基于SRTM-DEM和TM的流动沙丘提取方法研究

以塔克拉玛干沙漠的流动沙丘地貌为例,进行数字地貌形态提取方法研究。首先,利用高精度Srtm-DEM数据派生出坡度和起伏度两个地形因子数据,并参考坡度和起伏度的分类指标,实现沙地和沙丘边界线的自动提取,将风成地貌按照形态特征区分出沙地和沙丘两种地貌类型。其次,利用数学分析方法,根据斑块指数值的大小初步确定复合流动沙丘的类型。最后,基于高空间分辨率的遥感影像的色调、纹理、结构等特征,建立典型流动沙丘地貌特征的遥感影像特征图谱,依据遥感图谱进一步确定复合流动沙丘的类型,实现典型复合流动沙丘地貌形态和成因特征的计算机智能化提取方法。研究结果表明:该方法目前可以实现流动沙丘中的复合型链垄状沙丘、复合型沙垄、穹状沙丘和蜂窝状沙丘的智能化提取。     

基于LoRa和ARM的电机实时温度在线监测系统研究

针对中大型电机在温度监测过程中存在的传输距离近及抗干扰能力弱的问题,提出了一种基于LoRa无线通信和虚拟仪器的电机温度在线监测系统。系统将温度传感器实时采集的数据通过温度信号调理电路转化为下位机可以处理的电压信号,下位机对采集的一组电压信号模数转换后进行滤波处理及异或校验处理,通过LoRa模块将处理后的数据打包发送给上位机,上位机软件LabVIEW实现电机在运行过程中各路温度参数的在线监测、数据的保存与查询、温度补偿、上限阈值报警等。结果表明,基于LoRa和单片机的电机温度在线监测系统具有测量精度高、实时性强、传输距离远及抗干扰能力强的优点。     

快速城镇化背景下耕地城镇化的时空格局模拟与分析 ——以郑州地区为例

基于土地利用和主要道路等空间数据,运用地理信息系统(GIS)技术和Logistic回归模型对河南省郑州地区耕地向建设用地转变的时空格局进行模拟与分析。结果表明,构建的模拟2000—2015年及其不同时段(2000—2005、2005—2010、2010—2015年)耕地向建设用地转变的4个Logistic回归模型的ROC值皆在0.75以上,能够较好地解释和模拟耕地城镇化的时空格局。2000—2015年耕地邻域内建设用地的丰富度和耕地所属城市的中心性是影响耕地向建设用地转变的稳定因素,建设用地的丰富度越大,所属城市的中心性越强,耕地向建设用地转变的发生比越大;反之,发生比则越小。另外,距城镇居民点和主要道路的距离也是影响耕地向建设用地转变的重要因素,但是不同时段由于耕地城镇化模式发生变化,使得它们的作用存在明显差异。Logistic回归模型模拟得出的耕地向建设用地转变概率的空间分布图,可以为今后的耕地保护提供决策支持,模型模拟概率越大的耕地将来被城镇扩张占用的可能性越大,因此应该将其作为动态监测与保护的重点。     

基于GIS和CSLE的山西省土壤侵蚀风险研究

以山西省为研究对象,基于中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation)、遥感和GIS空间分析技术,通过合理选择CSLE中各土壤侵蚀因子的数据来源和计算方法,依据《土壤侵蚀分类分级标准》对2000—2010年山西省省市县3级行政体系的土壤侵蚀风险情况进行了分析,并运用地理加权回归分析方法,计算了土壤侵蚀模型中各因子对侵蚀量的贡献率。结果表明:(1)山西省年均土壤侵蚀总量达3.58×108t,平均土壤侵蚀模数为2 287t/(km~2·a)。若以土壤侵蚀强度高于微度为侵蚀风险地区,则山西省存在水土流失风险的地区约占全省面积的48%;(2)11个地级市中,轻度侵蚀城市依次为长治、晋中、晋城、太原、大同、运城和朔州,中度侵蚀依次为吕梁、临汾、阳泉和忻州。106个县级行政区中,微度侵蚀的县有14个,轻度侵蚀的县有61个,中度侵蚀的县有27个,强度侵蚀的县有4个;(3)地形因子对水力侵蚀引起的土壤侵蚀模数具有最高的贡献率,而因子取得最值的位置并不与贡献率最值的位置相一致。     

2005-2010年河南省土地利用结构变化分析

土地利用结构变化是实施土地利用总体规划关注的核心内容。根据2005年和2010年的2期土地利用空间数据,运用GIS技术和土地利用转换矩阵等方法,分析了2005—2010年河南省土地利用结构的变化。从全省来看,土地利用结构的数量变化主要表现为:城乡工矿居民用地和未利用地增加(增幅分别为6.71%和16.97%),而耕地和水域减少(减幅分别为1.26%和0.98%)。空间变化主要表现为:耕地与林地、耕地与水域、耕地与城乡工矿居民用地之间的空间位置的变换,以及水域向未利用地的转变。从土地利用综合区来看,土地利用结构的数量变化主要表现为:各区城乡工矿居民用地增加(增幅为3.70%~16.71%),耕地减少(减幅为0.48%~2.15%)。此外,中原城市群区未利用地和林地的增加、水域的减少,豫北区林地和水域的减少,豫西南区水域的增加,以及黄淮四市区草地的增加也较显著。空间变化主要表现为:各区耕地和城乡工矿居民用地之间的空间位置的变换。此外,中原城市群区耕地和林地、耕地和水域之间的位置变换,豫北区林地和水域向耕地的转变,豫西南区耕地向水域的转变,以及黄淮四市区耕地和水域之间的位置变换、耕地向草地的转变也较显著。研究结果为河南省土地利用总体规划(2006—2020)的实施提供了科学依据。     

5-DOF机械臂运动学分析及运动轨迹规划

基于D-H参数法构建机械臂运动学方程和模型,通过理论推导和仿真实验进行相关验证。根据蒙特卡洛法画出机械臂的空间点云图,给出机械臂的工作空间范围。采用五阶样条曲线在机械臂的关节空间坐标系进行路径规划,并通过Robotics Toolbox工具包给出各个关节的角度、角速度和角加速度的拟合曲线。在笛卡尔空间坐标系,构建运动轨迹基于时间律的运动基元,给出空间直线轨迹和空间圆弧轨迹的一般方程,并基于MoveIt!对机械臂的轨迹规划进行仿真实验。结果表明,得到的运动学模型和运动规划路径能够满足实际需求,为机器人的控制提供相应的支持。