基于模拟法矿区贯通误差预计的可视化研究

矿山测量中的贯通误差预计工作,是利用最小二乘准则与误差传播律进行误差最大限度估算,常绘制二维平面图对贯通误差的累积过程进行表达。为探讨矿区贯通误差预计工作的新方式,尝试在模拟法贯通误差预计的基础上,通过Web三维引擎进行贯通误差预计图的三维可视化表达。利用3D绘图协议WebGL、JavaScript以及HTML设计建模,综合实现设计坐标的随机值模拟、点位与相对误差椭圆生成、三维巷道及设计导线生成等工作,同时利用three.js库将设计信息融合进而实现人机交互。在三交一号矿井贯通工程中,针对此模型进行了可行性分析并结合Spring框架开发应用系统,结果表明:目标贯通处的误差预计大小为99.8 mm,满足贯通允许偏差,且符合并能反映出误差累积的规律和大小,通过进一步的场景渲染与系统的前后端设计,可为矿区贯通误差预计工作的开展提供Web三维服务。

融合改进小波去噪与T-Taylor的井下定位算法

针对超宽带井下定位方法中,信号易受到非视距(NLOS)误差的影响,导致定位算法的精确度与环境适应性较差的问题,本文提出了一种融合改进小波去噪和T-Taylor算法的井下定位算法。对原始测距值进行降噪处理,抑制NLOS误差对定位的影响;同时引入三球交会算法,将其作为Taylor算法的初始算法,确保Taylor算法收敛的同时,增强定位算法在井下复杂环境的定位精度与环境适应性;通过蒙特卡罗仿真试验进行验证。结果表明,融合算法能够在一定程度上降低测距误差,增强算法对于复杂环境的适应性,提高定位精度,在NLOS环境下较C-Taylor算法有更高的定位精度与抗噪声性能。经实地定位试验验证,融合算法平均定位精度相比于C-Taylor算法有一定程度的提升,提高了37.3%。

YOLOv7在探地雷达B-Scan图像解译中的应用

探地雷达技术已被广泛应用于隧道衬砌病害检测方面,针对探地雷达B-Scan图像解译,近年来涌现出了许多深度学习算法,但YOLOv7算法在该领域尚未被应用。本文首先通过FDTD正演模拟了隧道衬砌的空洞和渗漏水病害,并实地采集隧道内12条测线数据分析其病害分布情况,以此构成隧道衬砌病害数据集;然后基于YOLOv7算法,利用两类病害的不同图像特征,实现对隧道衬砌病害的自动解译。研究结果表明,利用YOLOv7目标检测算法,对整体病害的识别准确率、召回率分别达到97.87%、90.61%。当IoU取0.5时,对空洞病害和渗漏水病害的识别准确率分别为97.2%和96.4%;最后随机选取100张图像进行测试,测试结果的准确率达94%。最终的试验识别结果能很好地应用在生产项目中。

极地BDS⁃3数据质量与多频定位性能分析

为分析BDS⁃3在极区的数据质量与定位性能,本文基于MGEX南北两极附近4个测站连续7 d的观测数据进行数据质量评估,并分析不同双频/三频组合精密单点定位(PPP)定位性能。结果表明,BDS⁃3在两极平均可见星数约为10颗,位置精度因子(PDOP)为1.7,南、北两极数据完整率分别约为96.2%、90.1%,信噪比两极相差不大,均为45 dB⁃Hz,MP RMS为27~35 cm;BDS⁃3双频/三频PPP在极区能达到收敛后1~3 cm的定位精度,其中三频较双频定位精度有一定提升;三频无电离层两两组合(IF1213)U方向提升最大,约为21.8%,三频非差非组合(UC123)平均提升约8.3%;IF/IF1213组合收敛时间分别为15.4、18.3 min,优于UC/UC123的28.0、28.2 min。

改进U-Net模型的无人机影像在建道路分类

针对无人机影像背景复杂,城市在建道路分类易被相似目标、建设设施等信息干扰的问题,提出了基于改进U-Net模型的无人机影像在建道路提取模型。为获取更深层次的边界细节信息,采用Res2net结构分阶替换原有U-Net网络的卷积层,提高网络下采样深度;增加CBAM双注意力机制模块引于各分块特征信息之后,对空间和通道进行重新校准,强调道路特征,校正模型参数;引入改进的Dense ASPP模块,与前层次的细节信息拼接,增强道路区域上下文信息的获取能力。结果表明,所提出的改进U-Net网络训练的提取模型在精确率、召回率、F1分值、平均交并比等评价指标上,均优于传统的U-Net、DeeplabV3+、HRnet等网络模型,可有效提取建设道路各阶段信息,针对在建道路项目的施工进度监测提供方法支持。

黄河流域东乡族自治县生态脆弱性评价

东乡族自治县是黄河流域典型的生态脆弱民族地区,为研究其生态环境脆弱程度,基于RS和GIS技术提取遥感生态距离指数、归一化植被指标、土地利用等8个指标,采用综合指数法构建生态脆弱性评价模型,定量分析东乡族自治县2009年和2020年的生态脆弱状况。结果表明:研究区2009年、2020年遥感生态距离指数均值分别为0.3677、0.5057,综合生态脆弱性指数分别为3.2118、2.4263,生态脆弱性整体处于中等偏高水平;研究期极度脆弱和重度脆弱类型面积减小,生态环境有极大改善;2009—2020年研究区大部分区域高生态脆弱性等级向低生态脆弱性等级转变,受自然和人为因素的共同影响,生态脆弱性指数表现出较强的空间自相关性。

探地雷达在煤层异常体探测中的应用

为强化煤层异常体的探测识别,文章利用时域有限差分法(FDTD)建立了煤层二维空间磁场(TM)模型,通过正演模拟计算和理论分析,研究了电磁波在煤层中的传播规律。研究结果表明:不同形状和不同填充介质的煤层异常体正演模拟结果虽都表现为双曲线,但双曲线之间存在明显差异,这些差异可作为识别煤层异常体形状和填充介质的条件;煤层异常体的埋深和垂直距离可通过双曲线顶点的双程旅行时间来获得,但断层破碎带和陷落柱异常体的底部反射不明显,无法准确获得其垂直距离。研究结果可为实际煤层探测数据和信息提取提供参考依据。

改进DeeplabV3+模型的河流水体提取

为了探究深度学习DeeplabV3+模型在河流水体提取的潜力,分别构建了ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152、Xception共4种不同骨架网络的DeeplabV3+模型,开展河流水体提取研究。通过河流水体提取结果对比分析,确定了最优骨架网络模型为ResNet-50,在此基础上提出了改进的DeeplabV3+模型,并与最邻近分类法、随机森林分类法、支持向量机分类法、原始DeeplabV3+模型法等分类方法的分类结果进行比较。结果表明:改进的DeeplabV3+网络模型能有效提取河流水体目标,增强小面积河流水体识别能力,减少河流水体漏分现象,提高河流水体提取效果。改进后的DeeplabV3+网络模型在高分辨率遥感影像河流水体提取方面具有可行性,为后续该领域的进一步研究应用提供了参考。

基于成像高光谱的苹果树叶片病害区域提取方法研究

【目的】对带病斑苹果树叶片的高光谱图像进行病斑提取,为作物病虫害的遥感监测提供支持。【方法】对带有病斑的苹果树叶片成像高光谱图像,从传统基于光谱特征和面向对象特征2个方向入手进行病斑提取。为减少高光谱图像波段之间的冗余,首先对高光谱图像采用PCA变换进行降维处理,利用降维之后的前11个波段,分别采用波谱角分类和面向对象分类的方法提取苹果树叶片病害区域。【结果】由于同物异谱和异物同谱现象的存在,波谱角分类算法在提取病斑时,对叶柄和叶脉产生了错误的分类,而且以像元为分类单位的波谱角分类,在分类结果图中存在椒盐噪声,而面向对象分类则避免了这一现象的发生。【结论】采用面向对象分类方法提取苹果叶片病斑的结果优于基于光谱特征的波谱角分类方法,其总体精度和Kappa系数分别为98.44%和0.97。

中国地区气溶胶的辐射强迫及其气候响应试验

根据国内测定的排放因子数据和国家、部委及各省市统计年鉴公布的排放源数据，得到的中国大陆的１°×１°网格精度的ＳＯ２的排放分布，计算了中国地区人为扰动气溶胶的辐射强迫。应用近期开发的二维能量平衡模式计算了由该种气溶胶所引起的中国地区地面温度变化。模式结果表明，最大辐射强迫和最大地面温度变化都集中在中国的沿海和四川地区。最大辐射强迫达３ｗｍ－２。

坡度对土地利用/覆被变化的影响研究

为了研究坡度因素对土地利用/覆被分布及其动态变化的影响,以陕西省西安市长安区为研究区,采用数字高程模型、遥感影像及相关辅助数据,应用GIS手段提供的空间分析方法,将长安区地形进行坡度分级,把两个不同时期的遥感影像解译结果与坡度分级图进行了空间叠加分析。研究结果表明,耕地、建筑用地、水域等分布在坡度较小范围,林地、草地的坡度分布范围近似于正态分布。不同年份各土地利用类型在相同坡度所占面积比例基本不变;不同坡度范围内的土地利用变化不尽相同。其它土地类型向耕地和建筑用地的转化主要集中在低坡度范围内,而其它土地类型向林地和草地的转化在整个坡度范围上大体呈正态分布。因此,坡度因素是土地利用/土地覆被的重要影响因素,坡度因素对土地利用格局具有明显的控制作用。

平流层气溶胶的辐射强迫及其气候响应的水平二维分析

利用比较先进的辐射模式计算了平流层气溶胶的辐射强迫，并对之进行了参数化。结果发现平流层气溶胶的辐射强迫的水平分布不仅与其本身的水平变化有关，而且与下垫面的反照率有很大的关系。利用近期开发的二维能量平衡模式模拟了皮纳图博火山气溶胶对地面平衡温度的影响，结果表明：皮纳图博火山至喷发后１年半左右降温达最大，至喷发后第５年降温已很小。

韭菜中毒死蜱残留量与高光谱特征参数的相关性建模

本研究目的在于分析农药残留量（pesticide residue,PR）与高光谱中响应特征参数之间的关系,并利用筛选的光谱特征参数建立反演毒死蜱残留量的有效模型。首先采用ASD Fieldspec高光谱仪测得韭菜样本的光谱,通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）法测得毒死蜱残留量（PR）值;分析样本光谱反射率值及其一阶微分值与毒死蜱残留量的相关性,计算33个高光谱特征参数与毒死蜱残留量的相关性;根据相关系数高低选择敏感的光谱特征参数;最后采用最佳相关系数下的光谱特征参数对毒死蜱残留量进行建模反演。相关性分析结果显示：近红外波段789~867 nm范围内一阶微分光谱值与PR值呈正相关,1 860 nm处一阶微分光谱值（first-order differential 1 860 nm,FD1860）与PR值紧密相关;在33个高光谱特征参数中,近红外一阶微分总和（the sum of first-order differential near infrared,SDnir）与PR值呈良好的正相关关系。基于此,文章以供试样本的FD1860和SDnir观测值为自变量,分别建立了3个预测毒死蜱残留量的模型,即线性、二次多项式及指数模型,并采用交叉验证测试方法检验了模型的合理性。对实验所得决定系数R2和预测均方根误差（RMSE）的评价结果表明,以SDnir为自变量构建的模型稳定性强,其二次多项式模型是最佳反演毒死蜱残留量的有效模型。因此,样本的高光谱特征参数SDnir的变化幅度直接反映了韭菜样本中毒死蜱残留量的变化,表明运用蔬菜的高光谱特征参数反演蔬菜中农药残留量的方法是可行的。

远程城市地铁施工测量管理模式的研究

目的研究一种基于网络的信息化地铁施工测量管理模式。方法采用B/S模式构建远程城市地铁施工测量管理系统,划分出测量系统、监测系统、管理系统3个子系统,规范各单位的权限及其工作内容。结果实现了浏览器端的地图可视化查询与分析、数据更新、各标段测量成果的查询与报检等功能。结论远程城市地铁施工测量管理模式优于传统管理模式,达到了动态管理与办公自动化一体化,应用在西安地铁1号线的施工中,起到了良好的效果。

基于Web GIS的点之记可视化研究

目的研究Web GIS的点之记可视化在地铁工程中的应用。方法采用B/S三层体系构建系统架构,其中应用服务器调用ArcGIS Server核心组件发布地图,Web服务器响应用户请求,用户浏览器端完成点之记的可视化显示。结果在网络上实现了点之记的可视化查询、浏览以及点之记资料的分布式管理,能够实时更新点之记并展现点位多方位多角度地理图像。结论基于WebGIS的点之记可视化为地铁施工中测量人员查找并选择合适控制点提供了很大帮助,能够确保点之记资料的现势性和准确性,大大提高测量人员的工作效率。

地铁施工监测预警系统研究与应用

地铁施工监测是保证地铁施工安全的重要环节。目前已有的监测预警GIS(地理信息系统)均是基于传统WebGIS(网络地理信息系统)实现技术开发的,在险情预报警的可视化表达、图形显示、人机交互以及用户体验等方面存在诸多不足。为此,在对RIA/Silverlight技术进行研究的基础上,设计开发了地铁施工监测预警WebGIS系统。该系统的开发和试运行结果表明,RIA技术的使用不仅解决了上述不足,而且在数据共享、增强用户体验、降低系统开发难度、提高系统可伸缩性、降低服务器的负载等方面具有显著优势。

基于遥感影像的铜川市不透水层覆盖变化研究

不透水层是指能够隔离地表水渗透到土壤的覆盖表面,以不透水层分布变化来研究铜川城市化进程。利用决策树分类结合生物物理成分指数(BCI)和裸土指数(MBSI)的方法对1986,1991,1996,2002,2007,2012和2017年的遥感影像数进行不透水层提取,采用指标分析、重心轨迹偏移等方法探究不透水层空间扩展特征,并结合统计年鉴、DEM数据研究铜川市不透水层扩展驱动机制。结果表明:文中提出的基于决策树分类模型结合BCI和MBSI的方法对不透水层提取与验证数据的拟合优度达到0.88.铜川市的不透水层面积持续增加,面积从1986年的5.7 km 2增加到2017年的61.5 km 2,年均增长速度高达1.8%,特别是2007—2017年是快速城市化时期,增长面积占31 a变化总面积的69.3%.不透水层的重心呈先北后南的阶段性变化,1986—2002年向北移动,2002—2007年向南移动,2007—2017年继续向西南方向移动。通过对驱动力指标分析表明,经济及人口增长对不透水层扩展有着直接推动作用,矿产资源分布、地理环境限制和规划政策引导为影响研究区不透水层变化的主要因素。

基于Bing Maps的地形图图幅编号的网络可视化查询

根据新编国家基本比例尺地形图分幅和编号标准,创建了Silverlight网络应用程序,实现不同比例尺下坐标与图幅号之间的相互查询,以及在同一1∶100万图幅中不同比例尺地形图图幅号之间的转换,并通过加载Bing Maps将输入的坐标点及其所在的图廓范围进行浏览器端的可视化表达。地图可随选择的比例尺联动调整显示的缩放级别,使得查询结果直观可见,并能提供多用户共享的网络服务。

耕地“非粮化”特征识别——以甘肃省东乡族自治县为例

随着中国耕地“非粮化”倾向越来越严重,国家先后多次就防止耕地“非粮化”提出意见,要求各地从实际出发,分类稳妥处置耕地“非粮化”问题。以第三次全国国土调查成果数据为基础数据,探究甘肃省东乡族自治县耕地“非粮化”特征,以期为该区域“非粮化”耕地的系统规划和调整提供理论依据。应用景观格局、空间邻接以及缓冲叠加等分析方法,从坡度分布、景观格局、空间邻接度、耕作距离以及道路通达度等方面对东乡族自治县“非粮化”耕地的空间特征进行识别,并结合东乡族自治县“非粮化”耕地特点,以引导“非粮化”耕地转化为目的,针对不同类型“非粮化”耕地提出调整方案。结果表明:东乡族自治县“非粮化”耕地类型以旱地为主,其在各个坡度区间的分布面积占比随着坡度等级的增大而增大;东乡族自治县种植非粮作物耕地空间聚集度低,被城乡建设用地占用的威胁较大;“非粮化”耕地的分布面积大小与耕作距离远近成反比,与道路通达程度成正比,距居民点和农村道路越近,“非粮化”耕地面积占据“非粮化”耕地总面积越大。总体来说,东乡族自治县“非粮化”耕地的主要转化目标为非植被覆盖型地类,其空间分布受耕作距离远近和道路通达程度影响较大。

应用GeMTC软件实现网状Meta分析

网状Meta分析亦称为混合比较Meta分析,GeMTC软件是首款基于贝叶斯框架下MCMC法设计的制作网状Meta分析的专用非编程软件。该软件具有操作简洁、使用方便、结果准确性高及图形绘制方便等特点。该软件可以通过一致性模型、非一致性模型和节点分裂模型实现网状Meta分析;同时,该软件亦可实现传统的头对头比较的Meta分析。