基于模糊神经网络的模糊空间对象生成方法研究

随着对GIS中的空间对象模型和自然地理特征表达的研究深入,模糊空间对象被提出。针对模糊空间对象表达的特点,提出了一种基于模糊神经网络的模糊空间对象生成方法。该方法将模糊技术与神经网络相结合,利用神经网络的学习能力调整模糊隶属函数和模糊规则,使系统具备自适应的特性。实验表明,这种基于模糊神经网络的生成模糊空间对象的方法比传统方法大大的提高了成果的精度。     

多尺度特征和马尔可夫随机场模型的电力线场景点云分类法

及时、准确地监测电力线安全可以预防危险情况的发生。本文以机载点云为研究对象,提出了一种基于随机森林后验概率的马尔可夫随机场模型,用于电力线场景的点云分类。首先结合空间金字塔理论构建多尺度视觉分类特征以此描述空间点及其邻域的几何形状信息;接着利用随机森林分类器描述观测数据的概率分布,基于马尔可夫随机场模型建立顾及上下文信息的先验概率,从而构建一个多标记能量函数;最后利用多标记图割技术最小化能量函数完成分类标签优化。利用直升机巡线系统和小型无人机巡线系统获取的LiDAR点云数据来验证本文提出的模型。试验结果表明,该模型能够有效地分类场景中的电塔、电力线和植被且总分类正确率得到98%以上。与其他分类方法相比,本文提出的模型总体精度更高,尤其是电塔的分类优势明显。     

MTSAT-2静止气象卫星中国区域雪盖监测

利用MTSAT-2静止气象卫星数据开展了中国区域的雪盖监测研究,结合MODIS雪盖产品及站点雪深观测数据对判识结果进行对比分析和验证。首先,根据MTSAT-2静止气象卫星数据特点,进行角度效应校正及多时相数据合成,以减少云对图像的影响;其次,根据多个雪盖判识因子建立中国区域雪盖判识算法;最后,对比分析2011年1月份MTSAT-2和MODIS雪盖判识结果,并使用站点观测数据进行精度验证。研究表明:(1)MTSAT-2雪盖判识受云影响比例约30%,MODIS雪盖产品受云影响比例约60%,MTSAT-2去云效果明显。(2)无云情况下,MTSAT-2雪盖判识和MODIS雪盖产品判识精度均高于92%;有云覆盖时,MTSAT-2判识精度约65%,优于MODIS雪盖产品35%的判识精度。(3)MTSAT-2静止气象卫星在保持高积雪判识精度的前提下,可以更有效减少云对雪盖判识影响,实时获取更多地表真实信息。该研究对中国区域雪盖信息准确监测、气候变化研究以及防灾减灾等具有重要意义。     

新疆东天山秋格明塔什——黄山韧性剪切带^40Ar／^39Ar年代学研究

秋格明塔什—黄山巨型韧性剪切带产出在东天山北部,其活动时期的系统厘定对东天山大地构造演化极为关键,因而对揭示中亚造山带南部晚期的历史有着重要意义。系统的Ar-Ar同位素年代学研究表明,该剪切带的活动在时间上具有多期性:剪切带早期为挤压推覆剪切作用,发生于300Ma之后,至少延续到了283.7Ma,但在280.2Ma时已经终止;晚期为右行走滑剪切变形作用,主活动期的时代为262.9～242.8Ma,历时近20Ma。在右行走滑剪切变形阶段,秋格明塔什—黄山韧性剪切带出现差异抬升现象,导致剪切带不同区段糜棱岩的同位素年龄有较大差别:剪切带中—西段(康古尔地区)走滑剪切变形作用产生的糜棱岩的时代为262.9～256.1Ma,快速抬升发生在262.9～261.5Ma,冷却速率>100℃/Ma。剪切带东段(土屋—延东地区)走滑剪切变形作用产生的糜棱岩的时代为247.1～242.8Ma,快速抬升发生在247.1～246.9Ma期间,冷却速率>200℃/Ma。结合区域地质资料,笔者认为早期的挤压推覆剪切作用可能与东天山晚古生代板块俯冲—碰撞过程有关,而晚期的走滑剪切变形则可能反映了东天山北部地区碰撞后陆内变形特征。     

三维点云的室内外场景层次化理解方法研究EI北大核心CSCD

环境理解是计算机视觉领域的基础工作,在机器人导航、智能交通等诸多军民领域有着广泛的应用。三维点云因其高精度、高密度等的数据特性,能够高效地捕获和描述三维场景中清晰的地物目标几何结构和丰富的空间细节信息,是表达、分析和理解室内外环境信息的重要数据类型之一。因此,基于三维点云数据进行室内外场景理解一直是备受关注的热点问题。     

基于模糊神经网络的模糊空间对象生成方法研究

随着对GIS中的空间对象模型和自然地理特征表达的研究深入,模糊空间对象被提出。针对模糊空间对象表达的特点,提出了一种基于模糊神经网络的模糊空间对象生成方法。该方法将模糊技术与神经网络相结合,利用神经网络的学习能力调整模糊隶属函数和模糊规则,使系统具备自适应的特性。实验表明,这种基于模糊神经网络的生成模糊空间对象的方法比传统方法大大的提高了成果的精度。     

考虑硬化和损伤效应的盐岩蠕变本构模型研究

盐岩是储存化石能源和高放射性核废料的理想介质,研究盐岩蠕变力学特性对地下盐岩储库的安全营运具有重要意义。为合理反映盐岩蠕变过程存在的损伤和硬化两种机制,以元件组合模型为基础,结合分数阶微积分理论建立了一种考虑损伤和硬化效应的盐岩蠕变本构模型。该模型采用考虑时效损伤的弹性元件描述盐岩加载初期的损伤变形,采用分数阶村山体描述盐岩衰减蠕变阶段的黏弹塑性蠕变力学行为;通过引入描述盐岩屈服强度随时间强化的硬化函数来反映盐岩硬化机制;采用瞬时塑性元件描述不可恢复的瞬时变形。基于Kachanov蠕变损伤定律与Lemaitre应变等价原理构造了一种带有应变触发的非线性黏壶元件,该元件能够较好描述盐岩加速蠕变阶段的非线性变形特征。基于组合模型理论推导了考虑硬化和损伤效应的盐岩一维、三维蠕变方程;通过分析已有盐岩单、三轴蠕变试验等时应力-应变曲线特征,确定了村山体启动应力阈值;结合等时应力-应变曲线和蠕变试验数据对模型中的参数进行了辨识。结果表明：建立的蠕变本构模型仅用一组参数即能描述不同应力状态下盐岩的蠕变力学特性,可为预测盐岩蠕变变形特征提供一定的理论依据。     

室内实景三维重建技术综述

构建语义丰富、几何精确且拓扑完备的室内三维模型是实景三维中国建设中一项富有挑战性的任务,在室内导航与位置服务、虚拟现实、智能家居等领域都有重要的应用价值。室内空间结构布局复杂、实体要素类型多样及杂乱遮挡等因素给室内实景三维重建带来诸多挑战。近些年,室内实景三维重建受到广泛关注,然而关于现有方法的系统性总结仍较为欠缺。本文对室内实景三维重建最新技术的研究进展进行整理和归纳。首先,简要总结当前主流的室内空间三维数据采集手段;其次,从室内实景三维模型构建过程中涉及的关键环节出发,从实体要素语义识别和分类、实体要素几何模型生成、空间拓扑特征组织与表达方面对现有方法及其优缺点进行综述;最后,对室内实景三维重建相关研究现存的技术挑战进行分析总结,并对未来研究趋势进行展望。     

FY3B-MWRI中国区域雪深反演算法改进

基于2002～2009年全国753个国家基本气象站观测的地面雪深和温度资料,以及同期的高级微波扫描辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS,AMSR-E)亮温数据,利用不同频率亮温对雪深的敏感性差异,建立了中国区域雪深半经验统计反演算法.经2006年地面台站观测雪深验证,其反演均方根误差为5.6 cm.具体反演思路如下:根据全国1 km网格土地利用覆盖度数据,结合中国区域的下垫面微波辐射特征,划分成森林、农田、草地和裸地四种主要地物类型;首先建立这四种主要地物类型相对较纯像元下的雪深反演算法,然后利用线性混合像元分解技术,建立微波像元下高精度的雪深反演算法.将本算法分别应用于风云三号B星搭载的微波成像仪(Fengyun-3B/Mcirwoave Radiation Imagery,FY3BMWRI)和AMSR-E数据,进行了2010～2011年冬季雪盖制图,与相应时段的MODIS日积雪产品(MYD10C1)相比,尽管两者数据源有所不同,本算法估算雪盖的精度均达到84%以上.此外,利用本算法和FY3B-MWRI数据在北半球进行了雪当量估算测试,与AMSR-E标准雪当量产品进行了比较,发现二者结果较为一致.但在中国地区,AMSR-E雪当量值明显高于FY3B-MWRI估算值,这与目前已有AMSR-E雪当量产品的验证结果较为一致,FY3B-MWRI雪深估算值与站点观测值更为吻合.该算法已被作为国家卫星气象中心FY3B-MWRI雪深产品的业务化算法.