подумать, как вообще могла бы развиваться заброшенная территория вокруг них. В результате, как мне кажется, мы получили довольно любопытные решения.

Комплексное решение

Лихоборы-Гарден / группа Бизнес-центры будущего / руководитель Дмитрий Некрасов

Авторы: Эльвина Ибрагимова, Анна Шерстнева, Маргарита Выходцева, Артем Смирнов, Георгий Суспицын, Григорий Якимов, Арсений Белобородов

Презентация проекта Likhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

Фотография предоставлена Институтом Генплана

Заставка. Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы


В группе под руководством Дмитрия Некрасова и тьютора Екатерины Челышевой семь человек различной специализации (архитекторы, экономисты, географы, дизайнеры) работали над одним проектом – поэтому неудивительно, что проект получился масштабным, разносторонне осмысленным, профессионально оформленным и снабженным множеством графиков, представляющих как предварительный анализ территории и функций, необходимых бизнес-пространству будущего, так и дорожную карту реализации проекта. 
  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Бизнес-пространства будущего, условно ориентируясь на 2040 год, авторы исследовали на примере территории Лихобор, расположенной к северу от станций МЦК Коптево–Владыкино. Авторы делают акцент на инновациях, экологии и многофункциональности, необходимой территориям бизнес-центров, для которых важно наличие поблизости временного жилья, мест отдыха, ресторанов и прочего. Любопытна ремарка, что даже в Дубае вокруг бизнес-кластеров образуется некоторое количество баров. Рассматриваемая территория – достаточно значительная – поделена на секторы, найдены места для деловой и жилой застройки.

Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Дмитрий Некрасов, заместитель руководителя НПО комплексных и стратегических разработок Института Генплана Москвы

Развитие бизнес-пространства на современном уровне планирования, обращенном в будущее в смысле работы с самыми актуальными тенденциями – сложная многоаспектная задача, требующая совместной работы профессионалов разной специализации. В то же время исследуемый район, Лихоборы, – очень перспективный, как в силу своего местоположения, так и благодаря строительству новых городских магистралей. Но задача сложная. Поэтому мы решили объединить участников в одну команду, для того, чтобы рассмотреть разные проблемы возможного развития территории в комплексе.

Собственно БЦ Лихобор Гарден авторы расположили в западном секторе, на территории промзоны №45 «Автомоторная», между СВХ, рекой Лихоборкой и Головинскими прудами. Река и пруды образуют зеленый каркас, застройка предложена каскадная, к зеленым зонам меньшей высоты, к городу – большей, причем в зданиях высотой 7–10 этажей располагаются только офисы, в более высоких – жилье. Институт гражданской авиации МГТУ ГА и исследовательский Автомобильный институт НАМИ сохраняются на своих местах, помимо офисной и жилой застройки предусмотрены торговый центр, технопарк и крупная оранжерея рядом с рекой, расширяющая опции природных рекреаций.

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект Lkhobor-Garden / Воркшоп Института Генплана 2021

    Группа Бизнес-пространства будущего / предоставлено Институтом Генплана Москвы

***

Далее публикуем 4 проекта, которые не вошли в число отмеченных жюри.

Евгений Гурвич, пиар-специалист Института Генплана Москвы

Когда мы думали над концептом мастер-классов, хотелось, чтобы это было обоюдно полезно. И студенты, и кураторы многому научились друг у друга. От участников мы получили очень много положительных отзывов, так что в следующем году мы предложим еще более нетривиальные и масштабные кейсы.


 

 


ДеGOODский / группа «Города в городе» / руководитель Максим Гурвич   
Авторы: Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / назвавшие себя GIRLS+

Участники воркшопа. Воркшоп Института Генплана 2021 / подведение итогов

Фотография предоставлена Институтом Генплана


Проект отличает красивая графика подачи, вдумчивое исследование со значительным социологическим подразделом (опрошено 138 человек) и ряд предложений, часть которых перекликается в отмеченными выше и столь же перспективна. Так, авторы предлагают создание общественного центра – на базе завода Красный Северянин, экомосты и развитие пешеходного каркаса, в том числе за счет переходов над шоссе, а также делают предложение по брендингу территории, складывая ее название – ДеGOODский из частей трех названий районов: Дегунино, Дмитровский, Бескудниково. Некоторый скепсис жюри вызвало предложение двух новых станций метро и «двух шоссе» внутри территории, одного из Ижорской улицы, другого из Талдомской.
  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Проект ДеGOODский / Воркшоп Института Генплана 2021

    Дарья Корнилаева, Татьяна Молчанова, Дарья Суханинская, Анна Шелепина / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Генеральный план города Дегунино. Стратегия развития территории / группа «Города в городе» / руководитель Максим Гурвич  
Автор Леонид Маринцев
(выпускник Пензенского университета архитектуры и строительства по специальности Градостроительство, сотрудник пензенской проектной компании Территория жизни)

Проект отличается исключительной основательностью проработки многих разделов, от исторического каркаса до транспортного, что удивительно, поскольку он полностью выполнен одним человеком – Леонидом Маринцевым, впрочем уже не студентом, а дипломированным архитектором. Заглавие «стратегия развития» очень подходит данному проекту, основательному и «генплановскому» по структуре и подаче. Даже предложенную для района айдентику автор детально трактует по актуальным темам, объясняя смысл каждого квадратика в паттерне. Леонид также предлагает новые транспортные артерии и новые станции метро, причем не две, как в предыдущем проекте, а четыре. 

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Стратегия развития района Дегунино / группа Города в городе / Воркшоп Института Генплана 2021

    Леонид Маринцев / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  


«Северное сияние» / группа Брендинг территорий / руководитель Евгений Гурвич  
Авторы: Ания Тебнева, Софья Шкаруба

Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы


Проект полностью посвящен разработке графической концепции айдентики района, способам ее применения, промоушена и финансирования, в том числе на деньги городской администрации и бизнеса. Районы Бескудниково, Дмитровский, Западное и Восточное Дегунино в проекте рассмотрены как части целого – им предложен единый логотип и виде дубового листа и силуэта города (не абстрактного, а увиденного на месте), но разные оттенки цвета, заимствованные из гербов районов, но в несколько разбеленном виде. 
  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

  • Северное сияние. Бренд районов САО Москвы. Воркшоп Института Генплана 2021

    Ания Тебнева, Софья Шкаруба / предоставлено Институтом Генплана Москвы

 


МЦД Митьково / группа МЦД / руководитель Виталий Лутц
Авторы: София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина

Проект посвящен развитию территории вокруг будущей станции МЦД-3 Митьково, которая планируется над Русаковской улицей. Проект отличает развитый соцопрос с ответами жителей по многим пунктам, выявляющий, прежде всего: плохую пешеходную доступность и связность территории, отсутствие переходов и благоустройства, внешний вид «городских задворок». Авторы предлагают три сюжета: спиральный винт подъема к пешеходному мосту над железной дорогой и площадь с амфитеатром перед ним, арт-кластер «Третье место» в зданиях фабрики Мосхимфармпрепараты и круглое здание для занятия разными видами экстремального спорта на Леснорядском пустыре между железнодорожными ветками, пешеходный путь к которому начинается от пандуса-винта.

  • Проект реорганизации территории вокруг станции МЦД-3 Митьково / Воркшоп Института Генплана 2021

    София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина / предоставлено Институтом Генплана

  • Проект реорганизации территории вокруг станции МЦД-3 Митьково / Воркшоп Института Генплана 2021

    София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина / предоставлено Институтом Генплана

  • Проект реорганизации территории вокруг станции МЦД-3 Митьково / Воркшоп Института Генплана 2021

    София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина / предоставлено Институтом Генплана

  • Проект реорганизации территории вокруг станции МЦД-3 Митьково / Воркшоп Института Генплана 2021

    София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина / предоставлено Институтом Генплана

  • Проект реорганизации территории вокруг станции МЦД-3 Митьково / Воркшоп Института Генплана 2021

    София Гайлис, Виктория Никитина, Елена Солдаткина / предоставлено Институтом Генплана

Состав жюри: 
Татьяна Гук, директор Института Генплана и председатель жюри (председатель)
Максим Гурвич, заместитель директора Института Генплана Москвы (руководитель студии)
Виталий Лутц, начальник управления перспективных проектов (руководитель студии)
Дмитрий Некрасов, заместитель руководителя НПО комплексных и стратегических разработок (руководитель студии)
Евгений Гурвич, PR-специалист (руководитель студии)
Сергей Глубокин, заместитель начальника управления Архитектурного совета
Арсений Пенкин, начальник управления маркетинга Института Генплана
Максим Перов, советник директора Института Генплана Москвы 
Юлия Тарабарина, главный редактор сайта «Архи.ру»

Мерная посуда

Мерная посуда

В количественной химии часто необходимо проводить измерения объема с погрешностью порядка 0,1%, одна часть на тысячу. Это предполагает использование стеклянной посуды, которая может содержать или обеспечивать объем, известный до нескольких сотых миллилитра, или около нуля.01 мл. Затем можно указать количества, превышающие 10 мл, до четырех значащих цифр. Стеклянная посуда, разработанная для такого уровня точности и точности, стоит дорого и требует некоторого ухода и навыков для получения наилучших результатов. Распространены четыре основных типа мерной посуды: мерный цилиндр, мерная колба, бюретка и пипетка. Они имеют конкретное применение и будут обсуждаться индивидуально. Однако есть некоторые моменты, общие для всех типов. Это касается чистоты и правильного чтения томов.Чистота важна для хороших результатов. Химически чистое стекло поддерживает однородную водяную пленку без видимых висящих капель. Когда закончите, тщательно промойте стеклянную посуду деионизированной водой. Если у вас возникли какие-либо подозрения, вымойте его перед использованием. С некоторыми типами стеклянной посуды можно «кондиционировать» устройство, промывая его несколькими небольшими порциями раствора, отмеряемого перед проведением фактической работы. Это предотвращает разбавление раствора каплями воды и изменение концентрации.Более подробно о том, как это сделать, будет рассказано при обсуждении отдельных предметов из стекла. Вся мерная посуда калибруется с маркировкой, используемой для определения удельного объема жидкости с разной степенью точности. Для точного считывания этого объема нижняя часть изогнутой поверхности жидкости, мениск, должна располагаться на линии разметки желаемого объема. Часто мениск легче увидеть, если положить за прибор белую бумагу или карточку. Если ваш глаз находится выше или ниже уровня мениска, ваши показания будут неточными из-за явления параллакса.Просматривайте мениск на уровне, перпендикулярном глазу, чтобы избежать этого как источника ошибки.

TC по сравнению с TD

Некоторые мерные изделия из стекла имеют этикетку « TC 20 ° C», что означает « для содержания при 20 ° C». Это означает, что при 20 ° C эта колба будет иметь точно указанный в ней объем. Если бы вам пришлось выливать жидкость, вам нужно было бы вылить из нее каждую каплю, чтобы получить такой объем. В качестве альтернативы, некоторые мерные стеклянные изделия имеют этикетку « TD 20 ° C», что означает « для доставки при 20 ° C».»Это означает, что при 20 ° C именно указанный объем оставит его, когда содержимому позволят вытечь из емкости. Нет необходимости собирать все до последней капли, и, по сути, неточно выдувать последнюю каплю. из объемной пипетки.

Градуированные цилиндры

Большинство студентов знакомы с градуированными цилиндрами, которые используются для измерения и дозирования известных объемов жидкостей. Они изготавливаются таким образом, чтобы вмещать измеряемый объем с погрешностью от 0,5 до 1%. Для градуированного цилиндра на 100 мл это будет ошибка 0.От 5 до 1,0 мл. Измерения, выполненные с помощью градуированного цилиндра, могут быть представлены до трех значащих цифр.

Рисунок 1

Мерные колбы

Посмотрите фильм об использовании мерной колбы. Мерная колба, доступная в размерах от 1 мл до 2 л, предназначена для содержания определенного объема жидкости, обычно с допуском в несколько сотых миллилитра, что составляет около 0,1% вместимости колбы. На узкой части горлышка колбы выгравирована калибровочная линия.Он заполнен жидкостью, поэтому дно мениска находится на этой гравированной линии. Калибровочная линия специфична для данной колбы; набор колб, рассчитанный на один и тот же объем, будет иметь линии в разных положениях.

Рисунок 2

Мерные колбы используются для приготовления растворов с очень точно известной концентрацией. Есть два способа сделать это. Можно начать с твердого растворенного вещества или с концентрированного исходного раствора. При работе с твердым растворенным веществом материал взвешивают с желаемой точностью и осторожно и полностью переносят в мерную колбу.Если растворенное вещество теряется при переносе, фактическая концентрация полученного раствора будет ниже расчетного значения. Поэтому твердое вещество взвешивают в химическом стакане или другой стеклянной посуде, которую можно промыть растворителем, обычно водой, и переносят в колбу. Добавляется дополнительный растворитель, но его недостаточно для заполнения широкой части колбы. Растворенное вещество растворяется при вращении колбы или при ее закрытии и повторном переворачивании. После растворения растворенного вещества добавляют еще растворитель, чтобы довести объем до отметки на колбе.Последнюю порцию нужно добавлять очень осторожно, по каплям, чтобы дно мениска было на отметке. Затем колбу закрывают пробкой и несколько раз переворачивают, чтобы полностью перемешать раствор. При разбавлении основного раствора желаемый объем раствора переносится в колбу с помощью пипетки. Затем добавляют растворитель, как описано выше. Очевидно, что концентрация исходного раствора должна быть известна с точностью до такого количества значащих цифр, которое требуется для разбавленного раствора. Также передаваемый объем должен быть известен желаемым количеством значащих цифр.Никогда не наполняет мерную колбу растворителем, а затем добавляет растворенное вещество. Это приводит к переполнению колбы, и объем не будет известен точно. Иногда бывает полезно иметь немного растворителя в колбе перед добавлением растворенного вещества. Это хорошая практика при работе с летучими растворенными веществами. Мерные колбы не используются для хранения растворов. После приготовления раствора его переливают в чистую бутылку или стакан с этикеткой. Затем колбу промывают и хорошо ополаскивают. Последние несколько полосканий следует проводить деионизированной водой.

Бюретки

Бюретка — это длинная узкая трубка с краном в основании.Он используется для точного дозирования различных объемов жидкостей или растворов. Он градуируется с шагом 0,1 мл, с отметкой 0,00 мл вверху и отметкой 50,00 мл внизу. Обратите внимание, что отметки не доходят до крана. Таким образом, бюретка фактически вмещает более 50,00 мл раствора. Также доступны бюретки с объемом жидкости 25,00 мл и 10,00 мл.

Рисунок 3

Посмотрите фильм о чистке и кондиционировании бюретки.Для оптимальной точности и предотвращения загрязнения бюретка должна быть чистой. Чтобы проверить бюретку на чистоту, закройте ее кран и налейте в нее небольшой объем (5-10 мл) деионизированной воды. Держите бюретку под наклоном, почти параллельно поверхности стола. Медленно поверните бюретку и позвольте жидкости покрыть ее внутреннюю поверхность. Затем держите его вертикально; жидкость должна осесть листами на дно бюретки, не оставляя капель на внутренних стенках. Если на стенках образуются капли, вымойте изнутри мыльным раствором и ополосните дистиллированной или деионизированной водой.Повторите проверку чистоты. Непосредственно перед использованием бюретку следует «кондиционировать», чтобы удалить приставшую к внутренним стенкам воду. Добавьте в бюретку ~ 5 мл жидкости, которая будет использоваться. Промойте стенки бюретки, затем слейте жидкость через кран. Повторите со вторым объемом жидкости. Теперь бюретку можно заполнить раствором. Делайте это осторожно и не допускайте попадания пузырьков воздуха в трубку. Вам может понадобиться небольшая воронка. Уровень жидкости может быть выше отметки 0,00 мл. Закрепите заполненную бюретку на месте, если это не было сделано до заполнения; Иногда при наполнении бюретку легче удерживать.Откройте запорный кран и слейте достаточно жидкости, чтобы заполнить кончик бюретки. Имейте под рукой стакан для отработанного раствора для этой и подобных операций. В трубке или на кончике бюретки не должно быть пузырьков. Это приведет к ошибкам в объеме. Если в трубке есть пузырьки, осторожно постучите по бюретке, чтобы освободить их. Используйте кран, чтобы выдавить пузыри из наконечника. Может потребоваться опорожнение и повторное наполнение бюретки. Посмотрите фильм о титровании. Когда бюретка станет чистой и без пузырьков, слейте жидкость до тех пор, пока мениск (дно изогнутой поверхности жидкости) не станет равным нулю или немного ниже него.Метка 00 мл. Нет необходимости точно выравнивать мениск по отметке 0,00 мл, поскольку разница между начальным и конечным объемами является желаемым измерением. Если на кончик бюретки прилипла капля жидкости, удалите ее, осторожно прикоснувшись кончиком к стеклянной поверхности, например к краю стакана для отходов, или протерев ее салфеткой Kimwipe. Объем капли составляет около 0,1 мл, что соответствует размеру деления бюретки. Найдите дно мениска и измерьте уровень жидкости в бюретке с точностью до нуля.01 мл в этот момент. Это потребует небольшой практики. Помните, вы читаете сверху вниз. Запишите это значение как начальный объем. Хотя сложно «читать между строк», помните, что последняя цифра измерения, как ожидается, будет иметь некоторую погрешность! Одну пятую (1/5) деления (0,02 мл) можно воспроизвести, если мениск находится между отметками калибровки, после небольшой практики. Теперь налейте нужную жидкость. Если вы используете бюретку для измерения заданного количества жидкости, определите, какими должны быть окончательные показания, чтобы получить это количество.Медленно налейте жидкость в приемный сосуд. Помните, что в чистой бюретке вода будет покрывать внутренние стенки и медленно стекать. После закрытия запорного крана ловите любую висящую каплю в приемном сосуде. На данный момент это часть измерения, поэтому не кладите его в контейнер для отходов. Подождите несколько секунд, пока мениск стабилизируется, затем считайте и запишите окончательный объем с точностью до 0,01 мл. Разница между начальным и окончательным показаниями — это выданный вами объем. При использовании бюретки легче работать с точным дозированным объемом, чем пытаться дозировать точный объем.Помня об этом, планируйте свою работу. Хотя бюретки иногда используются в качестве дозаторов, они гораздо чаще используются в процедурах, называемых титрованием. При титровании стараются как можно точнее определить точку эквивалентности. Обычно это связано с первым стойким изменением цвета индикатора. Немного потренировавшись, можно добавлять фракции капель (менее 0,1 мл) в сосуд для титрования и воспроизводить результаты в пределах 0,10 мл или меньше. Посмотрите фильм о чистке бюретки.По окончании использования бюретки слейте оставшуюся жидкость и тщательно очистите ее. Завершите несколько полосканий деионизированной водой, включая кран и наконечник. Если растворенное вещество высыхает в бюретке, его может быть очень сложно удалить. Зажмите бюретку зажимом бюретки вверх дном с открытым краном, чтобы она высохла к следующему лабораторному сеансу.

Пипец

Посмотрите фильм о технике пипетирования. Пипетки предназначены для подачи известного объема жидкости. Их объемы варьируются от менее 1 мл до примерно 100 мл.Есть несколько типов, которые различаются по точности и по типу задачи, для которой они оптимальны.

Рисунок 4

  • Мерные пипетки предназначены для хранения одного определенного объема. Этот тип пипетки представляет собой узкую трубку с «пузырем» в центре, сужающийся конец для подачи жидкости и единственную градуировочную отметку рядом с верхом (напротив сужающегося конца) пробирки. Мерные пипетки, иногда называемые переносными пипетками, являются наиболее точными пипетками.Обычно они обеспечивают указанный объем ± 0,1%, погрешность в несколько сотых миллилитра.
  • Большинство мерных пипеток имеют маркировку TD (доставить) и опорожняются самотеком. Если на кончике пипетки осталась капля, ее осторожно касаются приемного сосуда, чтобы слить оставшуюся жидкость, или протирать салфеткой Kimwipe. Этот тип пипетки , а не , предназначен для вытеснения остаточной жидкости путем продувки.
  • Пипетки Мора , также называемые мерными пипетками, представляют собой прямые трубки с градуировкой (обычно на 0.Интервалы 10 мл) и сужающийся конец. Пипетки Мора не предназначены для полного опорожнения. Оператор наполняет их до определенного уровня, а затем распределяет желаемое количество жидкости. Они очень похожи на бюретки и могут использоваться для титрования малых объемов. Однако это требует изрядной практики.
  • Серологические пипетки — это гибрид двух предыдущих типов. Как и пипетки Мора, это прямые трубки с градуировкой. Они могут быть почти такими же точными, как объемные пипетки, и очень удобны.Их можно использовать для дозирования различных объемов. Например, эксперимент может потребовать разбавления исходного раствора, требующего 2,5, 5,0 и 7,5 мл раствора. Серологическая пипетка — отличный инструмент для такого рода работы. Большинство серологических пипеток имеют калибровку TD / Blow Out. У них есть фигурный наконечник, чтобы удерживать ватную пробку, и горизонтальные полосы в верхней части трубки. Они сливаются под действием силы тяжести, а последняя капля аккуратно выдувается грушей пипетки в приемный сосуд.
Перед использованием пипетку необходимо несколько раз промыть деионизированной водой.Если капли воды остаются внутри, попробуйте очистить пипетку теплым мыльным раствором, а затем несколько раз промыть деионизированной водой. После очистки пипетку следует «кондиционировать». Сначала получите небольшой объем раствора, который нужно разлить в стакан или колбу. Никогда не производите пипетку непосредственно из бутыли с исходным раствором! Поскольку вы можете загрязнить этот раствор, не забудьте выбросить его после завершения кондиционирования. Наберите в пипетку небольшой объем раствора, который нужно распределить, затем поверните пипетку в сторону (параллельно столешнице) и медленно поверните ее, чтобы покрыть внутреннюю поверхность.Затем дать раствору полностью стечь . Теперь пипетка готова к переносу желаемой жидкости. Заполнение пипетки требует небольшой практики; вы можете попробовать его несколько раз с деионизированной водой после очистки. Для этой цели используйте грушу для пипетки, но не рот! Колба имеет коническое резиновое уплотнение. никогда не должен плотно прилегать к верхней части пипетки. Прижмите колбу к верхней части трубки, достаточно плотно, чтобы получилось уплотнение. Сожмите и удерживайте грушу в сжатом виде, опустите кончик пипетки в интересующий раствор и медленно ослабьте давление на грушу.Когда жидкость поднимется немного выше калибровочной отметки на шейке, быстро извлеките грушу и приложите палец (обычно большой или указательный) к верхней части пипетки. Легкое покачивание или вращательное движение пальца должно позволить раствору стечь до тех пор, пока нижняя часть мениска не коснется калибровочной отметки. Удалите любую каплю, свисающую с наконечника, осторожно прикоснувшись наконечником к стеклянной поверхности, например к стакану для отработанного раствора. Теперь содержимое пипетки можно слить в желаемую емкость.Вставьте кончик пипетки в контейнер, уберите палец и дайте жидкости вытечь из пипетки. В объемной пипетке будет одна оставшаяся капля, которую следует «отбросить», осторожно прикоснувшись кончиком пипетки к внутреннему краю контейнера. Небольшой объем жидкости останется в пипетке, и ее следует оставить там. Из серологических пипеток должна быть удалена вся жидкость, содержащаяся в пипетке, обычно при небольшом давлении резиновой груши. Градуированные пипетки (серологические или Мора) немного сложнее в использовании, чем мерные пипетки, потому что есть больше вариантов их наполнения и считывания.Изучите такую ​​пипетку перед тем, как использовать ее, и подумайте, что вы будете с ней делать. Многие градуированные пипетки имеют две шкалы. Одна шкала показывает самые высокие значения в направлении наконечника диспенсера и читается как бюретка. Другой имеет самые низкие значения возле наконечника диспенсера. Это легче читать, набирая жидкость в пипетку для переноса в другой сосуд. После использования пипетки несколько раз промойте ее деионизированной водой. Наберите его полный объем и дайте стечь. Если вы используете пипетку повторно для нескольких аликвот (образцов) одного и того же раствора, не промывайте пипетку между применениями.Вам просто придется каждый раз кондиционировать его. Очистите его, когда закончите, или перед тем, как приступить к работе с другим раствором.

Значимые фигуры и мерная посуда

Как указано в предыдущем обсуждении, большая часть мерной стеклянной посуды имеет точность до нескольких сотых миллилитра и разработана таким образом, чтобы внимательный оператор мог воспроизводить измерения с такой степенью точности. Следовательно, измерения, выполненные с помощью мерной стеклянной посуды, составляют 0,01 мл. В зависимости от используемых объемов три или четыре значащих цифры могут отображаться в таблицах данных и использоваться в расчетах.

Объемный анализ

Объемный анализ — широко используемый количественный аналитический метод. Как следует из названия, этот метод включает измерение объема раствора известной концентрации, который используется для определения концентрации аналита.

  1. Приготовьте раствор из точно взвешенного образца до +/- 0,0001 г анализируемого материала.
  2. Выберите вещество, которое будет быстро и полностью реагировать с аналитом, и приготовьте стандартный раствор этого вещества.Концентрация стандартного раствора должна быть известна как +/- 0,0001 M.
  3. Поместите стандартный раствор в бюретку и медленно добавьте его к неизвестному. Этот процесс называется титрованием, а раствор в бюретке — титрантом. Продолжайте титрование до завершения реакции; то есть до тех пор, пока количество добавляемого реагента не станет точно тем количеством, которое требуется для реакции со всеми анализируемыми составляющими. Эта точка называется точкой эквивалентности, и ее можно обнаружить, добавив индикатор к неизвестному раствору перед началом титрования.Индикатор — это вещество, которое дает изменение цвета в точке эквивалентности или около нее. Точка, в которой происходит изменение цвета, является конечной точкой титрования.
  4. Измерить необходимый объем стандартного раствора по показаниям бюретки до и после титрования. Поскольку молярность стандартного раствора известна, количество молей титранта можно рассчитать. Зная уравнение реакции, можно также рассчитать количество молей компонента, присутствующего в образце.
  1. Самый точный и удобный способ приготовления стандартного раствора — взвесить реагент, растворить его и разбавить до определенного объема в мерной колбе. Этот метод можно использовать только в том случае, если реагент является первичным стандартом.
  2. Для того, чтобы реагент был первичным стандартом, он должен быть доступен в чистом виде (как правило, с чистотой не менее 99,98%), стабильным как в чистом виде, так и в растворе, легко сушиться и оставаться сухим, а также растворимым в подходящем растворителе. .
  3. Многие полезные реагенты не соответствуют этим требованиям, поэтому реагент растворяется и разбавляется приблизительно до желаемой концентрации. Затем раствор стандартизируют путем титрования его относительно первичного раствора. Этот стандартизованный раствор называется вторичным стандартом.
  1. Очистите бюретку перед использованием и промойте водой. Если на стенках скапливаются капли воды, бюретка не чистая. После очистки бюретки промойте ее титрантным раствором перед заполнением.Налейте около 5 мл титранта в бюретку и, удерживая бюретку почти горизонтально, медленно поверните ее так, чтобы титрант очистил бюретку целиком. Сделайте это трижды.
  2. Поместите бюретку в зажим для бюретки, прикрепленный к большой кольцевой стойке. С помощью воронки заполните бюретку титрантом до уровня выше нулевой отметки. Поместите стакан под бюретку и откройте кран на несколько секунд, чтобы удалить весь воздух из наконечника и заполнить его. Верх раствора теперь должен быть ниже нулевой отметки.
  3. Считайте показание бюретки до +/- 0,01 мл с мениском на уровне глаза, чтобы минимизировать параллакс (см. Рис. 1). Параллакс — это изменение видимого положения мениска на уровне глаз. Если вы смотрите на мениск, показания будут низкими. Если вы посмотрите на него, значение будет высоким.

    Рис. 1. Поместите черную полосу за бюреткой, чтобы было легче видеть мениск и легче читать объем.

  4. Поместите титруемый раствор в колбу Эрленмейера и добавьте 3-5 капель соответствующего индикатора.Поместите колбу под бюретку.
  5. Медленно добавьте титрант из бюретки, перемешивая содержимое колбы, чтобы обеспечить необходимое перемешивание (см. Рисунок 2). По мере приближения к конечной точке титрант нужно добавлять очень медленно — по капле за раз. Обычно есть индикация приближения к конечной точке. Если конечной точкой является изменение цвета, изменение происходит мгновенно, когда реагент падает в раствор, но исчезает при перемешивании в раствор. Это затухание происходит медленнее по мере приближения к конечной точке.

    Рис. 2. Правильное обращение с запорным краном бюретки. Это позволяет максимально контролировать скорость добавления титранта.

  6. Когда будет достигнута конечная точка, дайте раствору отстояться в течение 10 секунд, чтобы жидкость в бюретке могла осесть, затем считайте показания бюретки. Вычтите начальное показание бюретки из окончательного, чтобы получить объем использованного титранта.

Индикаторы используются для определения конечной точки титрования.Индикатор используется при кислотно-основном и окислительно-восстановительном титровании. Изменение цвета индикатора должно быть около точки эквивалентности реакции. На следующих графиках показаны часто используемые индикаторы и их цвет.

Кислотно-основные показатели

Рис. 3. Раствор, содержащий индикаторный фенолфталеин, перед титрованием.

Рис. 4. Раствор, содержащий фенолфталеин после титрования.

Индикаторы окисления-восстановления

Подготовка калибровочных стандартов — Энди Коннелли

Опубликовано 6 марта 2017 г. Энди Коннелли.Последнее обновление 9 мая 2017 г.

Введение

Калибровочные стандарты — ключ к аналитическому процессу. Они используются для построения калибровочной кривой, и чем лучше калибровочная кривая, тем лучше данные. В этом сообщении в блоге я покажу различные простые методы изготовления калибровочных стандартов из водных и твердых стандартных материалов. Глоссарий значений см. В конце сообщения.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Я не специалист по аналитической химии. Содержание этого блога — это то, что я обнаружил, стараясь понять предмет.Я сделал все возможное, чтобы информация здесь была как можно более точной. Если вы заметите какие-либо ошибки или допущения, или у вас есть какие-либо комментарии, пожалуйста, дайте мне знать.

Процесс

Процесс создания калибровочных стандартов обычно следует процессу, показанному на рисунке 1. Первые два шага описаны в предыдущем сообщении блога.

Рисунок 1: Как приготовить стандартные растворы для калибровки.

Выбор стандартного материала

Существует множество вариантов стандартных материалов, например, одноэлементные водные стандарты (напр.грамм. 1000 ppm Fe) или многоэлементные водные стандарты. Также можно использовать твердые материалы высокой чистоты для приготовления калибровочных стандартных растворов (например, с использованием NaCO3 для приготовления стандартного раствора Na 100 ppm). Ваш выбор будет зависеть от области применения, стоимости, доступности и требуемой точности.

Что бы вы ни выбрали, важно использовать реагенты, подходящие для этой цели. Обычно это химические реагенты для аналитических целей (например, Aristar, Analar или аналогичные) и ультрачистая вода (тип I).Также нужно будет определиться с составом разбавляющего (матричного) раствора. Например, вам нужно сопоставить матрицу? Вам нужно добавить кислоту (например, 1% HCl), чтобы металлы оставались в растворе, или основание для йода и т. Д.? Вам также может потребоваться добавить в это решение внутренний стандарт для некоторых аналитических методов (например, ICP-MS).

Расчет

Перед выполнением расчетов вам необходимо определиться с диапазоном концентраций калибровочных стандартов и убедиться, что этот диапазон охватывает полный диапазон концентраций ваших образцов.В общем, по возможности избегайте серийных разведений, так как они могут распространять ошибки на стандарты, которые трудно отследить на калибровочной кривой.

Для расчета количества стандартного водного материала, необходимого для приготовления раствора, можно использовать следующее уравнение:

, где C = концентрация (ppm, кмоль м-3, моль-дм-3 и т. Д.) И V = объем (мл, дм и т. Д.)

В качестве примера для приготовления 50 мл калибровочного раствора 5 ppm из стандартного (или исходного) раствора 100 ppm:

Итак, вам понадобится 2.5 мл стандартного (или исходного) раствора и 47,5 мл воды для приготовления 50 мл калибровочного раствора 5 ppm.

Я не рассматривал расчеты для приготовления калибровочных стандартных растворов из твердых стандартов. Дополнительную информацию об этом см., Например, здесь.

Приготовление основного раствора

Стандартный раствор действует как промежуточный раствор между стандартным раствором и вашими калибровочными стандартами. Например, если вы калибруете в диапазоне 1–10 частей на миллион, будет трудно отмерить очень небольшие требуемые количества стандарта 1000 частей на миллион.Чтобы облегчить жизнь, вы обычно сначала делаете исходный раствор 100 ppm, а затем используете его для приготовления калибровочных стандартов.

Не рекомендуется хранить стандартные или стандартные растворы. Однако более концентрированные растворы обычно лучше хранятся, так как если небольшое количество аналита прилипнет к стенкам контейнера, это не окажет существенного влияния на общую концентрацию. Таким образом, исходные растворы часто можно хранить дольше, чем калибровочные растворы с низкой концентрацией. Тем не менее, хранение растворов сильно зависит от аналита (как по времени, так и по условиям), и его следует по возможности избегать.

Выбор судна

Для приготовления исходного раствора можно использовать мерные колбы или пробирки центрифужного типа. У каждого судна есть достоинства и недостатки:

  • Стеклянные мерные колбы: больших объемов уменьшают влияние ошибки измерения и позволяют хранить для будущего использования. Для органических аналитов гораздо лучше использовать стекло, чем пластик. Однако существует риск загрязнения стеклом (например, Na, K, Si и т. Д.), И аналит может прилипать к поверхности стекла. Если это проблема, можно использовать пластиковые мерные колбы.
  • Пластиковые центрифужные пробирки: вы производите ровно столько, сколько вам нужно, поэтому растворы будут свежими, меньше риск заражения благодаря меньшему количеству процессов. Однако, что обычно неприемлемо для анализа органических веществ, аналит может прилипать к пластиковой поверхности, а также требует пипетирования очень малых объемов, поэтому больше влияние ошибок измерения.

Что бы вы ни выбрали, важно использовать чистую стеклянную посуду класса «A» и калиброванные пипетки. Также рекомендуется проверять калибровку стеклянной посуды, пипеток и весов.Это особенно актуально, если вы используете дозаторы с переменным объемом.

Если возможно, вы должны стараться, чтобы все растворы, пластиковая и стеклянная посуда имели одинаковую температуру, иначе могут возникнуть ошибки объема. Также избегайте чрезмерного обращения с оборудованием (например, мерными колбами, пипетками и т. Д.), Так как это может вызвать нагревание.

Приготовление основного раствора из стандартного раствора с использованием мерной колбы

Все емкости с раствором должны быть тщательно промаркированы с указанием вашего имени, даты производства, состава раствора и его концентрации.

  1. Определите концентрацию основного раствора и рассчитайте необходимый объем стандартного раствора (см. Выше)
  2. Промойте мерную колбу (подходящего объема) 3 раза ультрачистой водой. Держите пробки на колбах, кроме случаев добавления воды или реагентов. Никогда не ставьте стопоры «носиком» на стол (Рисунок 2 — A).
  3. Добавьте сверхчистую воду (или матричный раствор) в мерную колбу (примерно на 2/3 заполнения). Это может помочь уменьшить «прилипание» аналита к поверхности стекла (Рисунок 2 — B).
  4. Добавьте стандартный раствор в небольшой чистый пластиковый или стеклянный стакан (например, в медицинский стакан). Никогда не кладите пипетки непосредственно в контейнер со стандартным или стандартным раствором.
  5. Предварительно смочите кончик пипетки 3 раза стандартным раствором из стакана.
  6. Внесите соответствующий объем стандартного раствора в мерную колбу, стараясь не загрязнить наконечник пипетки (Рисунок 2 — C) .
  7. Добавьте сверхчистую воду (или матричный раствор) до уровня чуть ниже линии мениска.Воспользуйтесь капельной пипеткой для доведения до нужного объема: дно мениска раствора должно находиться на линии мениска (Рисунок 2 — D) .
  8. Закройте мерную колбу крышкой, затем переверните и поверните 10-12 раз, чтобы тщательно перемешать раствор. Убедитесь, что пузырек в шейке полностью смещается каждый раз, когда (Рисунок 2 — E).
  9. Немедленно используйте исходный раствор или перенесите его в чистый и промаркированный флакон с реагентом (избегайте хранения раствора в мерных колбах).
  10. Вылейте оставшийся стандартный раствор в соответствии с требованиями.Никогда не кладите его обратно в бутылку.
Рис. 2: Подготовка калибровочного стандарта с использованием мерных колб. Подробности см. В тексте.

Приготовление исходного раствора из стандартного раствора с использованием центрифужной пробирки

То же, что указано выше, за исключением (см. Рисунок 3 ):

  • Шаг 7: Вместо заполнения линии мениска используйте механическую пипетку для заполнения до желаемого уровня. Например, если требуется 2,5 мл исходного раствора, добавьте пипеткой 12,5 мл ультрачистой воды (или матричного раствора), чтобы получить 15 мл исходного раствора.Перед стандартным раствором можно добавить немного воды, чтобы избежать прилипания.
Рис. 3. Подготовка калибровочного стандарта с использованием центрифужных пробирок. Подробности см. В тексте.

Приготовление исходных растворов из твердого реагента

То же, что и выше, за исключением:

  • Проверьте процентное содержание желаемого аналита в твердом реагенте — не забудьте проверить содержание воды.
  • Выполните соответствующие расчеты для приготовления исходного раствора из твердого материала. По возможности избегайте приготовления всех калибровочных растворов непосредственно из твердого порошка — приготовьте исходный раствор.
  • При необходимости высушите твердый реагент на чистой, высушенной в духовке, смотровом стекле при 105 ºC в течение 2 часов и охладите его в эксикаторе. Перед этим проверьте физические свойства реагента (например, температуру плавления)
  • Взвесьте реагент в тарированной чистой лодочке для взвешивания.
  • Осторожно перенесите взвешенный химикат в воронку, установленную на мерной колбе. Вымойте лодку-утяжелитель небольшими порциями сверхчистой воды

Стандарты изготовления

Независимо от того, собираетесь ли вы непосредственно из водного стандартного раствора или из основного раствора, метод приготовления калибровочных стандартов очень похож на метод приготовления основного раствора.

Изготовление калибровочных растворов из основного раствора

То же, что и выше, за исключением (см. рисунки 2 и 3 ):

  • Определитесь с количеством (мин. 5) и концентрацией калибровочных стандартов и рассчитайте объем основного раствора, необходимый для каждого. Повторите протокол столько раз, сколько вам нужно.
  • Выберите и приготовьте раствор для разбавления (например, матричный раствор, 1% -ную кислоту и т. Д.) И при необходимости используйте вместо сверхчистой воды.
  • Шаг 4: можно предварительно промыть стакан базовым раствором для очистки.
  • Шаг 9: При использовании центрифужных пробирок можно использовать калибровочный раствор прямо из пробирки.
  • Избегайте хранения калибровочных растворов.

Сводка

Процесс приготовления калибровочных растворов относительно прост. Однако, если вы не торопитесь, вы легко можете ошибиться. Очень неприятно готовить калибровочные стандарты, запускать их только для того, чтобы обнаружить, что вы сделали ошибку и вам нужно начать заново. Всегда помните: «Измерьте дважды, пипетку отрежьте один раз!»

Дополнительная литература

Глоссарий

  • Аналит: Компонент системы, подлежащий анализу (например,грамм. нитрат, Fe и др.).
  • Калибровочный стандарт: Разбавленный раствор, используемый при анализе для построения калибровочной кривой (например, 2,4,6,8,10 ppm Fe)
  • Раствор для разбавления: Раствор, который вы будете использовать для разбавления стандартного (или исходного) раствора для получения исходных или калибровочных стандартов. Это может быть сверхчистая вода или другой раствор, подходящий для вашего анализа (см. Ниже).
  • Матрица: Компоненты образца, кроме аналита (например, вода, почва и т. Д.)).
  • Матричный раствор: Раствор, соответствующий матрице образца (например, морская вода, 10% раствор кислоты и т. Д.).
  • Серийные разведения: калибровочных стандартов, полученных путем многократных последовательных разведений с использованием каждого нового разведения в качестве «исходного» раствора. Например, последовательное разбавление от 1 мл до 10 мл дает 1000 ppm -> 100 ppm -> 10 ppm -> 1 ppm.
  • Стандартный раствор: Раствор точно известной концентрации, приготовленный с использованием стандартных веществ.Часто с концентрацией 1000 ppm аналита (например, 1000 ppm Fe) и приобретается с сертификатом.
  • Исходный раствор: Концентрированный раствор, который используется для приготовления калибровочных растворов. Обычно промежуточной концентрации (например, 100 ppm Fe). Вы всегда должны проверять, что это хранилось надлежащим образом.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Лабораторное оборудование — химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. КОЛБА ЭРЛЕНМЕЙЕРА
  2. БИКЕР
  3. ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ТРУБКА
  4. ПРОБКА С КОЛПАЧКОМ
  5. Стеклянная посуда — используется для измерений
    1. ОБЪЕМНАЯ КОЛБА
    2. СТЕПЕННЫЙ ЦИЛИНДР
    3. ПИПЕТА
    4. Титан
    5. Титан
    6. ПОДСТАВКА
    7. ЗАЖИМ БЮРО
    8. ЗАЖИМ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ
  6. Разное
    1. ВОРОНКА
    2. СТЕКЛО ДЛЯ ЧАСОВ
    3. ТЯГИЕ ЩИПЦЫ
    4. СТЕКЛЯННАЯ ПЕРЕМЫЧКА
    5. МАГНИТНАЯ ПЕРЕГОВИНА
    6. ПРОФИЛЬНАЯ ПРОБКА
    7. ОДНОРАЗМЕРНАЯ ПРОКЛАДКА ПРОФИЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА ОЧКИ
    8. ЦЕНТРИФУГА
    9. ГОРЕЛКА БУНСЕНА
    10. ДЕССИКАТОР

Содержание:

Посуда — не используется для измерения

КОЛБА ЭРЛЕНМЕЙЕРА

· Разработан для легкого перемешивания, можно взбалтывать вручную, не проливая.

· Не используется для измерения, так как они имеют точность только до 5%

· Часто используется для титрования

· Резиновая пробка удобно вставляется в отверстие, необходимый размер пробки обозначен цифрой под серийным номером.

БИКЕР

· Используется для хранения различных объемов жидкости

· Не используется для измерения объемов, так как точность составляет всего 5%

· Носик красиво сочетается с краем другой стеклянной посуды, что упрощает налив.

ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ТРУБКА

· Используется для хранения и смешивания небольших образцов

· Перемешивают, постукивая двумя пальцами по дну.

· Подходит как для центрифуги, так и для штатива для пробирок

· Часто используется в качественном анализе

ВИЛ С КРЫШКОЙ

· Используется для удержания небольших порций твердых и жидких образцов

· Если вы наносите этикетку на крышку, ее легче читать, если вы пишете на крышке, но не отделяйте крышку от флакона.

Посуда — для измерения
КОЛБКА ОБЪЕМНАЯ

· Измеряет один удельный объем, отмеченный вытравленной линией на шее.

· Растворы, которые легко смешиваются, так как они имеют стеклянные пробки и предназначены для многократного переворачивания для перемешивания. Размер необходимой стеклянной пробки указан на бутылке. Обязательно держите стеклянную пробку при переворачивании.

· Осторожно, чтобы не заполнить выше вытравленной отметки, см. , считывая мениск

ВЫПУСКНОЙ ЦИЛИНДР

· Используется для измерения различных объемов

· Носик красиво сочетается с краем другой стеклянной посуды, что упрощает налив.

· Тщательно измерьте количество, которое вы используете, см. , считывая мениск

ТРУБКА

· Используется для измерения удельных объемов

· Используется вместе с грушей для дозатора, см. дозирование

Градуированная пипетка

· Может использоваться с любой из указанных маркировок по бокам.Обратите внимание, что на рисунке справа показаны пипетки TD и TC.

Мерная пипетка

· Чрезвычайно точный, но используется только для одного тома

Пипетка Пастера

· Используются для очень небольших, но неспецифических объемов

TD по сравнению с TC

· Для доставки (TD) стеклянной посуды измеряется точное количество, измеренное от линии после того, как содержимое вылилось из наконечника естественным путем под действием силы тяжести.Чтобы вместить (TC) стеклянную посуду, необходимо измерить как начальный объем, так и конечный объем, чтобы измерить, сколько было удалено из исходного содержащегося объема.

БЮРЕТ

· Часто используется для титрования или дозирования определенных объемов жидкостей

· Белый пластик запорный кран открыт, если параллельно инструменту, и закрыт, если перпендикулярно

· Когда не используется, хранить в перевернутом виде и в открытом виде.

Оборудование, часто используемое при титровании

КОЛЬЦО ПОДСТАВКА

· Используется вместе с зажимами для удержания оборудования, которое не может стоять самостоятельно.

ЗАЖИМ БЮРЕ

· Используется для удержания двух бюреток после установки на подставку для колец.

· Бюретки в зажиме могут свободно перемещаться вверх и вниз или вращаться в соответствии с вашим ростом и потребностями в руке.

ЗАЖИМ

· Используется для удержания другой стеклянной посуды на подставке для колец

Разное

ВОРОНА

· Используется для перекачки жидкостей

· Будьте осторожны при использовании воронки, так как они могут привести к тому, что вы добавите больше жидкости, чем вы предполагали.

СТЕКЛО ДЛЯ ЧАСОВ

· Используется для испарения жидкости, для нагрева небольших порций вещества

· Часто используется для покрытия стаканов с NaOH, чтобы избежать избыточной реакции с CO 2 в атмосфере

ЩИПЦЫ

· Используется для переноса горячего тигля внутрь / поверх кривой на конце клещей

· Может также использоваться для переноса других горячих предметов, зажимая их клещами

СТЕКЛЯННАЯ ПЕРЕВОЗКА

· Используется для перемешивания вещей, которые часто содержатся в мензурках

· Будьте осторожны, чтобы не поцарапать стеклянную мешалку о стекло стакана и не прилагать к ней сильное давление, так как они относительно легко ломаются.

· Может поставляться с резиновым полицейским на конце, чтобы не поцарапать

МАГНИТНАЯ ПЕРЕВОЗКА

· Используется вместе с пластиной для перемешивания

· При перемешивании он не должен постоянно биться о бок.

· Доступны разные размеры, убедитесь, что у вас есть тот, который хорошо впишется в вашу стеклянную посуду.

· Если мешалка застревает в стеклянной посуде, ее можно извлечь с помощью магнитного стержня.

ОДНОРАЗОВАЯ ПИПЕТКА

· Используется для перекачки небольших количеств жидкостей

· Часто используется в качественном анализе

· Для небольших измерений можно подсчитать количество капель, но это не очень точный метод.

БУТЫЛКА ДЛЯ ПРОМЫВКИ

· Используется для подачи воды обратного осмоса

· Вода обратного осмоса может быть найдена в заостренных смесителях для раковины для наполнения бутылки

ТРУБКА

· Используется на конце пипетки для забора жидкости в пипетку

· Будьте осторожны, не всасывайте слишком много жидкости, чтобы жидкость не попала в колбу, это может привести к ее загрязнению.

ЗАЩИТНЫЕ ОЧКИ

· НЕОБХОДИМО НОСИТЬ В ЛАБОРАТОРИИ ВСЕГДА

· Используется для защиты глаз от паров и брызг

ЦЕНТРИФУГА

· Используется для отделения твердых частиц от жидкостей, содержащихся в пробирках

· Для правильной работы в центрифуге должно быть равномерное и сбалансированное количество пробирок.

· Слушайте, как центрифуга работает; стук означает, что он неуравновешен и должен быть остановлен и перезагружен.

ГОРЕЛКА ДЛЯ БУНСЕНА

· Используется для обогрева предметов

· Самая горячая часть пламени находится в верхней части внутреннего синего конуса.

ДЕССИКАТОР

· Используется для удаления влаги с предметов или стеклянной посуды

Объемное изображение Ca2 + в мозге мыши с использованием гибридной мультиплексированной скульптурной световой микроскопии

https: // doi.org / 10.1016 / j.cell.2019.03.011Получить права и контент

Основные моменты

In vivo Ca 2+ визуализация ∼12000 нейронов коры головного мозга мыши с разрешением одной клетки

Одновременное 2p и 3p Ca 2+ визуализация в пределах 1000 × 1000 × 1220 мкм при частоте до 17 Гц

Объемное 3p Ca 2+ визуализация гиппокампа через интактную кору

Новая интегрированная, общесистемная оптимизированная парадигма проектирования микроскопии

Резюме

Получение изображений кальция с помощью двухфотонной сканирующей микроскопии стало важным инструментом в нейробиологии.Однако в его типичной реализации компромиссы между полями зрения, скоростью сбора данных и ограничениями по глубине рассеяния мозговой ткани создают серьезные ограничения. Здесь, используя интегрированный подход к общесистемной оптимизации в сочетании с многочисленными техническими инновациями, мы представляем новую парадигму проектирования для оптической микроскопии, основанную на максимальном увеличении биологической информации при сохранении точности получаемых нейронных сигналов. В нашей модульной конструкции используется гибридный многофотонный сбор данных, что позволяет производить объемную регистрацию нейроактивности с разрешением одной клетки в пределах до 1 × 1 × 1.Объем 22 мм при частоте до 17 Гц у бодрствующих мышей. Мы устанавливаем возможности и потенциал различных конфигураций нашей системы визуализации на глубине и в разных областях мозга, применяя ее к in vivo и записи до 12000 нейронов в слуховой коре, задней теменной коре и гиппокампе мыши.

Ключевые слова

Ca 2+ визуализация

объемный

высокоскоростной

2-фотонный

3-фотонный

микроскопия

световое моделирование

системы нейронауки

кортикальная сеть

динамика цепи

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2019 Elsevier Inc.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Генетическая организация продольных подкорковых объемных изменений стабильна на протяжении всей жизни

Существенных изменений:

1. Анализ включает данные для широкого возрастного диапазона от 4 до 88 лет. Характеристики сигнала T1, особенно те, которые влияют на контраст ткани, могут значительно измениться за это время. Это повлияет на точность любого алгоритма автоматической сегментации.Как мы можем быть уверены, что возрастные различия связаны не только с различиями в контрасте тканей? Эта проблема усугубляется использованием алгоритма Freesurfer aseg, который разбивает мозг на части с использованием набора для обучения взрослых. Таким образом, возникнет проблема не только возрастных различий в контрасте тканей, но также и точности, с которой отдельные T1 могут быть пространственно выровнены по шаблону, которая, вероятно, будет снижаться в зависимости от разницы в возрасте по сравнению с молодыми людьми. используется для создания шаблонов / обучающего набора.Авторы должны продемонстрировать, что такие эффекты не могут объяснить их выводы.

Мы полностью согласны с тем, что существуют существенные возрастные различия в интенсивности сигнала T1 и контрастности тканей. В предыдущей работе мы показали, что контраст GM / WM на изображениях T1w ниже у пожилых, чем у молодых участников (повышенная чувствительность к эффектам нормального старения и болезни Альцгеймера на толщину коры головного мозга за счет корректировки локальной вариабельности серого / белого контраста: образец исследования МРТ — ScienceDirect) и что интенсивность сигнала T1w связана с хронологическим возрастом как в пределах коры, так и в подкорковых структурах (Дифференциация изменений коры головного мозга, связанных с созреванием и старением, по толщине и интенсивности сигнала — PubMed (nih.гов)). Изменения контраста GM / WM можно надежно измерить в продольном направлении, и скорость ослабления контраста, по-видимому, связана с исходным региональным содержанием миелина (Ускоренное продольное снижение контраста серого / белого вещества при старении в слегка миелинизированных областях коры головного мозга — Видаль-Пиньейро — 2016 — Мозг человека Картографирование — онлайн-библиотека Wiley). Почти наверняка такие различия в контрасте повлияют на сегментирование мозга, как мы показали в первой статье, упомянутой выше, и как мы обсуждаем более подробно в контексте развития в отдельной статье (Сквозь толстый и тонкий: необходимость согласования противоречивых результатов по траекториям). в области развития коры головного мозга человека | Кора головного мозга | Oxford Academic (oup.com)). Короче говоря, мы обнаружили, что вместо того, чтобы противопоставлять различия, раздувая структурные возрастные отношения, корректируя их, увеличивали возрастные различия и чувствительность для выявления БА. Таким образом, весьма маловероятно, что указанные возрастные различия завышены в зависимости от различий в контрасте и интенсивности. Однако, что важно, как и все методы визуализации in vivo, наше исследование предоставляет просто представление о лежащей в основе нейробиологии и по своей сути требует некоторого уровня интерпретации. Очень важно осознавать тот факт, что измерения, полученные с помощью МРТ, являются всего лишь нашими лучшими текущими приближениями, где сегментация основана на интенсивности сигнала и контрастных свойствах, которые подвержены влиянию множества факторов, включая, помимо прочего, возраст. .Ранее мы предполагали, что термин «кажущаяся толщина коры» следует заменить «толщина коры», и то же самое можно было бы применить к любому сегментированному МРТ объему мозга. Основные механизмы разницы в объеме и изменения сложны и могут включать такие события, как рост, пролиферация дендритов, дендритных шипов, разрастание аксонов, развитие сосудов, синаптическая обрезка, а также миелинизация. Многие из них, вероятно, повлияют как на контрастность, так и на интенсивность сигнала и объемные оценки, но относительный эффект каждого из них сложно отделить друг от друга.

На этом фоне очень интересно, что мы находим высокую стабильность в организации паттернов изменение-изменение в развитии и старении. Возможно, изменения контраста относительно незначительны, поскольку анализ основан на продольных изменениях внутри субъекта, охватывающих всего несколько лет. По тем же причинам эффекты межсубъектных регистраций в вероятностном атласе имеют меньшее влияние, поскольку используемая метрика — это внутрисубъектное изменение.

Мы согласны с тем, что эти вопросы интересны и заслуживают более глубокого обсуждения в рукописи.В раздел «Обсуждение» мы добавили следующий абзац:

«Ограничения: Предостережения при интерпретации изменений мозга по результатам МРТ и дальнейших исследований

Подобно всем исследованиям, основанным на методах визуализации in vivo, это исследование дает приблизительные сведения о лежащей в основе нейробиологии. […] Многообещающим направлением для дальнейших исследований является использование мультимодальной нейровизуализации с различными последовательностями МРТ и методами анализа, чтобы лучше понять основы изучаемых объемных изменений.”

2. Авторы приходят к выводу, что «на общем уровне изменения в структурах имели тенденцию к кластеризации в соответствии с тенденциями эмбрионального развития и размещения вдоль вертикальной оси черепа, но с заметными исключениями». Это основано на неконтролируемом решении кластеризации, основанном на корреляции индивидуальных вариаций в изменении каждой структуры (которые, как они утверждают, воспроизводятся в процессе старения в процессе развития и генетическом анализе — см. Пункт 2 ниже). Однако, глядя на их решение кластеризации, более поверхностное объяснение может легко объяснить 3 основных кластера, которые они наблюдают: кластер 1 = желудочки, заполненные жидкостью, кластер 2 = белое вещество (или белое вещество, богатое таламусом, гиппокампом и корой головного мозга), ROI, кластер 3 = Большинство других областей интереса, которые обычно представляют собой корковые или подкорковые ядра, не богатые белым веществом.Я понимаю, что связь с эмбриологическим паттерном более глубокая, но должны быть некоторые усилия, чтобы рассмотреть более конкретную возможность того, что кластеризация в основном говорит, что CSF идет с CSF, белый с белым и серый с серым (грубо говоря). Хотя таламус, гиппокамп и кора мозжечка классифицируются алгоритмами классификации тканей как серые, хорошо известно, что эти структуры также содержат существенные компоненты белого вещества. Мы предлагаем сравнить средние значения MT или FA для кластеров 1 и 2, чтобы получить это эмпирическим путем.Доказательства гипотезы «тканевого состава» для кластеризации не несовместимы с гипотезой «эмбриологического происхождения», но сосредоточение внимания на последней в той степени, в которой это делают авторы, было бы более оправданным, если бы не было доказательств первой.

Мы согласны с авторами обзора в том, что состав ткани способствует наблюдаемой кластеризации, а также что это не является несовместимым с гипотезой эмбриологического происхождения, которую мы использовали для интерпретации результатов.Содержание миелина почти наверняка является фактором, влияющим на кластеризацию. Мы также признали это в исходном сообщении (Обсуждение):

«Этот кластер также характеризуется относительно высоким содержанием миелина среди нескольких его составляющих, что, возможно, способствовало включению гиппокампа и кортикального WM».

Мы расширили этот важный момент (Обсуждение):

«Настоящие результаты отражают влияние различных нейробиологических событий на интенсивность сигнала и контраст.[…] Таким образом, результаты кластеризации, вероятно, частично будут отражать различное содержание миелина в анализируемых структурах, поскольку изменения миелина могут быть коррелированы между областями мозга ».

Мы ценим предложение рецензентов провести дополнительный анализ с использованием MT или FA. Однако мы считаем, что их результаты будет сложно интерпретировать в отношении миелина. Хотя FA, вероятно, связана с содержанием миелина, это неспецифическая мера, поскольку нет прямого соответствия между значением FA и клеточным компонентом WM.Например, независимо от миелина, высокая плотность упаковки аксонов и низкий диаметр аксонов приводят к высоким значениям FA из-за высокой плотности мембраны, перпендикулярной аксону. Кроме того, высокий уровень FA наблюдается в основных трактах у новорожденных почти без церебрального миелина, а классические исследования на грызунах обнаружили снижение только примерно на 20% в FA в отсутствие миелина (дрожь у мышей). Таким образом, если бы значения FA были выше в кластере 2, чем в кластере 3, было бы трудно приписать это содержанию миелина. И наоборот, если бы не было различий в значениях FA, это все равно не исключает учета состава ткани.Аналогичные соображения касаются других измерений белого вещества и миелина in vivo на основе МРТ, таких как МТ, который измеряет миелинизацию косвенно и может зависеть, например, от содержания воды и нейровоспаления. Это также было основным выводом в недавней статье eLife (Интерактивный мета-анализ МРТ-биомаркеров миелина | eLife (elifesciences.org)):

«Как и другие биомаркеры qMRI, измерения миелина на основе MRI являются косвенными, и на них могут влиять другие микроструктурные особенности, что делает взаимосвязь между этими показателями и миелинизацией зашумленной.”

Несмотря на эти предостережения, мы согласны с рецензентом в том, что комбинирование различных методов визуализации может дать интересную информацию. Поэтому мы включили предложение об этом в исправленную рукопись (Обсуждение):

«Перспективным направлением для дальнейших исследований является использование мультимодальной нейровизуализации с различными последовательностями МРТ и методами анализа, чтобы лучше понять основы изучаемых объемных изменений».

Что касается CSF, см. Комментарии к пункту ниже.

3. Авторы приходят к выводу, что их результаты показывают «существенную согласованность в паттернах изменений между развитием и остальной жизнью». Этот важный вывод основан в основном на межклеточных корреляциях и тестах Мантеля для сравнения различных матриц корреляций: (i) коррелированные внутрииндивидуальные изменения в развитии, (ii) коррелированные изменения во взрослом возрасте / старении, (iii) генетическая корреляция в изменениях, и (iv) оценка наследуемости на основе SNP. Доминирующий сигнал, безусловно, в любой из этих матриц, и основной сигнал, который, по-видимому, восстанавливается через матрицы, — это контраст между желудочковыми измерениями и невентрикулярными измерениями.Воспроизводимость этого контраста менее значима, чем воспроизводимость, например. на основе корреляции между матрицами по всем краям вне желудочков. Прежде всего, фундаментальная проблема с приданием равного веса желудочковым и невентрикулярным измерениям в их вкладе в утверждения о сходстве между матрицами заключается в том, что желудочки представляют собой единую непрерывную полость, заполненную жидкостью, так что высказывание — например, боковые и боковые инфузионные желудочки коррелируют, значительно отличается от того, что говорят миндалевидное тело и таламус.Эта проблема усугубляется тем, что вес, заданный ребрам, связанным с желудочками, в управлении кросс-матричными соответствиями в некоторой степени произвольно определяется тем, на сколько частей вы хотите разрезать желудочки. Этот уровень произвольности не применяется, например, для разграничения других основных включенных ROI. Для решения этих проблем необходимо представить кросс-краевую корреляцию между матрицами и исследовать ее с помощью диаграмм рассеяния. Диаграммы рассеяния для этих краевых корреляций между матрицами должны выявить проблему (здесь используется край для обозначения ячейки в матрице).Значение ~ 0,8, вероятно, будет завышено плотной точкой краев в верхнем правом и нижнем левом углу графика, относящемся к межжелудочковым краям и краям без CSF желудочка соответственно. Эти диаграммы рассеяния между матрицами должны визуализироваться со всеми краями, а затем только с краями, которые не включают желудочки. Для последнего следует пересчитать корреляцию и показать линию аппроксимации, чтобы помочь читателям определить те ребра, которые показывают самое слабое соответствие между матрицами. Эффективный способ взглянуть на приведенные выше тесты чувствительности — построить симметричную матрицу 5 * 5 — каждый столбец / строка представляет собой матрицу из рисунков 2 и 4.В ячейках показаны межматричные корреляции. Покажите этот с желудочками внутрь, а другой — с ними. Основная проблема здесь состоит в том, чтобы показать, что обсуждаемые и интерпретируемые сигналы не слишком зависят от простого контраста между тканевыми и не тканевыми компартментами.

Мы согласны с тем, что можно ожидать, что разные компартменты ЦСЖ будут коррелировать, вероятно, из-за общего роста в процессе развития или возрастной атрофии, и это также демонстрируется относительно высокими корреляциями изменения-изменения для различных переменных желудочков / ЦСЖ.Анализы также проводились без включения желудочков, и, хотя значения r были уменьшены, матрицы все еще были значительно более похожими, чем можно было бы ожидать случайно. Чтобы проверить, как на кластеризацию повлияло исключение CSF, в рукописи (раздел результатов) были представлены следующие анализы:

«В-третьих, поскольку предполагалось, что изменения в различных частях желудочковой системы будут сильно коррелированными, мы повторно провели тесты Мантела, исключив желудочки.[…] Это соответствовало более высокой внутрикластерной корреляции, чем межкластерной корреляции, о которой говорилось выше для кластеров, не относящихся к CSF ».

Таким образом, рецензент прав, предполагая, что компартменты CSF повлияли на сходство между кластерами, но сравниваемые матрицы изменения-изменения все еще значительно более похожи, чем ожидалось случайно, когда компартменты CSF не включены в сравнения матриц. Мы также провели кластеризацию в матрице наследуемости SNP UKB с включенными и без включенных отсеков CSF:

«Решение с двумя кластерами дало тривиальное разделение между желудочковым кластером и одним кластером, содержащим оставшиеся структуры.Таким образом, мы провели отдельный анализ невентрикулярных структур. Это выявило соответствие между генетическими кластерами взрослых и их эмбриональным происхождением (рис. 3) ».

На рисунке 3 также показано кластерное решение для этого анализа, не включая отсеки CSF. Наконец, в переработанной рукописи мы также описываем трехкластерное решение. В рукопись добавлено следующее (Результаты, раздел по анализу устойчивости кластеров):

«В решении с 3 кластерами один кластер состоял из желудочков, другой — из паллидума, миндалины и прилежащей кости, а остальные структуры были включены в последний кластер.”

Таким образом, мы твердо верим, что сигналы не просто отражают простой контраст между тканевыми и не тканевыми компартментами.

4. Тест Мантеля, вероятно, смещен в случае пространственно автокоррелированных данных (Guillot and Rousset, 2013, Methods in Ecol and Evol). Авторам следует рассмотреть возможность создания пространственно ограниченных нулевых моделей (например, Alexander-Bloch et al. NeuroImage, 2018; Burt et al. NeuroImage, 2020) для вывода по тесту Mantel.

Мы видим точку зрения рецензента.Однако проблема с нашими данными заключается в том, что GM и WM включают головной мозг и мозжечок, в которых измерение расстояния становится проблематичным, поскольку такие пространственно протяженные структуры не подходят ни для трехмерного евклидова расстояния (подкоркового), ни для геодезического измерения на поверхности. расстояние (Берт и др. NeuroImage, 2020). Поэтому мы считаем непрактичным создание пространственно ограниченных нулевых моделей без чрезмерного отклонения от исходных структур. Чтобы принять во внимание это ограничение теста Мантеля, в пересмотренную рукопись мы добавили альтернативные анализы, следуя Бетцелю и Бассетту (2017), для сравнения матриц, не уязвимых для пространственных ограничений (см. Ответ на пункт 10 ниже).

5. Это может быть отчасти из-за того, как вы формулируете некоторые моменты, но вы, кажется, предполагаете, что объемная корреляция аналогична корреляции объемных изменений, которая не поддерживается выполняемыми вами анализами. Тот факт, что матрицы корреляций между объемом и изменением объема похожи друг на друга, не доказывает, что они вызваны схожими (генетическими) факторами. Вам нужно будет оценить корреляцию между объемом и изменением объема, в частности, на генетическом уровне, чтобы подтвердить это утверждение.Вот подборка предложений, которые я считаю вводящими в заблуждение или проблематичными:

Это было подтверждено анализом 38127 поперечных МРТ на основе однонуклеотидных полиморфизмов.

Важно отметить, что как структура, так и скоординированное изменение каждого кластера, как правило, регулируются общими наборами генов

Это означает, что регионы, которые развиваются и изменяются вместе в течение жизни, как правило, управляются одними и теми же наборами генов

Скорее, генетическое влияние на скорость изменений и базовый объем перекрывается для большинства структур.Это открытие позволило нам использовать данные поперечного сечения UKB для дальнейшего изучения генетического вклада в подкорковую организацию.

Сходство матрицы изменений развития и матрицы генетической корреляции SNP, полученной от взрослых людей среднего возраста, таким образом, дало дополнительную поддержку гипотезе о том, что генетически регулируемые процессы развития нервной системы можно проследить в подкорковых структурах на протяжении всей жизни.

Мы не предполагали, что объемные корреляции аналогичны корреляциям объемных изменений.За исключением SNP-анализа UKB, который основан на объемных корреляциях, все анализы в статье являются продольными (изменение). К сожалению, продольный анализ SNP UKB не дал стабильных результатов из-за недостатка мощности (Результаты):

«Для дальнейшего изучения генетического вклада в скоординированные подкорковые изменения, мы сначала попытались вычислить основанную на попарном однонуклеотидном полиморфизме (SNP) генетическую корреляцию между изменениями в каждой паре структур, выполнив мега-анализ 1337 участников с продольным МРТ от UK Biobank и 508 от LCBC.[…] Таким образом, вместо этого мы основали генетический анализ SNP на перекрестных данных UKB, где мощность намного больше (n = 38127, возраст 40-69 лет), используя возраст, пол и первые 10 компонентов фактора генетического происхождения. как ковариаты ».

Таким образом, результаты UKB являются только поперечными, а утверждения о генетическом вкладе в корреляции изменений основаны на двойном анализе, для которого мощность более высока для обнаружения генетического вклада в изменения по сравнению с анализом оснований SNP.

Чтобы избежать недоразумений, мы изменили формулировку утверждений, отмеченных рецензентами как сбивающие с толку:

«Это было подтверждено анализом 38127 поперечных МРТ на основе однонуклеотидных полиморфизмов.«Анализ 38127 поперечных МРТ на основе однонуклеотидного полиморфизма показал схожий паттерн генетических корреляций объема-объема».

«Важно отметить, что и структура, и скоординированное изменение каждого кластера, как правило, регулируются общими наборами генов» «Важно отметить, что как объемные корреляции внутри каждого кластера, так и скоординированное изменение каждого кластера, как правило, регулируются общими наборами генов. . »

«Это означает, что регионы, которые развиваются и изменяются вместе в течение жизни, как правило, управляются одними и теми же наборами генов» «Мы обнаружили, что продольные объемные изменения в регионах, которые сгруппированы вместе, находятся под влиянием одних и тех же генов.[…] Кроме того, анализ генетической корреляции SNP показал, что поперечные объемные корреляции также следовали аналогичной организации ».

«Скорее, генетическое влияние на скорость изменений и исходный объем перекрывается для большинства структур. Это открытие позволило нам использовать данные поперечного сечения UKB для дальнейшего изучения генетического вклада в подкорковую организацию ». «Таким образом, мы использовали данные поперечного сечения UKB для дальнейшего изучения генетического вклада в подкорковую объемную организацию.Хотя перекрестный характер этих данных не позволяет делать выводы о взаимосвязи изменение-изменение как таковой, они увеличили размер выборки для этих анализов с 6000 до более чем 38000 МРТ ».

«Сходство матрицы изменения развития и матрицы генетической корреляции SNP, полученной от взрослых людей среднего возраста, таким образом дало дополнительную поддержку гипотезе о том, что генетически управляющие процессы развития нервной системы можно проследить в подкорковых структурах на протяжении всей жизни». «Сходство матрицы изменения развития и матрицы корреляции генетического объема SNP, полученной от взрослых людей среднего возраста, таким образом дало дополнительную поддержку гипотезе о том, что генетически регулируемые процессы развития нервной системы можно проследить в подкорковых структурах на протяжении всей жизни.”

6. Вы также, кажется, предполагаете, что кластеры, определенные на основе парных корреляций, будут состоять из однородных регионов (например, с общей генетикой или детерминантами). Я бы сказал, что это не обязательно так, и это можно исследовать на генетическом уровне, используя многомерные модели близнецов (например, модель общего пути).

Мы согласны с рецензентом в том, что кластеры не будут состоять из однородных регионов. Мы пытаемся показать, что есть значимые кластеры, которые можно идентифицировать, внутри которых изменения более сильно коррелированы, а генетическое влияние разделяется в большей степени, чем то, что имеет место для регионов за пределами кластеров.Это, однако, не означает, что регионы внутри каждого кластера однородны. Чтобы прояснить это, мы добавили параграф в раздел «Ограничения» Обсуждения:

«Второе предостережение заключается в том, что, хотя кластеризация регионов основана на парных корреляциях изменения-изменения, это не означает, что каждый кластер состоит из однородных регионов. Регионы внутри кластера показывают более коррелированные объемные изменения с другими регионами внутри кластера, чем с регионами за пределами кластера, а генетический анализ показывает более высокие генетические корреляции для изменений и абсолютного объема с другими регионами внутри кластера, чем с регионами за пределами кластера.”

7. Было бы полезно, чтобы вы подчеркнули важные фенотипические и генетические корреляции (например, на рис. 2 и 4). Например, я бы нашел более убедительным кластер, состоящий из значимых корреляций. С другой стороны, значительная положительная корреляция между кластерами предполагает, что кластеры не являются независимыми, что также интересно.

Мы понимаем точку зрения рецензентов. Однако в центре внимания статьи паттернов изменений, а не парные отношения как таковые.Кроме того, учитывая размер нашей выборки, мы считаем, что значения значимости менее актуальны. Например, в Lifebrain и для генетических корреляций UKB критическое значение r ниже 0,075 для p <0,05 (двусторонний), а для кластера, образующего образец развития LCBC, критическое r = 0,10. Большинство парных корреляций внутри кластера значимы при p <0,05 (48 из 60 для UKB, см. Дополнительную информацию, 41 из 60 для LB), но объясненная дисперсия может составлять всего <1%, и мы поэтому считаю, что проверка значимости корреляций, представленных в таблице 5, более уместна, чем представление p-значений для каждой парной корреляции.P-значения в таблице 5 не зависят от размера выборки, что является еще одной проблемой при представлении p-значений: две идентичные матрицы могут показывать существенные различия в отношении того, какие корреляции значимы, а какие нет. Поскольку анализ основан на модели корреляций, мы опасаемся, что включение парных уровней значимости в цифры приведет к путанице. Таким образом, мы предпочли бы не выделять уровни значимости отдельных ячеек на рисунках 1 и 2.

8.На мой взгляд, описание возрастных траекторий, хотя и чрезвычайно интересное, не является центральным для научного вопроса, которым вы пытаетесь заняться. Думаю, было бы удобнее представлять их после основных результатов в том же разделе, что и траектории скоплений. В частности, чтение раздела результатов привело меня к мысли, что GAMM были центральным элементом вашего анализа, в то время как они используются только для визуализации возрастных траекторий, что служит только описательной цели.

Спасибо за это предложение.Теперь мы переместили описание возрастных траекторий, как было предложено рецензентом, и представим их после траекторий скоплений. Мы также полностью переупорядочили раздел «Результаты» в соответствии с запросом рецензента №9 ниже.

9. В более общем плане, раздел результатов выиграет от большей линейности (начиная с основных результатов) и / или выиграет от лучшего соответствия между рисунками и текстом. На данный момент кажется, что рисунки и текст имеют разную последовательность, что сбивает с толку.Например, результаты, представленные на рисунке 2, разбросаны по разным частям текста, которые даже не следуют друг за другом. Рисунок 4 имеет смысл рядом с рисунком 2 или даже в качестве дополнительной панели на рис. 2. Пример того, что я думаю, было бы более линейным прогрессированием результатов.

o Например. Фенотипические корреляции / кластеры.

o Репликация у взрослых.

o Анализ чувствительности.

o Кластеры генетических корреляций.

o Связь с эмбриональным развитием.

o Визуализация возрастных траекторий регионов и кластеров.

o Дополнительный анализ (например, познание).

Мы согласны, что это хорошая идея. Мы переупорядочили весь раздел результатов. Мы также заменили рисунок 1 и рисунок 2 новыми рисунками, которые лучше подходят для иллюстрации новой организации результатов. Рисунок 1 теперь содержит все три матрицы корреляции фенотипических изменений-изменений. Рисунок 2 содержит генетические матрицы. Мы считаем, что эта реорганизация значительно улучшила структуру рукописи.

10. Анализ модульности. Нет никакой оценки статистической значимости кластерного решения. Это можно сделать путем перетасовки корреляционной матрицы с использованием соответствующих алгоритмов в зависимости от степени, в которой авторы хотят учитывать пространственные эффекты в данных (например, Робертс и др., 2015, NeuroImage; Рубинов и Спорн, NeuroImage, 2011).

Как упоминалось выше, проблематично учесть пространственные эффекты в текущих данных, учитывая включение показателей всего мозга (GM и WM).Поэтому мы проверили статистическую значимость кластерного решения путем перетасовки корреляционной матрицы без учета пространственных эффектов. Внесены следующие дополнения:

Результатов в разделе Кластеры изменений в развитии:

«Было выявлено пять кластеров скоординированных изменений в развитии (рис. 1) (см. Анализ устойчивости кластера и анализ валидации ниже для более подробного обсуждения и обоснования кластерного решения). […] Решение о структуре сообщества было значительно более кластеризованным, чем в случайных сетях (p <0.001, изменение развития Q = 0,44, 2,5 и 97,5 процентили случайного распределения Q = 0,36-0,40) ».

Далее, в качестве дополнительной оценки кластерных решений, мы проверили сходство структуры сообщества (кластерное решение) изменения развития и изменения взрослый / старение. Следуя Бетцеля и Бассетт 2017, мы рассчитали нормализованную взаимную информацию (Lancichinetti et al., 2009), вариацию информации (Meilă, 2003) и z-оценку коэффициента Рэнда (Traud et al., 2011). В рукопись добавлено следующее (Результаты, раздел по анализу устойчивости кластеров):

«Наконец, мы проверили сходство структуры сообщества (кластерное решение) матрицы развития и матрицы изменения-изменения взрослого / старения. […] Из-за природы вопросов и данных исследования, включая как GM, так и WM-компартменты как отдельные структуры, созданные нулевые модели не были пространственно ограничены (Alexander-Bloch et al., 2018; Burt, Helmer, Shinn, Anticevic, и Murray, 2020), что могло усилить сходство между матрицами изменений и разбиениями.”

11. Анализ модульности — похоже, авторы использовали стандартную реализацию алгоритма Лувена. Определение Q по умолчанию определяет нулевое ожидание для подключения внутри кластера, которое не подходит для корреляционных матриц. С такими данными может быть уместна средняя корреляция.

Мы сожалеем, что не описали наши методы более четко, чтобы избежать недоразумений. Мы использовали неориентированную взвешенную матрицу связи с положительными и отрицательными значениями корреляции (без среднего значения), а отрицательные веса обрабатывались асимметрично (Рубинов и Спорнс, 2011).Теперь это было разъяснено в рукописи (в дополнение к исправленному сообщению о кривой универсальности, которая, по ошибке, возникла из не имеющей значения матрицы в исходной рукописи) (Материалы и методы, раздел Экспериментальный план и статистический анализ ):

«Чтобы определить кластеры корреляций, которые можно было бы сравнивать по матрицам, структура сообщества или модули в матрицах были получены с использованием алгоритма Лувена (В.Д. Блондель, Дж. Л., Р. и Э., 2008), который является частью Brain Connectivity Панель инструментов (http: // www.brain-connectivity-toolbox.net (Рубинов, Спорнс, 2010)). […] Чтобы учесть глобальные изменения мозга, межрегиональные корреляции были снижены до того, как они были введены в кластерный анализ ».

Дальнейшее описание приведено в разделе, посвященном анализу устойчивости кластера:

«Поскольку разные подходы к кластеризации часто дают разные результаты, мы провели серию апостериорных анализов, чтобы подтвердить достоверность кластерного решения. […] В частности, решение с 5 кластерами дает результат в 7 раз по сравнению с одним результатом для решений с 3 и 8 кластерами и дважды для решений с 6 и 7 кластерами.Следовательно, этот анализ подтвердил устойчивость исходного решения ». 12. Анализ модульности — оценка различных уровней γ заслуживает похвалы. Непонятно, почему это отложено до конца результатов. Это должно быть либо помещено в начало, как способ обоснования 5-кластерного решения, либо начало должно указывать, какое значение γ использовалось изначально, и содержать ссылку на последующие анализы, которые исследуют вопрос γ более подробно.

Мы согласны с рецензентами, что эта информация должна быть представлена ​​в рукописи раньше.В реорганизованном разделе результатов это теперь следует сразу после презентации кластерного решения.

13. Сходство между кластерами и истоками развития качественное. Учитывая, что это основная цель анализа, возможно, авторы могли бы сделать некоторый вывод, перетасовывая метки и используя меру сходства разделов, такую ​​как их нормализованная взаимная информация?

Мы понимаем точку зрения рецензента и согласны с тем, что было бы неплохо иметь какой-то количественный показатель совпадения.Мы обсуждали разные способы сделать это, но не придумали ничего, что мы считаем достаточно надежным. Могут быть подходы, о которых мы не знаем, но пока сохранили качественные интерпретации в рукописи. Вместо этого мы признаем это прямо в Обсуждении:

«Следует отметить как ограничение, что согласованность между кластерами развития и развитием эмбрионального мозга основана на качественном суждении».

14. Объясните, пожалуйста, почему кора головного мозга рассматривается как единая структура? Корковое развитие регионально неоднородно.

Мы, безусловно, согласны с тем, что корковые изменения неоднородны. Причина, по которой мы не включили различные области коры, заключается в том, что мы предполагаем, что, несмотря на гетерогенность, внутрикортикальные изменения гораздо более тесно интегрированы, чем корково-подкорковые изменения. Следовательно, включение нескольких областей коры среди подкорковых областей, вероятно, привело бы к изолированному кластеру, содержащему все корковые метки. Недавно мы опубликовали статью, в которой изучаются скоординированные изменения коры головного мозга по вершинам, см .: Непрерывность и прерывность коркового развития человека и переход от эмбриональных стадий к старости — PubMed (nih.gov). Это исследование цитируется в рукописи.

15. Пол, как известно, изменяет форму траектории корковых и подкорковых структур. Было бы хорошо показать, что наблюдаемая кластеризация сохраняется для мужской и женской подвыборок. Это обеспечило бы важный анализ чувствительности, а также потенциальное свидетельство своего рода разделенной половинной надежности.

Мы согласны с рецензентом в том, что несколько предыдущих публикаций были посвящены половым различиям в развитии мозга и старении.Выполнение отдельных анализов для самок и самцов снизит мощность примерно до 50% и, вероятно, даст менее стабильные решения. По нашему опыту, секс оказывает незначительное, незначительное влияние на траектории продолжительности жизни подкорковых объемов (см., Например, Минутные эффекты секса на стареющий мозг: исследование здорового старения и болезни Альцгеймера с помощью магнитно-резонансной томографии с множеством выборок — PubMed (nih.gov)). Поскольку мы не ожидаем, что основные организационные принципы подкорковых изменений будут различаться в зависимости от пола, мы хотим представить анализ только для полной выборки.Тем не менее, мы включили пол в качестве ковариаты во все анализы, чтобы учесть возможные смешивающие эффекты секса.

16. Было бы также важно показать, как кластеризация рентабельности инвестиций при использовании первых производных от гаммы соответствует рисунку 1. Это обеспечило бы дополнительный подход к методу межличностных изменений, на котором строится текущая работа, а также помогло бы распознать некоторые из потенциальных опасений по поводу «жидкость против ткани» и «белое право против других» как двух основных потенциальных драйверов для выводов.Я бы добавил графики для желудочковых компонентов на рис. 1, а также дендрограммы для кластеризации первичной тепловой карты, используемой для упорядочивания других матриц. Мое предположение было бы разделено: одно — спинномозговая жидкость против ткани, а разделение 2 — это белая / богатая белым ткань по сравнению с другой тканью.

Первые производные финансовые инструменты будут основаны на групповом анализе, который, как мы полагаем, решит потенциально другой вопрос. Вполне возможно, что два региона, которые демонстрируют очень похожие траектории на групповом уровне и, следовательно, имеют аналогичные производные, по-прежнему демонстрируют низкую внутрисубъектную корреляцию «изменение-изменение».Хотя мы согласны с тем, что это может быть интересный анализ, мы полагаем, что он не поможет ответить на те же вопросы, что и первоначальный анализ в рукописи. В свете количества кластерных анализов, добавленных к пересмотренной рукописи, мы не решаемся еще больше усложнить результат. Что касается вопроса о вкладах WM и CSF, то он довольно подробно рассматривается в отредактированной рукописи, см. Ответы выше.

17. При оценке APC — как авторы разобрались с людьми, у которых было более двух сканирований, и с возможностью включения возраста в середине сканирования в качестве фактора до корреляции с учетом нелинейных изменений объема в развитии?

Приносим извинения, что это не было четко объяснено в рукописи.Теперь мы добавили следующее к объяснению вычислений APC (Результаты): « Если было доступно более двух временных точек, первая и последняя использовались для расчета APC. »Рецензент прав в том, что нелинейные траектории характеризуют развитие мозга. К сожалению, с относительно короткими интервалами наблюдения (в среднем 1,7 года в нашей выборке развития) невозможно смоделировать нелинейные изменения, даже в очень немногих случаях, когда были доступны три временные точки.

18. Возможно, я пропустил это, но я не ожидал анализа когнитивных функций. Какой цели он служит и действительно ли он интегрируется в теорию развития нервной системы? Кроме того, только одна ассоциация кажется значимой после многократного тестирования, а разница, по-видимому, локализуется в группе 25–60 лет, для которой у вас наименьшее количество наблюдений (из рисунка 1). Может ли это быть из-за нескольких выбросов? Не могли бы вы также уточнить, какой тест использовался? Может быть, представление нескольких кривых для квантилей разницы распределения (вместо выше / ниже среднего) поможет визуализировать эффект?

Мы видим точку зрения рецензентов.В ответ на этот комментарий мы сначала решили полностью удалить этот раздел из рукописи, поскольку он уже содержит большое количество исчерпывающих анализов. Однако после дальнейших обсуждений между соавторами мы пришли к выводу, что было бы плохой практикой удалять эти результаты на данном этапе, поскольку анализ уже был проведен. Таким образом, мы удалили связанный рисунок и сохранили следующее сокращенное описание в основном тексте (Результаты):

«Был проведен вспомогательный анализ, связывающий кластеры с общей когнитивной функцией (GCA), измеренной по сокращенной шкале интеллекта Векслера (Wechsler, 1999) в полной выборке LCBC, с использованием пола и возраста в качестве ковариант.[…] Важно отметить, что только для кластера 1 была обнаружена значительная взаимосвязь между GCA и возрастом (F = 4,59, p = 0,01), предполагая, что для остальных кластеров возрастные траектории существенно не различались как функция GCA (все p’s> .46) ».

19. На рисунках 4 и 5 нужна цветовая шкала

Да, цветовая шкала должна была быть включена, спасибо, что заметили это. Предыдущий рисунок 4 теперь является частью рисунка 1, который включает цветовую шкалу. Цветовая шкала была добавлена ​​к рисунку 3 (первоначально рисунок 5).

20. Рисунок 2 — это основная цифра результата, и я настоятельно рекомендую вам расширить заголовок, чтобы улучшить самочитаемость. Например, тот факт, что первая строка — это результаты, полученные на образце LCBC. Уточните, что кластеризация пересчитывалась не для каждой матрицы, а для первой панели. Кроме того, названия графиков корреляции могут быть более ясными (например, с четким указанием фенотипических и генетических корреляций). Также 4-я панель не является объемным соотношением изменение-изменение, которое является заголовком рисунка.

Мы переписали подпись к новым рисункам 1 и 2. Подписи к новым рисункам гласят:

“Рисунок 1: Соотношение объемное изменение-изменение

Тепловые карты представляют парные коэффициенты корреляции между изменением объема (изменение в процентах в годовом исчислении) структур мозга в развитии в образце LCBC (левая панель), старением в образце LCBC (средняя панель) и старением в образце репликации Lifebrain (правые панели). ). Пять кластеров, обведенных черными линиями, были взяты из образца развития.”

“Рисунок 2 Генетические корреляции

Левая панель: корреляции «изменение-изменение» в разработке, используемые для создания кластеров. […] Пять кластеров, обведенных черными линиями, были взяты из образца развития ».

21. Резюме и введение должны сообщать, что основное внимание уделяется объему подкорковых структур.

Мы согласны с тем, что об этом следовало сказать более четко. В аннотации мы указываем:

«… мы использовали теорию графов, чтобы идентифицировать пять кластеров скоординированного развития, индексированных как паттерны коррелированных объемных изменений в структурах мозга.”

Во Введении включено следующее:

«Изменение измерялось как ежегодное процентное изменение объема ряда структур и областей мозга. Мы предположили, что объемные изменения в онтогенетических структурах будут иметь тенденцию к кластеризации согласно эмбриональным принципам… ».

22. Обсуждение читается хорошо, но содержит много утверждений, которые, кажется, не подтверждаются результатами или звучат слишком однозначно, учитывая, что анализ был сосредоточен только на 16 объемных измерениях.Также отсутствует раздел ограничений.

Мы прошли обсуждение и изменили язык. В частности, мы следим за тем, чтобы было ясно, что мы обсуждаем объемные изменения, и что утверждения не выходят за рамки представленных эмпирических результатов. Мы также добавили новый раздел в конец Обсуждения: «Ограничения: Предостережения при интерпретации изменений мозга по результатам МРТ и дальнейших исследований», упомянутого выше.

23. Некоторые аспекты текста можно было бы прояснить.Например:

Строка 44 — непонятно, в чем именно заключается гипотеза.

Теперь мы переформулировали предложение, чтобы прояснить гипотезу (Аннотация):

«Мы проверили гипотезу о том, что генетически регулируемые процессы развития нервной системы можно проследить на протяжении всей жизни, оценив, в какой степени области мозга, которые развиваются вместе, продолжают изменяться вместе в течение жизни».

Строка 59 — чему в этом контексте соответствует топографическая организация? регионально?

Да.Чтобы уточнить, мы немного изменили предложение:

«Развитие коры следует топографической организации в детстве и подростковом возрасте (Fjell et al., 2018; Krongold, Cooper, and Bray, 2017; Raznahan et al., 2011), что означает, что области коры, которые можно отличить от соседних областей. по разным критериям, таким как структурные и функциональные свойства, имеют тенденцию развиваться вместе (см. (Eickhoff, Constable, and Yeo, 2018) обсуждение топографии коры в контексте нейровизуализации).”

Строка 61 — непонятно, что значит следить за «генетической организацией коры».

Мы переформулировали предложение, чтобы прояснить его:

«Эта топография сохраняется в результате более позднего развития и старения (Fjell et al., 2018; Tamnes et al., 2013), внимательно следя за генетической организацией коры, то есть контролируемой перекрывающимися наборами генов (Fjell et al., 2015) ».

Строка 79 — очень сложно понять, к чему эта гипотеза относится и что она предсказывает.

Согласны, что это было непонятно. Следовательно, мы переформулировали описание этого:

«С другой стороны, существует гипотеза, что генетически регулируемые процессы развития нервной системы можно проследить в мозге в более позднем возрасте (Chen et al., 2011; Satizabal et al., 2019). […] Это было показано для сравнительно менее пластичной коры головного мозга (Fjell et al., 2015) ».

Line 88 — непонятно, что такое генетическая анатомическая архитектура.

Чтобы прояснить это, мы переформулировали предложение:

«В частности, мы проверили, как объемные изменения подкоркового развития сгруппированы по разным структурам, насколько схожа эта организация в развитии по сравнению со старением, и были ли кластеры изменений под влиянием общей генетики.”

Строка 105 — поясните, пожалуйста, была ли корреляция между предметами?

Да, именно так, теперь мы заявляем: «Эти APC были коррелированы между участниками между каждой парой областей мозга».

Строка 121 — непонятно, что здесь имеется в виду под «общими факторами».

Мы переформулировали: «Обширная связь между мозжечком и головным мозгом и сходство в развитии WM в мозжечке и головном мозге могут объяснить последнее открытие.”

Строка 217 — показана только корреляция, а не прогноз.

Мы переформулировали: «… региональные подкорковые объемные изменения при старении следуют той же схеме, что и изменения в развитии в детстве…»

Строка 256 — пожалуйста, поясните: выполнялась ли консенсусная кластеризация более 1000 прогонов при каждом γ?

Мы провели согласованную кластеризацию 1000 раз при γ, используемом в основном анализе, теперь это четко указано в рукописи (см. Ответ выше).

«Хотя траектории продолжительности жизни подкорковых структур гораздо более расходятся, чем траектории корковых областей».

Мне непонятно, как это подтверждается результатами статьи, не могли бы вы рассказать, как вы это сделали?

Это относится к предыдущей литературе, поэтому мы должны были предоставить ссылки. Мы слегка переформулировали предложение, чтобы прояснить это: «Хотя было показано, что траектории продолжительности жизни подкорковых структур гораздо более расходятся, чем траектории для кортикальных областей (Fjell et al., 2014; Walhovd et al., 2011),… »

«Сопоставление кластеров развития со взрослой частью выборки дало очень разные траектории изменений».

Здесь может быть полезно процитировать рисунки и таблицы в Обсуждении — так ли это и для всех кластеров?

Мы согласны, теперь это выглядит следующим образом:

«Сопоставление кластеров развития со взрослой частью выборки дало очень разные траектории изменений (см. Рисунок 4). За исключением кластеров 3 и 4, которые характеризовались в основном линейными отрицательными траекториями, наблюдались различия в форме склонов, что свидетельствует о том, что кластеры, выявленные в процессе развития, продолжали демонстрировать независимые траектории изменений на протяжении всей остальной жизни.”

«Кластеры 1, 3 и, в меньшей степени, 4 были связаны с общей когнитивной функцией в основном инвариантным к возрасту образом, что означает, что взаимосвязь между когнитивной функцией и подкорковыми объемами устанавливается в раннем возрасте».

Звучит как огромное преувеличение. Вы изучили только изменение объема в 16 регионах — и ассоциации с оценками когнитивных способностей не самые убедительные.

Мы удалили этот раздел из рукописи (см. Выше).

«Это означает, что регионы, которые развиваются и изменяются вместе в течение жизни, как правило, управляются одними и теми же наборами генов».

Помимо моей предыдущей критики, это выглядит как довольно большое обобщение.

Мы изменили утверждение: «Это означает, что регионы, которые развиваются и изменяются вместе в течение жизни, как правило, находятся под влиянием общих наборов генов».

«… и управляются различными наборами генов».

На чем основан этот вывод?

Это в первую очередь основано на результатах анализа близнецов о том, что корреляции генетических изменений-изменений демонстрируют сходную кластеризацию с корреляциями изменения-изменения в развитии.В переработанной рукописи мы несколько изменили предложение:

«Подкорковые изменения во время детского развития могут быть организованы в значимые кластеры, которые стабильны на протяжении всей жизни, имеют тенденцию следовать градиентам эмбрионального развития мозга и подвержены влиянию общих наборов генов».

«Также утверждалось, что гены, экспрессируемые в подкорке, обычно более регионально-специфичны и имеют тенденцию эволюционировать быстрее, чем гены, экспрессируемые в корковых областях».

Я не уверен, что вы имеете в виду под «более быстрой эволюцией», потому что она находится под большим давлением отбора?

Это означает, что они имеют тенденцию больше изменяться в процессе эволюции, и, таким образом, гены, экспрессируемые в подкорковых структурах, имеют тенденцию быть эволюционно более поздними по сравнению с генами, экспрессируемыми в коре головного мозга. Мы немного переформулировали текст для ясности:

«Хотя подкорка эволюционно старше коры, в ней выше доля эволюционно более новых генов и более высокая скорость эволюции, что является основным показателем эволюции на молекулярном уровне (Tuller et al., 2008). Также утверждалось, что гены, экспрессируемые в подкорке, обычно более специфичны для региона (Tuller et al., 2008; Zhang and Li, 2004) ».

Матрица генетической корреляции SNP была очень похожа на матрицу изменения развития, как продемонстрировал тест Мантеля (r = 0,57, p <0,0005, см. Рисунок 2) ».

Я не большой поклонник качественных оценок (например, очень). Тем более, что я предполагаю, что r может варьироваться от 0 до 1, так что «сильно» можно рассматривать как завышение.

Насколько статистика теста Mantel отличается от 0, отличаются ли они также от 1?

Согласен! Мы переформулировали:

«Матрица генетической корреляции SNP была больше похожа на матрицу изменения развития, чем ожидалось случайно…»

Мы внесли такое же изменение во второе предложение, также содержащее «очень похоже».

Обобщенный

«Смешанные аддитивные модели (ГАММ)»

Не могли бы вы добавить некоторые подробности о максимальном порядке рассматриваемых шлицев? Как была выбрана лучшая модель — лучший заказ?

Степень гладкости оценивалась как часть подгонки модели, и выбор модели проводился путем минимизации AIC и BIC.Эта информация была «спрятана» в легенде таблицы в Таблицу 3. Теперь мы переместили ее в основной текст, указав: «И информационный критерий Акаике (AIC), и байесовский информационный критерий (BIC) были рассчитаны для выбора среди моделей и защиты от переоснащение ».

24. «Это выявило близкое к идеальному совпадение между генетическими кластерами взрослых и их эмбриональным происхождением».

Вы говорите, что группирование очень похоже, но по сравнению с кластерами, представленными на рисунке 2, я считаю, что это преувеличение.Например. caudate, accumbens, putament, pallidum — два из них ранее находились в отдельных кластерах. Также положительный rG между корой мозжечка и WM, хотя раньше он был отрицательным.

Это конкретное утверждение относится к соответствию между кластеризацией не-CSF оценок когеритивности SNP из UKB и основными подразделениями эмбрионального развития мозга. Таким образом, мы ожидаем определенных отличий от графиков, представленных на рисунке 2. Тем не менее, мы модерировали заявление:

«Это выявило соответствие между генетическими кластерами взрослых особей и их эмбриональным происхождением (рис. 3).”

25. «Во всех случаях функция наклона давала самые низкие значения IC». Это неправда — см. Хвостатый и кору.

Что делать из небольших различий AIC / BIC, т.е. немного лучше? Интересно, действительно ли таблица 3 добавляет что-нибудь, особенно учитывая, что возрастные траектории в основном описательны?

Вы правы — спасибо, что заметили это! Мы исправили заявление. Мы согласны с рецензентом в том, что таблица 3 не критична для рукописи.Мы думаем, что уместно все же включить его, чтобы получить некоторые цифры, которые будут сопровождать рисунок 5. Однако мы открыты для его удаления.

26. «Мы подогнали траекторию развития каждого кластера…».

Я полагаю, вы взяли общий объем каждого кластера? Что на самом деле добавляет этот анализ? Сначала предполагается, что кластер в некоторой степени однороден (см. Мой второй комментарий), а другая проблема заключается в том, что разные тома могут иметь чрезвычайно разные масштабы, что затрудняет интерпретацию суммы.

Да, мы использовали общий объем каждого. Мы согласны с рецензентом в том, что внутри кластеров, безусловно, есть различия, но, как мы показываем в анализе матрицы изменений-изменений, различия внутри меньше, чем различия между кластерами. Индивидуальные различия между кластерами можно увидеть на Рисунке 5, на котором показаны возрастные траектории отдельных структур. Мы понимаем точку зрения рецензентов, но по-прежнему считаем, что отображение различных траекторий развития и продолжительности жизни для этих различных кластеров дает полезную информацию об их различиях.Чтобы сделать нашу точку зрения более ясной и отметить точку зрения рецензентов, текст был изменен, и теперь он гласит:

«Мы подобрали траекторию развития каждого кластера, используя общий объем структур в каждом кластере, […] Поскольку использовался общий объем, большие структуры потенциально будут влиять на траектории кластеров больше, чем более мелкие структуры».

27. «Используя многомерные модели оценки скрытых изменений, мы рассчитали…».

Почему вы также не использовали годовое симметричное процентное изменение, которое вы использовали ранее? Особенно если вы хотите сравнить rG с фенотипическими корреляциями, которые вы изучали ранее.

Основная причина этого выбора заключалась в том, что это было сделано таким образом в предыдущем продольном исследовании подкорковых близнецов от ENIGMA (Bouwer et al.), Из которого были взяты данные VETSA, использованные в настоящем исследовании.

28. rG из моделей-близнецов исправлены на ICV, что не похоже на подход GREML. Это просто отсутствует в тексте?

«… пара из 16 подкорковых структур мозга, включая первые десять основных компонентов, пол и возраст как ковариаты.”

Извините, это упущение в описании методов. Мы исправили это:

«Для анализа UKB SNP, измерения объема 16 подкорковых структур были скорректированы на ICV и…»

29. «Лог-тест правдоподобия». Я больше привык к тому, что его называют тестом отношения правдоподобия.

Мы заменили «логарифмический тест правдоподобия» на «тест отношения правдоподобия».

30. «Ограниченные методы максимального правдоподобия» — (очень) второстепенная деталь, но REML — это метод оптимизации, используемый для оценки параметров двумерной смешанной модели.Компромиссом может быть использование GREML, что не более корректно, но довольно часто используется для обозначения LMM, реализованного в GCTA. По аналогии, это как если бы вы назвали GAMM методом ограниченного предельного правдоподобия.

Мы слегка переформулировали предложение, чтобы сделать его более точным: «Мы использовали двумерную линейную смешанную модель с основанными на геноме методами ограниченного максимального правдоподобия, реализованными в программе GCTA».

31. «… из-за эвристики алгоритма…».Что здесь за эвристика, это случайные начальные значения?

Да, алгоритм перебирает все узлы в случайном порядке для каждого прогона, и теперь мы проясним этот момент (Методы, раздел Экспериментальный дизайн и статистический анализ):

«Структура сообщества может изменяться от запуска к запуску из-за эвристики алгоритма, относящегося к порядку, в котором рассматриваются узлы, […]».

32. «Также все реконструированные поверхности были осмотрены и утилизированы, если они не прошли внутренний контроль качества.«Конечно, это не относится к анализу UKB. Выполняли ли вы какие-либо проверки их качества помимо проверки, предоставленной UKB?

Нет, сканы UKB уже прошли некоторый контроль качества. Чтобы прояснить это, мы добавили следующее предложение (Методы, раздел о сборе и анализе данных МРТ):

«Качество сканов UKB было проверено группой визуализации UKB».

33. «Кроме того, мы удалили участников, которых команда британского биобанка предложила удалить для генетического анализа.«Не могли бы вы уточнить, почему рекомендуется это исключение?

Мы обновили текст, добавив более подробную информацию:

«Девяносто один из этих 481 участника имел ненормальные значения гетерозиготности, а оставшиеся были отмечены как выбросы в отношении гетерозиготности / пропущенной доли из текущих файлов контроля качества (ukb_sqc_VZ.csv), предоставленных самой последней командой UK Biobank.».

https://doi.org/10.7554/eLife.66466.sa2

Дистанционное зондирование | Бесплатный полнотекстовый | Объемный анализ оползня в Абе Барек, Афганистан на основе нелинейного картирования ЦМР, полученных со спутниковых стереосъемок

1.Введение

Оползни, вызванные сильными дождями и землетрясениями, являются одними из наиболее распространенных явлений геологической опасности, которые часто возникают в горных регионах, и представляют собой одну из основных опасностей, вызывающих прерывание и серьезное разрушение транспортных сооружений, промышленных и гидроэлектростанций, а также как причиной гибели людей во всем мире. Недавние исследования показывают, что количество мест, видов деятельности, степени тяжести, частоты оползней, а также социальных и экономических последствий со временем увеличивается во многих регионах [1,2,3,4].Афганистан считается страной, подверженной нескольким геоморфологическим опасностям, таким как землетрясения, оползни, наводнения, засухи, лавины и антропогенные катастрофы, с преобладанием гор в ландшафтах. Безопасность и экономические проблемы превратили Афганистан в число стран, где исследования оползней немногочисленны. Таким образом, точное местоположение и количество подверженных оползням районов по всей стране еще не определены, но согласно отчетам Управления Организации Объединенных Наций по координации гуманитарной деятельности [5], о стихийных бедствиях, зарегистрированных в Афганистане в период с 2012 по 2012 гг. 2020 г., оползни составляют 6.8% от общего числа опасных природных явлений, на долю которых приходится 30,3% всех смертей, связанных с геологическими опасностями. Из всех зарегистрированных в стране оползней в период с 2012 по 2020 год [5] 41,8% произошли в провинции Бадахшан. Удивительно, но оползни в Бадахшане составляют 16,3% всех случаев стихийных бедствий в стране, что составляет 53,6% всех зарегистрированных смертей, связанных с оползнями в Афганистане. Как сообщает [6], провинция Бадахшан является высокоприоритетной провинцией из-за большей подверженности оползням.Высокая подверженность оползням провинции Бадахшан побудила нас изучить одну из пострадавших от оползней территорий с помощью дистанционного зондирования. В центре внимания оползень на Абэ Барек, который произошел 2 мая 2014 года в Бадахшане, Афганистан. Он привлек большое международное внимание из-за своих больших размеров и катастрофических повреждений. По данным Учебного и научно-исследовательского института Организации Объединенных Наций [7,8], число погибших колебалось от 300 до более чем 2700. На основе первоначального сравнения спутниковых снимков с высоким разрешением WorldView-2 до и после — кстати, всего 87 построек было засыпано грунтовым массивом [7].Более того, после исследования и сравнения различных площадных изображений они пришли к выводу, что предыдущие массовые перемещения имели место и с большой вероятностью повторились в том же районе [7,8]. Zhang et al. [8] провели оценку восприимчивости к оползням в пострадавшей от оползней зоне Абе Барек с использованием данных о высоте 90 м SRTM с низким разрешением и производных цифровой модели рельефа (ЦМР) со значительным ограничением из-за отсутствия данных инвентаризации оползней. Помимо [8], никаких других исследований по изучению оползневой зоны Абэ Барек не проводилось.Таким образом, объем оползня до сих пор остается неизвестным. Оценка объема перемещенных материалов в результате оползня является важным показателем для понимания значимости события и планирования действий после стихийного бедствия. Разница высот между ЦМР до ​​и после события (ЦМР разницы: DoD) использовалась для определения местоположения пораженных участков и количественной оценки смещенного объема почвы [9,10,11,12]. Среди различных источников данных дистанционного зондирования метод обнаружения и определения дальности (LiDAR) может дать надежную оценку морфологических изменений [13].Однако наблюдения LiDAR редко проводились в отдаленных районах, таких как район Абе Барек. Подход, основанный на спутниковых изображениях, более применим для оценки стихийных бедствий в таких удаленных районах. ЦМР может быть создана на основе стереофонического анализа нескольких спутниковых изображений с разными углами отклонения от надира. В случае наличия набора спутниковых изображений стереопары высокого разрешения до и после катастрофы, анализ DoD может быть выполнен путем разработки ЦМР до ​​и после события. полученные матрицы высот необходимо точно зарегистрировать.Однако во многих случаях обнаруживаются ошибки ЦМР значений высоты даже при геометрической регистрации данных. Предыдущие исследования показали, что неопределенность, в том числе шум регистрации или ошибки местоположения в разновременных ЦМР, может привести к неправильному расчету объемов почвы [14,15]. Эти ошибки возникают из-за многих факторов, таких как качество исходных данных, алгоритм интерполяции, метод проецирования в процессе создания матрицы высот и т. Д. [16]. Горизонтальное рассогласование между ЦМР может быть одной из основных причин неопределенности в анализе DoD.В различных исследованиях особое внимание уделяется развитию передовых методов регистрации не только аэрофотоснимков [17,18,19], но и разновременных ЦМР [14,20,21]. Jaboyedoff et al. [13] рассмотрели использование наземных контрольных точек (GCP) для уточнения ориентации универсального датчика. Сбор GCP отнимает много времени в срочном случае бедствия. Chen et al. [14] предложили модель баланса массы для точной корректировки двух ЦМР и количественной оценки накопленного объема оползня.Однако расчет баланса массы будет затруднен в пострадавших районах, где обрушившаяся почва затекла в здания и реки вниз по течению. Хиракава [20] также предложил основанный на оптимизации метод для автоматического исправления геометрических ошибок в разновременных ЦМР, полученных с помощью LiDAR, путем допущения уникальных линейных ошибок во всей рассматриваемой области. Было бы трудно исправить геометрию ЦМР, если в интересующей области обнаружены существенные нелинейные искажения. Эти предыдущие исследования показывают, что рассогласование, вызванное нелинейными искажениями в разновременных ЦМР, все еще остается открытой проблемой.Миура [21] представил метод нелинейного картирования для уменьшения горизонтальных ошибок определения местоположения между полученными с помощью LiDAR ЦМР и оценки смещенных объемов селевых потоков. Однако применимость метода для оползней в ЦМР, полученных из спутниковых изображений, и выбор параметров в методе не были полностью обсуждены в предыдущем исследовании [21]. В этой статье мы следовали предлагаемой методологии [21], чтобы представить возможность применения метода нелинейного картирования для уменьшения шума регистрации разновременных ЦМР для оценки объема оползня Абе Барек.Мы проанализировали набор ЦМР высокого разрешения, созданных на основе спутниковых изображений стереопары. Для уменьшения нелинейных искажений в ЦМР применялась техника нелинейного отображения. В отличие от предыдущей работы [21], здесь, в этом исследовании, особое внимание было уделено демонстрации эффективности метода с использованием как статистических подходов, так и профильных сечений. Объем оползня оценивался по данным Министерства обороны США, скорректированным нелинейным методом. Аспекты этого исследования резюмируются следующим образом:
  • Применимость метода нелинейного отображения для минимизации геометрических ошибок.

  • Проверка метода нелинейного отображения путем сравнения нескольких описательных и графических параметров.

  • Обнаружение оползней и оценка объема с использованием скорректированного DoD.

  • Проверка и сравнение полученного объема вытесненного материала с предыдущими исследованиями.

2. Оползень в Абе Барек, Афганистан

2 мая 2014 года очень крупномасштабный оползень произошел в Абе Барек (Рис. 1), район Арго, провинция Бадахшан, Афганистан.Это был самый сильный оползень 2014 года, в результате которого погибло от 300 до более чем 2700 человек [8]. По словам местных жителей, за короткий промежуток времени произошло два оползня. Жителям деревни может не хватать специальных знаний, подготовки и необходимого оборудования для проведения сортировки и начала поисково-спасательных операций для оказания помощи первым попавшим в ловушку жертвам вскоре после первого инцидента [22]. К сожалению, многие добровольцы-спасатели сами становятся вторичными жертвами [23]. Учитывая удаленность зоны оползня, плохие дорожные условия, недостаточную пропускную способность для быстрой и своевременной переброски техники и необходимого оборудования, правительство быстро пришло к выводу, что извлечение захороненных тел недостижимо.Следовательно, это место было объявлено массовым захоронением [24]. Рисунок 2а, взятый в [25] и обведенный желтым цветом, показывает направление движения оползня вниз в достаточно наклонном поверхностном разрыве на значительном расстоянии и засыпает поселения вдоль своего пути. Кроме того, на рис. 2а, б четко показаны границы предыдущих оползней в том же месте красными линиями. Район исследования с широтой 37 ° 1 ′ 18 ″ северной широты и долготой 70 ° 22′01 ″ восточной долготы расположен в 21 км от Файзабада, столицы провинции Бадахшан.Бадахшан — одна из 34 провинций Афганистана, расположенных в северо-восточной части страны вдоль гор Памир и Гиндукуш. Некоторые из его гор находятся на высоте 3000–7000 м над уровнем моря и круглый год покрыты снегом и ледниками. Бадахшан — один из самых удаленных, наименее развитых и подверженных стихийным бедствиям регионов, который граничит с Таджикистаном на севере, Пакистаном на юге и Китаем на крайнем востоке (рис. 1а). Наличие двух активных границ плит [26], а именно «Северо-Афганская платформа и Трансгрессионная граница плит», и прохождение трех основных активных разломов через провинцию [27], а именно Центрального Бадахшанского разлома, Дарвазского разлома и Хенджванского разлома, что делает его самым сейсмоопасным регионом в стране и, возможно, одним из самых уязвимых регионов для всех видов стихийных бедствий.В связи с этим большинство исследователей относят большинство опасностей оползней к землетрясениям. Район Арго (рис. 1c), одним из селений которого является Абэ Барек, в котором проживает 10% всего населения провинции, является самым густонаселенным районом Бадахшана [28]. Согласно предыдущему исследованию [8], 30,2% всей земли в провинции Бадахшан покрыто уклоном от 20 до 30 °, а в районе, где произошел оползень, 78% земли составляют склоны. уклон от 20 до 40 °. Это можно рассматривать как одну из причин, почему этот район подвержен оползням.В зоне оползня Абе Барек были зверски захоронены дома и погибло большое количество людей, что можно отнести к категории самых опасных для жизни [8] стихийных бедствий после двух землетрясений 1998 года [27,29], произошедших в этом районе. На сегодняшний день Шредер [30,31] определил 34 крупных лессовых оползня, которые обычно вызываются насыщением и разжижением в этой области. Знать причину оползней чрезвычайно важно. Однако, как уже упоминалось, было проведено не так много исследований в интересующей области, чтобы выяснить основную причину.Единственное исследование, проведенное в исследуемой области, — это оценка восприимчивости в Abe Barek [8]. Были тщательно изучены такие факторы оползней, как топография, климат (дождь), геология и сейсмичность местности, растительный покров и землепользование, а также предыдущие землетрясения. В конце концов, они определили следующие факторы как основную причину инцидента:
  • Ослабление площади, покрытой илом из-за повторяющихся сейсмических событий.

  • Нестабильность склона еще больше усиливается из-за оставшихся на том же месте слишком рыхлых материалов от предыдущих оползней.

  • Нестабильность склона из-за повышенного проникновения дождевой воды в рыхлый грунт.

  • Наличие чувствительного материала, который очень подвержен оползням.

  • Повышение влажности почвы за счет быстрого таяния глубокого снега и весенних дождей до 200 мм.

  • Землепользование и ирригационная деятельность.

Наконец, можно сделать вывод, что причина оползня не одна. Скорее, набор пусковых факторов (например,g., сложная геология, наличие склонного к оползням материала [30,31], предыдущие записи землетрясений и близкое расстояние до пересечения линии разлома [29], летние дожди и тающий снег) или комбинация любого из упомянутых факторы могут привести к этой неудачной ситуации.

3. Материал

В этом исследовании были собраны спутниковые изображения высокого разрешения стереопары для создания ЦМР до ​​и после события. Панорамированные изображения GeoEye-1 с пространственным разрешением 0,5 м, наблюдавшиеся в июне 2012 года, были проанализированы для создания ЦМР перед событием.Панхроматические изображения IKONOS-2 с пространственным разрешением 0,8 м, полученные через 2 месяца после события в 2014 году, были проанализированы для создания ЦМР после события. В таблице 1 приведены характеристики спутниковых изображений, использованных в данном исследовании, и условия их наблюдения. Поскольку изображения перед событием наблюдались в один и тот же день под разными углами отклонения от надира, качество парных изображений можно оценить как очень хорошее. С другой стороны, поскольку временной интервал наблюдений изображений после события составляет 8 дней, и изменения земного покрова между изображениями незначительно наблюдались, мы оценили качество пар изображений после события как хорошее.На рисунке 3 показана блок-схема построения ЦМР по полученным спутниковым изображениям. ЦМР и ортотрансформированные изображения были созданы методом плотного стереосопоставления с использованием коммерческого программного обеспечения (Agisoft Metashape Professional Ver. 1.6.3) [32]. Техника состоит из совмещения фотографий, создания трехмерного плотного облака точек и построения сетки. Приблизительно 168 тысяч связующих точек и 34 миллиона облаков были извлечены из пары изображений перед событием, что указывает на то, что средняя плотность облаков равна 1.4 точки на квадратный метр. С другой стороны, примерно пять тысяч связующих точек и 16 миллионов облаков были извлечены из пары изображений после события, демонстрируя, что средняя плотность облаков составляет 0,5 точки на квадратный метр. Географические положения изображений были согласованы с использованием файлов рациональных полиномиальных коэффициентов (RPC). Файлы RPC были предоставлены поставщиком в виде стандартного набора данных для помощи в позиционировании, включая полиномиальные уравнения для связи географических местоположений (широта, долгота и высота) с местоположениями на изображении (строка и столбец).На рис. 4a, b показаны ЦМР до ​​и после события, созданные из изображений, соответственно, а на рис. 4c, d показаны эффекты отмывки на ЦМР. Неожиданные небольшие вогнутости и выпуклости были обнаружены на ЦМР после события (рис. 4d), вероятно, из-за более низкой плотности облаков точек. На рис. 4e, f показаны ортотрансформированные изображения до и после события соответственно. На рис. 4g, h крупным планом показаны сгенерированные облака точек в прямоугольной области, показанной на рис. 4e, f. Судя по изображению крупным планом, концентрация точек облачности в ЦМР до ​​события существенно выше, чем в ЦМР после события.Пространственное разрешение данных до события составляло 1,0 м, тогда как пространственное разрешение данных после события составляло 1,5 м из-за разного пространственного разрешения исходных изображений. Поскольку пространственное разрешение и парное качество данных до события выше, ЦМР после события и ортотрансформированное изображение были повторно дискретизированы до разрешения 1,0 м методом кубической свертки для следующей операции обнаружения изменений, чтобы получить подробные морфологические данные. Произведенные ЦМР были привязаны к геопривязке в ГИС во время операций сопоставления стерео на основе файлов RPC.Затем они были применены к методике DoD путем вычитания изображения до события из изображения после события. DoD (post-pre), полученный при обнаружении изменений на основе пикселей, показан на рисунке 5. Хотя DEM были геометрически скорректированы с помощью файлов RPC, значительные шумы или ошибки в значениях высоты были обнаружены даже в незатронутых областях. Эти ложные срабатывания, вероятно, возникли бы из-за ошибок местоположения (например, горизонтальных ошибок) в ЦМР, что указывает на несовпадение двух изображений ЦМР.Следовательно, потребуется дополнительная геометрическая коррекция, чтобы точно улучшить соответствие ЦМР и точно определить геоморфологические изменения. Здесь, в этом исследовании, будет использоваться метод нелинейного картирования, чтобы уменьшить ошибки местоположения DEM, генерируемые в DoD.

4. Методология

Метод нелинейного отображения был кратко представлен в предыдущей работе [21]. В разделе 4.1 подробно описан метод, эксперименты по подбору параметров представлены в разделе 4.2, а оценка качества по выбранным параметрам обсуждается в разделе 4.3.
4.1. Метод нелинейного отображения
Метод адаптивного нелинейного отображения был предложен Kosugi et al. [33] и Накамура и др. [34] для точного наложения пары аэрофотоснимков или спутниковых изображений и автоматического обнаружения попиксельных изменений. Этот метод позволяет геометрически корректировать изображения, даже если на изображениях получаются зазоры вращения и локальные перекосы. Этот метод был применен не только к аэрофотоснимкам, но и к ЦМР, полученным с помощью LiDAR, одним из авторов для количественной оценки объемов селевых потоков [21].Следовательно, мы применили этот метод к полученным ЦМР в данном исследовании. Блок-схема метода нелинейного отображения для ЦМР до ​​и после события представлена ​​на рисунке 6. Этот метод состоит из четырех операций: генерация сдвига вектора в подобластях, операции согласования для сдвига векторов, интерполяции согласованных сдвиговых векторов и повторения трех предыдущих операций до достижения удовлетворительного результата. В этом анализе матрицы высот до и после события определяются как контрольные (справочные) данные и ведомые данные, соответственно.Сначала обе матрицы высот делятся на подобласти с размером окна N W на N W пикселей (рисунок 7). Сегментированная подобласть (N W × N W пикселей) в данных ведомого ищет наиболее подходящий сегмент в окрестности данного сегмента (N S пикселей для левого, правого, восходящего и нисходящего) в соответствующем данные контроллера, приняв наименьшую разницу высот по следующей формуле:

s (ic, jc) = 1NW2∑j = — (NW − 1) / 2 (NW − 1) / 2 ∑i = — (NW − 1) / 2 (NW − 1) / 2 {d1 (ic + i , jc + j) −d2 (ic + i + dx, jc + j + dy)} 2

(1)

Перепад высот (значение s) рассчитывается в каждой подобласти.Здесь d 1 и d 2 — отметки в ЦМР до ​​и после события, соответственно, а i c и j c указывают центральное положение подобласти в направлениях x и y соответственно. . Векторы сдвига определяются из dx и dy в пикселях, когда минимальное значение s получается в пределах заданной области поиска в N W -by-N W пикселях. Было бы сложно найти подходящие векторы смещения на участках, пострадавших от оползней, из-за того, что движение грунта значительно меняет топографию после события.Поскольку в таких измененных областях будут генерироваться ложные векторы сдвига, векторы сдвига необходимо скорректировать с учетом векторов в окрестностях измененных областей.

Операция консенсуса будет выполнена для исправления завышенных векторов сдвига или ложно сгенерированных векторов сдвига. Первые скаляры векторов сдвига вычисляются с использованием уравнения (2) во всех подобластях. На рисунке 8а показана схематическая диаграмма гистограммы векторов и порогового выбора для двух классов.Пороговое значение векторов (d th ) определяется путем максимизации отношения межклассовой дисперсии (σB) к общей дисперсии (σT), вычисленной по уравнениям (3) — (5) [34,35].

dth = d s.t. максд (σB2 (г) σT2 (г))

(3)

σB2 = n1 (m1 − m0) 2 + n2 (m2 − m0) 2m1 + m2

.

(4)

Здесь m 0 , m 1 и m 2 указывают среднее значение d для всех векторов, среднее значение в классе 1 и среднее значение в классе 2 соответственно.Кроме того, n 1 и n 2 — это количество векторов в классах 1 и 2 соответственно. Аналогичным образом σ1 и σ2 представляют собой дисперсии векторов в классах 1 и 2 соответственно. Когда значение d в подобласти больше, чем d th , векторы классифицируются как класс 2. В этом случае векторы сдвига корректируются путем предоставления медианных значений dx и dy, полученных в подобластях соседства (N C -by-N C подобластей), как показано на рисунке 8.Векторы сдвига предоставляются всем пикселям из векторов подобластей с помощью техники билинейной интерполяции. Эти операции повторяются заданное количество итераций (n). Наконец, данные контроллера геометрически корректируются на основе вектора сдвига в каждом пикселе. На рисунке 9 показано сравнение схематического плана и профиля до и после геометрической коррекции на основе нелинейного картографирования. Четыре параметра, N W , N S , N C и n, необходимы для выполнения метода нелинейного отображения.
4.2. Оценка и применимость метода

Мы применили метод нелинейного отображения к ЦМР до ​​и после события. Для этого алгоритму нужна комбинация входных параметров. Эти ключевые входные параметры: N W (размер окна или размер подобласти), N S (область поиска), N C (согласованная область), n (количество итераций). Выбор параметров в методе обсуждался в выбранной зоне тестирования с различными комбинациями значений этих параметров.В этом исследовании был изучен набор сценариев с различными значениями N W , N S , N C и n. В следующих подразделах мы выполнили статистические оценки и оценки векторов сдвига. По результатам оценки качества была выбрана наилучшая возможная комбинация параметров (N W , N S , N C и n).

4.2.1. Статистическая оценка
Как показано пунктирным прямоугольником на рисунке 10, метод нелинейного картирования применялся неоднократно с различными сценариями для выбранной тестовой области.Например, в каждом процессе анализа подобластям ЦМР до ​​события давались разные области поиска (значение в пикселях) и согласованное значение для автоматического поиска и сопоставления с наилучшей возможной соответствующей контрольной точкой в ​​ЦМР после события. Типичные параметры, показанные в таблице 2, были выбраны для оценки точности. Описательную статистику (среднее и стандартное отклонение) удобно использовать для оценки различных категорий и выявления различий между другими сценариями.Если геометрическая коррекция данных успешно выполнена, среднее значение DoD будет равно нулю или близко к нулю в незатронутых областях. Как показано в Таблице 2, разные размеры окна (например, N W = 5,7,9… 31) и области поиска N S × N S (3 × 3, 5 × 5, 7 × 7 … 31 × 31) пикселей оцениваются с помощью повторяющейся итерационной процедуры. Наконец, в этом исследовании размер окна (N W = 5 пикселей) и область поиска (N S = 9 × 9), выделенные в таблице 2 жирным шрифтом, были выбраны на основе наименьшего среднего и стандартных отклонений DoD. карты.
4.2.2. Оценка векторов сдвига
На рис. 11a – i показаны сгенерированные векторы сдвига для номеров сценариев 2–10 в таблице 2. Выбранная тестовая область матрицы высот перед событием на основе описанных выше входных параметров искала наиболее подходящий сегмент в близость соответствующей контрольной точки в выбранной тестовой зоне матрицы высот после события. Как показано на рисунке 11, векторы сдвига были сгенерированы, если точка наилучшего совпадения не совпадает с контрольной точкой. В ходе анализа работы было сгенерировано более девяти профилей векторов смещения.Здесь, на Рисунке 11, показано девять из них. Умеренное перемещение вектора, которое обеспечивает приемлемую плавность качества ЦМР и значительно устраняет ошибки местоположения в незатронутой области по сравнению с другим набором векторов смещения, будет выбрано из всех сгенерированных векторов смещения. После сравнения на рисунке 11 мы выбрали вектор сдвига с меткой c. что соответствует параметрической комбинации (N W = 5, N S = 9, N C = 3, n = 3).Поскольку смещение векторов в выбранных параметрах меньше, чем смещение других векторов (например, сценарий номер пять-десять в Таблице 2, показанный на Рисунке 11d – i), скорректированная ЦМР устранила ошибки местоположения в незатронутой области значительно по сравнению с другие ЦМР, связанные с вектором сдвига. Более того, выбранный вектор смещения имел наименьшее среднее значение, отклонение и сумму квадратов, как обсуждено и показано в таблице 2.
4.3. Оценка качества
Гистограмма — очень удобный способ графического отображения информации, содержащейся в одной полосе изображений, полученных с помощью дистанционного зондирования [36].При дистанционном зондировании ученые обычно изучают гистограммы для каждого диапазона, чтобы определить качество спутниковых изображений. Гистограмма представляет информацию, по которой можно определить качество данных изображения. В большинстве случаев ученые показывают гистограммы до и после, чтобы сравнить эффективность своих методов улучшения изображения [37]. Следовательно, мы сравнили распределение разницы высот в скорректированной ЦМР с неисправленной ЦМР с помощью гистограмм. Как показано на рисунке 12, нескорректированная гистограмма DoD (красная линия) сгенерировала гистограмму формы распределения с отрицательным перекосом, указывающую на низкое качество данных. или наличие дополнительных шумов в данных.Однако гистограмма скорректированной матрицы высот (синяя линия) дает симметричное частотное распределение. Значения распределяются вокруг центрального значения, а количество пикселей уменьшается от этой центральной точки. График распределения полностью изменился на колоколообразный и получил название нормального распределения. Можно сделать вывод, что качество данных в DoD после применения метода нелинейного отображения резко повысилось. Между тем, после проведения метода нелинейного отображения и выбора параметрической комбинации количество ошибочно обнаруженных ошибок резко сократилось.

6. Обсуждение

В этой главе обсуждается сравнение расчетного объема оползней с предыдущими исследованиями в Разделе 6.1, преимущества метода в Разделе 6.2 и будущие работы в Разделе 6.3.
6.1. Сравнение полученного объема оползней с предыдущими исследованиями оползней
Чтобы понять масштаб оползня Абе Барек, было проведено сравнение с соотношением площадь-объем или степенным законом, полученным из предыдущих исследований [39,40,41, 42,43,44,45,46,47,48,49,50,51] с высоким уровнем достоверности в разных местах в разных странах.Количество выборочных данных, ограничения исследуемых областей и полученные взаимосвязи суммированы в Таблице 4. Как показано на Рисунке 17, объем оползня, по-видимому, немного больше по сравнению с площадью поверхности земли. Это отражает то, что оползень произошел на относительно небольшой территории со значительной мощностью лёсса. В целом, рисунок 17 показывает, что объем, оцененный нашим анализом, хорошо согласуется с предыдущими исследованиями и находится в пределах линий корреляции, соответствующих предыдущему исследованию.
6.2. Преимущества и недостатки метода

Преимущества метода, представленного в этом исследовании, резюмируются следующим образом: он может уменьшить геометрические ошибки в выходных данных DoD почти автоматически, обеспечивая адекватные параметры без сбора опорных точек; его можно применять к ЦМР, в данных наблюдаются даже значительные морфологические изменения, такие как крупномасштабный оползень; и, следовательно, он может обеспечить более точную количественную оценку объема материала, перемещенного оползнями, чем простой анализ DoD.

Напротив, одним из основных недостатков метода нелинейного отображения является время, затрачиваемое на сценарии для выбора идеальных входных параметрических комбинаций. Для выбора такой параметрической комбинации (N W , N S , N C , n) нам необходимо сравнить результаты каждого сценария и выбрать их на основе тщательной оценки, что займет относительно много времени. За исключением сказанного, остальная часть метода очень быстрая.

Поскольку мы не обсуждали абсолютную точность географических координат при использовании опорных точек, исправленная матрица высот неизбежно будет содержать ошибки.Истинную оценку погрешности обычно можно провести с помощью достаточного количества опорных точек [9,10,15,38,52], которые обеспечивают фактическую оценку погрешности. Однако оценка ошибок с использованием GCP в небезопасном месте, расположенном в удаленном районе с высокими горами и плохой транспортной доступностью, делает практически невозможным сбор таких данных. Хотя в некоторых исследованиях такая оценка проводилась с использованием ЦМР, полученной с помощью LiDAR, в качестве опорной точки [9,15], наблюдения LiDAR в этой области никогда не проводились. Martha et al. [10] предположили, что выравнивания изображений с использованием только RPC достаточно для оценки объема.Однако в этом исследовании мы использовали метод нелинейного картирования для выравнивания ЦМР в максимально возможной степени, для уменьшения шума в неизменной области и для повышения точности анализа, насколько это возможно.
6.3. Дальнейшие исследования
Хотя применение метода нелинейного картирования значительно снизило шум в выходных данных DoD, впоследствии оно может повысить точность результата оценки объема оползня до определенного уровня. Однако оценка погрешности не обсуждалась в этой работе с фактическими опорными точками.После того, как такие данные будут собраны, необходимо проделать большую дополнительную работу. Например, оценка погрешности как глубины, так и объема, полученная из нелинейного картирования и реальной опорной точки, может быть сравнена с помощью аналогичной процедуры, проведенной в [9] с использованием метода анализа изменения оценки. Недостаток, рассмотренный в предыдущем разделе, может потребовать дополнительных исследований, чтобы найти возможный способ автоматического выбора этих параметров для более быстрого выполнения анализа. Сравнительное исследование вместе с другими методами, направленными на снижение нежелательных шумов, может быть применено, чтобы подчеркнуть эффективность метода.

В качестве заключительных замечаний следует подчеркнуть, что в этом исследовании мы в основном сосредоточили свое внимание на уменьшении дополнительных накопленных шумов в незатронутых областях выхода DoDs и проиллюстрировали влияние принятой техники нелинейного картирования на уменьшение расчетного объема оползней. по сравнению с результатом прямого использования DoD. Подход, примененный в этом исследовании, направлен на оценку объема крупномасштабного оползня после уменьшения накопленных шумов на выходе DoDs.Кроме того, у него есть потенциал для количественной оценки объема оползня в критическое время бедствия с относительно более коротким временем, без использования каких-либо дополнительных фактических опорных точек.

7. Выводы

В этом исследовании использовался метод нелинейного картирования для обнаружения и оценки объема пострадавшей от оползня области с использованием стереопарных спутниковых изображений высокого разрешения. Подчеркивается, что этот метод может успешно использоваться при анализе обработки изображений для выполнения задач картографирования, уменьшения геометрических ошибок, накапливающихся в неизмененных областях выходных данных DoD, и, наконец, для получения объема и средней глубины перемещенного материала в зона бедствия, чтобы облегчить поддержку кризисного управления и внести большой вклад в более эффективное планирование помощи и восстановления после стихийных бедствий.

Техника, представленная в этом исследовании, была использована во время крупномасштабного оползня, произошедшего 2 мая 2014 года в деревне Абэ Барек, Бадахшан, Афганистан. Используя ЦМР метода обнаружения изменений разности, мы создали ЦМР для пострадавших от оползня участков на основе спутниковых стереопар до и после события. Несмотря на то, что ЦМР корректировались с помощью метода RPC, в непораженных областях все же были обнаружены шумы регистрации или ошибки местоположения. Мы использовали технику нелинейного отображения, чтобы уменьшить вышеупомянутые геометрические несоответствия или шумы регистрации и повысить точность анализа процесса.Предлагаемый метод закодирован таким образом, что в выбранной зоне тестирования с заданными комбинациями параметров матрица высот после события (данные ведомого) накладывается на матрицу высот до события и попиксельно сканирует соседние окрестности. для наилучшего возможного совпадения точек в матрице высот перед событием (данные контроллера). В этом исследовании были изучены девять сценариев с различными значениями N W (размер окна или размер подобласти), N S (область поиска), N C (согласованная область), n (количество итераций). .Как показало количественное и графическое сравнение, локационные пробелы значительно сократились, и была получена колоколообразная гистограмма, также известная как нормальное распределение. Более того, статистические значения, в частности, среднее и стандартное отклонения, уменьшились ближе к нулю и единице соответственно. Кроме того, полученные значения RMSE также подтвердили применимость нелинейного картографирования для количественного уменьшения ошибок определения местоположения. Необходимые входные компоненты (N W = 5, N S = 9, N C = 3 и n = 3) для обработки метода были выбраны после тщательного сравнения и наблюдения за оценками. 3 . Расчетный объем оползня сравнивался с объемами, полученными в результате предыдущих исследований. Объем эрозии почвы, полученный в этом исследовании, хорошо согласуется с данными, полученными в предыдущих исследованиях. Средняя глубина эрозии, большей частью на холмистой стороне горы, составила 8.6 мес. Напротив, средняя глубина осаждения, которая обычно находится на плоской поверхности, была оценена в 4,6 м. Это подчеркивает, что нелинейное картографирование имеет значительный потенциал для уменьшения ошибок определения местоположения в горных регионах.

Related Post

2021 © Все права защищены.