基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施与衬砌表观病害检测方法

随着地铁隧道服役时间增长,隧道衬砌在多因素影响下病害频发,对隧道结构及临近附属设施造成不良影响,严重危及到行车安全。因此,亟需精确高效的地铁隧道病害及设施检测技术。然而,地铁隧道存在内部环境复杂,附属设施与衬砌病害纹理及灰度相似、目标尺度不一等检测难点,传统的人工巡检及数字图像处理方法均存在局限。针对上述问题,提出一种基于改进Yolov5的地铁隧道附属设施及衬砌表观病害检测模型。针对设施及病害的位置特征引入坐标注意力(Coordinate attention)引导模型对目标区域赋予更高权重,抑制背景噪声;采用Bi FPN(Bi-directional Feature Pyramid Network)特征融合网络提升小目标病害检测效果;并利用Ghost Bottleneck替代部分卷积减少模型参数,提高检测效率。为验证改进后模型检测性能,进行现场实验,构建样本数量为843的地铁隧道衬砌图像数据集。并采用随机裁剪、镜像翻转等数据增强方法,将样本量扩充至4 072。数据集上的实验结果表明,改进模型的平均精度均值(m AP)可达89.2%,较原模型提高了3.7%,有效提升了隧道环境中小目标病害的检测效果。且模型参数减少了12%,更有利边缘端部署。相比于其他隧道检测模型,改进后的模型在综合性能上更具优势,可为地铁隧道衬砌病害实时检测和附属设施数字化提供技术支持。

面向基础设施的三维探地雷达属性成像及信息可视化研究

为解决探地雷达(GPR)三维图像(C-scan)信息维度低、成像效果主观等问题,以图像像素值的有效测量信息阈值及信息映射函数为研究对象,建立GPR C-scan的成像优化策略。通过以图像的SSIM和PSNR为评价指标,以室内钢筋混凝土墙体和道路路面为试验案例,量化分析变成像参数的可视化效果。试验结果表明,适合城市典型应用场景的GPR信息可视化方法包括映射阈值为70%及投影函数为平方函数。此外,提出融合振幅和频率的属性成像方法,丰富C-scan图像信息,组合信息可视化方法,实现准确表现目标物体几何形状并缓解噪声干扰的GPR C-scan成像,有助于减少人为判读误差,提高C-scan解译的可靠性。

遗传算法在管网优化设计中的应用

介绍了一种较新的工程优化算法———遗传算法 ,将其引入管网优化设计计算 。

基于互补滤波融合WiFi和PDR的行人室内定位

提出了一种基于互补滤波融合Wi Fi和PDR的行人室内定位方法。首先改善Wi Fi位置指纹定位的KNN算法,通过阈值的设定,排除相似度高但实际上不可能的点,获取动态K值;然后通过行人航位推算(PDR)初始化算法,动态轨迹概率计算,确定PDR初始位置;最后在改进的Wi Fi和PDR的定位基础上,基于互补滤波原理,根据Wi Fi和PDR定位的不同特性,利用各自的定位优点,使用Wi Fi定位修正PDR的定位结果,通过相应权重参数的调整,输出最终融合定位结果。试验过程中,选取3种不同的室内环境区域,试验结果证明了该算法可大大提高室内定位的精度和稳定性。

虚拟现实技术与城市景观

虚拟现实技术是由计算机人工创造的多维空间,它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果,使实时交互的城市景观展示成为可能。

运用MODIS遥感数据评测南海北部区域机载激光雷达测深系统参数

为研究中国南海北部海域在CZMIL海道测量模式下的最大可测水深的空间分布情况,首先探讨了现有的南海北部海域漫衰减系数K_d(490)反演算法,运用南海北部海域水色实测数据建立了漫衰减系数K_d(490)和K_d(532)之间的数值关系,总结了漫衰减系数K_d(532)和CZMIL系统最大可测水深之间的关系。通过2014年Aqua-MODIS遥感光谱数据得到了南海北部海域1月、6月、10月的海水漫衰减系数K_d(532)参数,研究发现6月份时该区域平均漫衰减系数相对较小,于是进一步合成了该月份的CZMIL系统测深能力空间分布图。结果表明:CZMIL系统在南海北部海域的可测水深约为0~71.18m;6月份比1月、10月更适合激光测深作业。该研究为南海北部海域开展激光测深作业的时间选择和飞行方案的制订提供了参考。

海南岛沿岸海域水体漫衰减系数光谱分析及LiDAR测深能力估算

机载激光雷达测深是近年来蓬勃发展的主动式水深测量方法,能够快速精准地获取近岸水深和水下地形,特别是对于浅海、岛礁等船只无法达到的区域具有显著优势。而机载激光雷达系统的测深能力主要受到水体浑浊度的影响。激光测深实验中对实验区域的水体浑浊度研究将有助于实验方案的设计。以中国海南岛沿岸海域为例,研究了该海域水体浑浊度和机载激光雷达测深系统CZMIL(coastal zone mapping and imaging LiDAR)测深能力之间的关系,建立了运用水体漫衰减系数估算机载激光雷达测深系统测深能力的算法。首先分析并确定了实验区域的漫衰减系数K_d(490)反演算法;其次,运用该区域实测光学数据建立了漫衰减系数K_d(490)和K_d(532)之间的数值关系;接着总结了K_d(532)和CZMIL系统最大测深值之间的关系;最后运用MODIS数据合成了海南岛沿岸海域在CZMIL系统海道测量模式下的测深能力空间分布图,重点分析了海口和陵水附近海域的最大可测水深分布情况。为海南岛沿岸海域开展激光测深实验提供了参考和依据。

天然气/柴油双燃料发动机燃烧特性的研究

对天然气 /柴油双燃料发动机燃用纯柴油和天然气时的燃烧特性进行了对比分析。结果表明 ,双燃料发动机的燃烧具有一些独有的特点。根据双燃料发动机的燃烧特性 ,对改善双燃料发动机燃用纯柴油和天然气时的性能提出了几点建议。

面向高光谱图像分类的超像素级Gabor特征融合方法研究

由于高光谱图像中的地物空间分布具有规整性和局部连续性,同时超像素分割是一种将空间图像分割成多个同质区域的有效方法,因此从超像素的角度进行高光谱图像分类将具有重要意义.本文提出了一种超像素级Gabor特征融合的高光谱图像分类方法,简称为SPGF.首先,使用一组预定义的二维Gabor滤波器与原始高光谱图像进行卷积运算,提取有效特征.同时,利用简单线性迭代聚类(简称SLIC)超像素分割方法将原始高光谱图像划分成互不重叠的超像素.然后,对于每个Gabor特征模块,利用支持向量机分类器进行分类,并使用多数投票策略实现各模块分类结果的融合.最后,使用通过SLIC算法得到的超像素图对分类结果进行修正.在2个真实高光谱数据集上的实验结果表明,本文提出的SPGF方法能够比领域内的一些经典算法获得更高的分类效果.

数字城市与地理信息系统

主要介绍数字城市的起源,讨论数字城市的内涵及其关键组成要素,并阐述地理信息系统(GIS)和数字城市的关系。最后,对现阶段数字城市建设中应用GIS技术的问题进行了总结,并展望未来的发展前景。

坪山河水质模拟研究

城市管网的存在改变了流域汇流过程,同时也改变了污染物的迁移转化过程。在模拟流域断面水质时,需考虑城市管网及污水厂的影响,不能简单使用天然流域水质模型进行模拟。本研究构建了考虑城市管网的河流水质模拟模型,按天然水系和城市管网两个系统模拟了污染物的迁移转化过程,以及两个系统之间的水量污染交换。以深圳坪山河流域为例进行了应用研究,模拟分析了上洋交接断面COD、NH3-N和总磷的月变化过程以及干支流、管网、污水处理厂等环节的污染物迁移转化量。结果表明,本研究构建的水质模型基本能够反映坪山河水质变化过程,而且能够给出流域河网和管网不同环节的污染迁移转化量,对评估流域水质情况提供参考。

提升地理信息数据可获取性对促进我国经济发展的意义

本文在分析我国现有地理信息数据可获取性的现状和问题基础上,提出了对现行地理信息数据政策的一些看法和建议。在经济比较发达、对外比较开放的城市和地区设立"地理信息数据开放特区"的建议,可使GIS在民用和国民经济领域的应用更加合理合法化,使GIS技在提高经济发展的同时,能够更多地为广大人民服务。

时间序列中反向查询算法的研究

针对时间序列中的反向查询 ,提出了一种新的索引方法———ES 索引 ,介绍了ES 索引的建立、查询过程 ,并对数据动态更新时的ES 索引作了详细的阐述 ,简要说明了ES 索引在点。

智慧城市的邮政建筑物编码方法研究与应用

随着地理信息技术的大众化应用普及和智慧城市建设进程的深入开展,应用地址匹配操作准确高效地将与位置相关的信息进行地理定位非常重要。本文对地址匹配操作的基本概念、核心要素、主要方法和存在问题进行了全面总结,指出了地址匹配过程中产生不确定性及误差的根本原因。基于此提出了邮政建筑物编码方法,并探讨了其应用前景。

网格高性能PGIS的研究与开发

介绍参与式地理信息系统(PGIS)技术概念,简要分析PGIS在(C/S)网络结构下的一些核心问题。提出应用高性能计算与网格技术改进现有PGIS的思想,并以一个不同地点、同时间的地理协作案例,设计实现了一种基于网格的高性能PGIS以引导实施交通紧急疏散系统。

280柴油机缸头底面漏黑油的原因分析及解决措施

分析了DF8B机车装用的16V280ZJA柴油机缸头底面漏油的原因,并针对原因提出了改进措施,以使问题得到有效解决。

基于系留无人机的应急测绘技术应用

传统测绘比较注重“准”,而忽视了“快”。现代应急测绘需要“既快又准”。如果使用传统的测绘技术方法将会消耗大量的时间,会影响到应急救灾的及时性。系留无人机可以采集高质量的数据,并且能够进行实时的长时间视频监测。首先,介绍了系留无人机应急测绘的应用现状、特点优势和应用场景;然后,提出一种利用系留无人机采集高质量的影像数据和视频数据生产测绘数据产品,并通过Darknet深度学习框架对视频目标进行识别的经验和方法;最后,在不同场景下进行模拟实验和实际应用。实验结果表明,该方法能够为救灾抢险提供及时有效的测绘保障。

基于MPI的分布式水循环模型并行计算性能研究

为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、月、日变化以及不随时间变化分成四类,分批进行通信;产流计算完成之后,采用聚合通信方式中的数据收集,快速统计结果。模型并行化后应用于黄河流域,结果如下:(1)随着参与计算的进程数增加,并行计算的加速比呈先增加后减少的趋势,并行效率随进程数增加呈线性下降趋势。(2)模型并行性能受通信开销制约,当通信开销增量大于产流计算时间减少量时,加速比达到峰值4.8。

北斗系统PPP定位精度及收敛速度分析

选取MGEX亚太区域12个测站1周的观测数据,分析比较BDS-2和BDS-2+3的动态PPP性能。结果表明,加入BDS-3能显著提升动态PPP的收敛速度和定位精度,但由于目前BDS-3精密轨道和钟差产品中的卫星数目有限,收敛速度仍比GPS慢。

基于多源时空数据的粤港澳大湾区建设用地扩张及动力机制研究

粤港澳大湾区是我国快速城镇化的典型代表地区,是世界第四大湾区。作为我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,在国家发展大局中具有重要战略地位。深入研究粤港澳大湾区建设用地的扩张特征及动力机制,对于优化粤港澳大湾区的城镇化布局和形态,推进我国高质量新型城镇化发展具有重要意义。以粤港澳大湾区为研究对象,通过综合遥感技术、统计分析及地理信息系统空间分析方法研究粤港澳大湾区1985~2017年的建设用地时空变化特征;并结合数字高程模型、社会经济数据、交通路网信息等分析建设用地扩张的驱动机制。研究结果可为粤港澳大湾区的城市规划及可持续发展提供科学支持,并为其他特大城市群的高质量发展规划提供参考。