大数据时代高校空间信息类专业中的点云智能处理教育与探索

目的:当前,随着大数据、云计算、物联网与人工智能等新技术的迅速发展以及在各学科的渗透,以海量激光点云为数据基础的数字现实时代已经来临,要求点云数据处理课程面向大数据智能化推进理论和实践教学改革。方法:文章以南京邮电大学物联网学院的本科课程——点云智能处理与应用为例,阐述该课程的教学体系及课程教学内容、实践教学内容的设计,并结合当前新型激光传感器与车载、机载等移动平台以及人工智能数据处理算法发展成果,将相关大数据智能化领域的新技术、新理论以及新案例融入传统课程教学中,摒弃以往僵化的教学模式,采用整体性思维重新组织与设计教学内容,完善学生的知识体系;强化实践教学设计与提高科研竞赛参与度,在实践与科研竞赛活动中实现与理论知识的融会贯通;综合应用问题驱动法与案例教学法等多种教学方法,增强学生的学习积极性,实现此课程的初步改革设计。结果:实践表明,通过以上教学与实践改革,学生的课程参与度明显提高,学生的独立思考能力得到锻炼,实践操作水平进一步提高。结论:文章的研究为大数据智能化时代空间信息类专业相关课程改革与实践以及培养具有人工智能背景的专业人才提供了参考,具有一定的借鉴价值。

关键层面古地貌演化剖面的建立及地质意义

针对关键层面不同地质历史时期古地貌平面难以横、纵向灵活、精细对比的实际问题,首次提出基于关键层面古地貌三维模型的图切剖面法和基于正、反演方式的平衡剖面法的2类3型关键层面古地貌演化剖面构建方法,进而分析证实古地貌演化过程中古地貌继承、间断、变换(正变换和负变换)行为的存在,并探讨其识别标志,总结关键层面古地貌演化剖面在古地貌演化行为分析、不同构造体系下构造-沉积耦合作用剖析、递进构造变形、圈闭演化及油气成藏演化等方面的地质应用价值及意义。选取川西北震旦系顶面进行关键层面古地貌演化剖面进行实例分析,证实古地貌演化剖面的应用价值,为古地貌演化分析提供了新的思路,为局部古地貌演化精细对比提供了有效的途径,也提高了古地貌演化分析的准确性、灵活性和时空分辨率。

利用TLS技术与伪单点监测模式进行滑坡变形测量

针对传统离散点监测模式不适用于TLS变形监测,以及现有基于TLS技术变形监测的一维性与仅适用于特定几何对象分析等不足,本文提出了一种基于TLS技术的伪单点变形监测模式,并基于该监测模式提出了一种以表面匹配技术为核心的变形计算新方法。通过构建广义高斯-马尔可夫模型匹配搜索估计伪单点对象的全三维变形参数,利用TLS多期点云的高密度性,实现了高精度提取全三维变形信息,尤其适用于滑坡等灾害监测领域。试验表明在扫描距离约240 m时,该方法可达到1 cm级的变形提取精度,对推动变形监测从点测绘向形测绘的转变具有一定的价值。

Effects of Periodical Salinity Fluctuation on the Growth, Molting, Energy Homeostasis and Molting-Related Gene Expression of Litopenaeus vannamei

To determine the response of Litopenaeus vannamei to periodical salinity fluctuation, a 30-day experiment was conducted in laboratory. In this experiment, two salinity fluctuation amplitudes of 4(group S4) and 10(group S10) were designed. The constant salinity of 30(group S0) was used as the control. Levels of shrimp growth, molting frequency(MF), cellular energy status(ATP, ADP and AMP), as well as the expression of genes encoding molt-inhibiting hormone(MIH), crustacean hyperglycemic hormone(CHH), ecdysteroid-regulated protein(ERP), and energy-related AMP-activated protein kinase(AMPK) were determined. The results showed that periodical salinity fluctuation significantly influenced all indicators except MF which ranged from 13.3% in group S10 to15.4% in group S4. In comparison with shrimps cultured at the constant salinity of 30, those in group S4 showed a significant elevation in growth rate, food conversion efficiency, cellular energy status, ERP and MIH gene transcript abundance, and a significant reduction in CHH and AMPK transcript abundance(P < 0.05). However, salinity fluctuation of 10 only resulted in a significant variation in MIH and CHH gene expression when compared to the control(P < 0.05). According to our findings, L. vannamei may be highly capable of tolerating salinity fluctuation. When ambient salinity fluctuated at approx. 4, the increased MF and energy stores in organisms may aid to promoting shrimp growth.

基于地面三维激光扫描技术的多尺度变形监测

针对传统变形监测中整体变形模型无法有效提供监测对象局部独特详细变形信息的不足,基于地面三维激光扫描技术提出一种包含元变形、子变形、变形图的三层混合变形模型,并设计了一种基于单元的变形计算方法。该方法主要包括单元分割、变形估计、变形融合等3方面内容,可以实现无先验监测信息条件下,自动增量地提取不同尺度的变形信息。模拟实验结果表明,在该方法下,RANSAC算法的平面拟合回归估计角度变化误差均值为1.21″,估计可靠性在一定范围内随单元大小增大而提高;滑坡实验结果表明,最小值法位移估计结果噪声更少,0.2 m单元大小分割可以提供更多的变形估计细节。所提方法尤其适用于具有非均匀变形特性的监测领域,对推动滑坡等人员难以到达的灾害监测从“点监测”向“面监测”的转变具有一定的理论与实际意义。