面向小目标的多空间层次安全帽检测

由于目标视频中存在目标小、距离远等影响检测效果的因素,对小目标的捕捉难度较大,提出一种面向小目标的多空间层次安全帽佩戴检测算法,该算法将在Yolov5s的网络模型基础上进行个性化改进。设计一种多空间注意力模块,从不同角度考虑空间特征的效果并加以融合,加强显著性特征的空间位置关系;融合多空间尺度的特征,同时结合特征提取过程中的多种特征,适应对不同空间层次目标的捕捉,提高对小目标的检测能力;利用数据增强提高数据集的泛用性,使训练目标适应更多样的情景;优化损失函数,增强回归能力,提高训练效果。实验结果表明,所提算法的平均准确率达到91.5%,明显地减少了漏检情况。除此之外,将其部署到实际施工现场,展现了出对小目标优越的检测性能,具有极大的应用价值。

基于多源数据融合技术的绿洲灌区土壤水分反演

土壤水分是联系农业、生态和水文领域的重要环境变量,而卫星遥感是监测地表土壤水分的重要手段之一。针对微波遥感空间分辨率不足和光学遥感受云雨天气影响的问题,基于Landsat 8和MODIS光学影像、SMAP微波以及CLDAS再分析等多源数据,联合增强型自适应时空融合算法和随机森林模型对土壤水分进行定量反演,获得了绿洲灌区高时空分辨率田块尺度(30 m)土壤水分。结果表明:通过ESTARFM时空融合算法可有效获得日尺度30 m分辨率归一化植被指数(NDVI),融合后的NDVI与原始NDVI空间纹理特征一致,两者的相关系数(R)在0.85以上,均方根误差为0.05~0.08,融合效果较好。基于地表温度、NDVI、增强植被指数、叶面积指数、再分析土壤水分产品多特征参数组合下的随机森林模型反演效果最优,获得的高时空分辨率田块尺度土壤水分能够反映其时空变化,相关系数和均方根误差分别达到0.82和0.037 cm^(3)/cm^(3)。该方法可为灌区灌溉面积识别、旱情监测等提供技术支撑。

一种“附近”空间关系增强的多源融合室内定位方法

针对传统室内定位模式单一,结合室内位置描述中常用的“附近”空间关系,融合多传感器数据,本文提出一种“附近”空间关系增强的多源融合语音交互室内定位方法。首先,研究“附近”空间关系特征,针对室内环境,建立基于“窃取面积”和最短距离的“附近”空间关系的概率密度函数;其次,采集每个参考节点的指纹信息及节点间的距离和运动信息,基于隐马尔可夫模型对室内位置描述定位过程建模,通过维比特算法预测用户位置;最终,通过实际场景对本方法验证,本文提出的方法平均定位精度在1.88 m,80%的情况下定位精度可以达到2.12 m。

基于声阵列时空关联特征融合的不平衡局部放电类型识别方法

麦克风阵列能非接触且灵活地对电力设备局部放电现象进行检测,但现有方法对麦克风阵列的数据特点考虑不足,对局放类型识别的研究不足。针对麦克风阵列数据的关联性特征和不平衡分布特点,首先对麦克风阵列数据的时间关联性和空间关联性特征进行深入分析。然后,以1维卷积神经网络和压缩-激活关联性挖掘方法为基础,提出基于时空关联特征融合的声阵列数据局部放电类型识别模型。最后,针对麦克风阵列数据类别间分布不平衡问题,使用损失函数调整法和数据分布调整法进行应对。仿真结果表明:相对不考虑关联性的方法,该文所提方法的精确率、召回率提升均大于12%;相对不考虑样本不均衡性方法,该文所用方法在精确率和召回率均提高大于60%,验证了基于声阵列数据的局放类型识别中考虑数据关联性和不平衡性的必要性。

空间数据融合下省域规划“一张图”系统建设与应用研究

针对规划空间落位冲突,规划编制与管理脱节,规划传导管控效力不高,空间数据弱耦合、浅挖掘等问题,以省域范围内各级国土空间规划“一张图”实施监督信息系统建设和功能应用为抓手,兼顾规划的管控刚性和实施弹性,探索系统建立思路:①搭硬件,打造以数据资源汇集、规划流程串联为基底的数字化空间作业平台;②建体系,形成省、市、县、乡镇规划递进传导和自然资源业务流程全线贯通的管控机制;③提效能,联动刚性管控图、动态实施图、监测预警图,建立分级分类规划实施监督体系,为贯彻落实数字中国战略和数字政府建设提供技术支撑。

融合多源空间数据的复杂场景真三维模型构建方法

城市三维模型已经在城市建设、社会服务等诸多领域得到广泛应用,为快速、精确地构建三维城市模型,满足城市精细规划和管理的需求,本文围绕快速、合理、准确地构建真三维模型这一主线,以城市地形和地物为研究对象,提出了由地形到地物、由概略到精细的城市三维模型快速构建方案,实现了城市基础地形、建筑物和其他三维场景的快速建模,并基于Skyline平台对提出的建模思路进行了具体的实现,形成了完整的操作流程。

在线社交网络中用户地理位置预测综述

随着智能移动终端的日益普及,人们越来越多地利用社交网络平台(如Twitter、新浪微博等)获取信息、评论和交流.虽然全球卫星定位系统(GPS)设备能够精确获取位置信息,但是大量用户出于隐私和安全的考虑不会直接共享自己的位置信息.因此,如何获取在线用户的地理位置成为了一个前沿的研究领域以及学术界和工业界共同关注的重要课题,并且成为众多下游应用的基础,例如基于位置的定向广告投放、事件/地点的推荐、自然灾害或疾病预警和网络犯罪的追踪等.详细总结了预测社交网络用户地理位置的方法、数据、评价体系和基础算法.首先,归纳了不同的定位任务以及相应的评价指标;其次,针对不同的任务梳理所用的数据类型和数据融合方式,并且,详尽分析了已有的信息抽取和特征选择方式及其优缺点;再次,对现有定位模型和算法进行分类,从地名词典、传统机器学习和深度学习3个方面对用户定位方法进行阐述和分析;最后,总结了社交网络用户地理位置预测的难点和面临的挑战,并展望该领域的发展趋势和未来研究所需要关注的方向.

一种用于可见光通信信号调制格式识别的改进YOLOv5s算法

针对可见光通信信号在传输中易受信道环境和背景噪声干扰等因素影响调制格式识别精度的问题,提出一种用于可见光通信信号调制格式识别的改进YOLOv5s(You Only Look Once)算法。首先,通过YOLOv5s算法网络输入端引入Mixup数据增强方式,将其与原网络中的Mosaic数据增强方式相结合,提升网络的鲁棒性,并增强算法在不同调制格式信号间的泛化能力;其次,将自适应空间特征融合(ASFF)引入到Neck网络中,充分提取不同层次的特征,提高检测精度。实验结果表明,在混合信噪比条件下,所提改进算法的平均精度均值(mAP)达到了0.903,比原始YOLOv5s算法提升了0.7%,且在信噪比为20 dB时mAP高达0.993。

基于数据融合的植被NPP时空变化及驱动因素分析——以拜城盆地为例

植被净初级生产力(NPP)是区域生态系统保护及生态环境治理的重要参考指标,针对拜城盆地植被NPP时空变化特征及其与气候变化的响应关系不明这一问题,利用STARFM时空数据融合模型,估算拜城盆地30 m空间分辨率的植被NPP,同时使用Sen斜率估计及M-K检验,分析植被NPP的时空变化趋势特征,并通过偏相关系数法量化气候要素的影响程度。结果显示:时间上,研究区2000-2020年植被NPP均值为152.1 g/(m^(2)·a),总体呈不显著下降趋势;空间上,植被NPP值表现为南北高,中部河谷区域低,其中69.03%的区域呈不显著变化,11.44%呈显著增加趋势,19.53%呈显著减小趋势;研究区植被NPP变化与降雨总量、太阳辐射总量呈正相关,与平均气温呈现负相关关系,其中,太阳辐射是影响植被NPP变化的主导因素。研究结果表明:改进的CASA模型对于模拟研究区植被净初级生产力具有较好的适用性,有助于更好地揭示拜城盆地NPP的变化特征及驱动因素,并为估算与定期监测中小尺度区域的NPP提供了新方法。

事件融合与空间注意力和时间记忆力的视频去雨网络

近年来数码视频拍摄设备不断升级,其感光元件宽容度、快门速率的提升虽然极大程度地丰富了可拍摄景物的多样性,雨痕这类由于雨滴高速穿过景深范围的退化元素也更容易被记录到,作为前景的稠密雨痕阻挡了背景景物的有效信息,从而影响图像的有效采集.由此视频图像去雨成为一个亟待解决的问题,以往的视频去雨方法集中在利用常规图像自身的信息,但是由于常规相机的感光元件物理极限、快门机制约束等原因,许多光学信息在采集时丢失,影响后续的视频去雨效果.由此,利用事件数据与常规视频信息的互补性,借助事件信息的高动态范围、时间分辨率高等优势,提出基于事件数据融合与空间注意力和时间记忆力的视频去雨网络,利用三维对齐将稀疏事件流转化为与图像大小匹配的表达形式,叠加输入至集合了空间注意力机制的事件-图像融合处理模块,有效提取图像的空间信息,并在连续帧处理时使用跨帧记忆力模块将先前帧特征利用,最后经过三维卷积与两个损失函数的约束.在开源视频去雨数据集上验证所提方法的有效性,同时达到了实时视频处理的标准.

工程电子文件全生命周期本体空间动态数据融合构建机制研究

工程电子文件本体空间动态数据是智慧应用与前瞻的基础,过程复杂、多源异构,故需面向全生命周期,研究融合构建机制,形成融合模型。从工程角度出发,梳理工程电子文件本体空间动态数据的研究与实践范围,从本体数据需求、来源、对象和方式四视角,梳理融合构建机制研究;立足全生命周期的智慧前瞻;调研工程实例,构建融合环境、项目、方法、需求、人员、设备等六要素驱动的问题分析;结合应用需求,以自寻、自采、自修和自管为原则,构建本体空间动态数据融合模型,给出软硬件设计方案。形成智慧应用四前瞻:工程模拟、实时分析、工程溯源、多模感知和多态演绎;提出本体空间动态数据融合构建四模式:最优融合、多角融合、协同融合和纠复融合。经实证,可有效拓展应用空间,产生经济与社会价值,促进数字转型。

面向数字孪生城市的三维GIS基础软件技术创新及应用

当前,数字孪生城市已成为各地智慧城市建设或城市数字化转型的重要探索方向。在深入推进数字孪生城市建设的过程中,对数据存储管理、数据处理融合、数据查询分析、数据可视化呈现等提出新的要求,GIS基础软件需要不断修炼“内功”,才能支撑构建更坚实的时空数字底盘。从数字孪生城市建设面临的新要求展开论述,重点介绍了Super Map三维GIS基础软件技术在多尺度三维模型构建、全方位数据深度融合、三维空间计算与分析、可视化呈现能力等方面的创新进展,以及在城市规划与管理、数字园区运维管理、自然资源管理等领域的应用,最后总结了该技术方法的应用价值和后续探索方向。

遥感智能信息处理的发展及技术前景

遥感信息提取技术虽不断推陈出新,但在智能化、精准实用性方面始终存在巨大的瓶颈问题,有必要围绕遥感智能计算和信息提取这个发展主题进行总结和讨论。从“机理—尺度—数据—智能”4个层面,逐步就遥感信息提取与定量反演路径的发展融合、基于像素和面向对象不同处理单元模式、时空谱数据融合、遥感解译的智能化因素四方面进行剖析,从而提出未来“数据获取知识”和“知识引导数据”双向驱动、遥感大数据和地学知识图谱相融合的遥感智能计算架构,尝试推动遥感科学从经典向现代化的跃迁。

星地数据融合的日降水产品及其径流模拟研究

降水作为连接着大气过程与地表过程的一个水分通量,在水文、气象、生态等方面具有重要意义。由于降水较强的时空变异性,使其成为目前最不易准确测量的水文变量之一。准确、高效地获取高时空分辨率、高精度的降水数据对于水文以及气象分析研究是十分有意义的。以汉江流域为研究区,提出了两步降尺度融合方案,利用雨量站观测降水和卫星反演降水数据在可用性和准确性方面具有互补的特点,通过融合雨量站观测值和全球降水观测任务(Global Precipitation Measurement,GPM)卫星降水产品,生成0.01°的空间分辨率高精度的日降水产品。将获得的融合降水产品驱动分布式水文模型WASMOD-D来模拟降雨—径流过程,验证其径流模拟效果。结果表明:①基于随机森林模型的降尺度算法不仅显著提高了GPM降水的空间分辨率,而且也保持了较好的精度。②基于协同克里金法的降水数据线性融合模型,融合方法大大提高了GPM降水的估算精度,平均绝对误差和均方根误差分别降低了32.38%和21.38%,偏差下降到了1%以下;③综合两种不同情景下的日径流模拟效果来看,由于结合了卫星降水数据和站点降水数据的优势,融合降水数据的整体模拟效果最好,整体改善效果较为显著。研究为基于卫星—地面雨量站(Satellite-Gauge,S-G)降水数据融合的方法提供了新思路,研究结果可作为获取高分辨率、高精度的降水数据方法的参考。

实景三维在自然资源监测的应用

构建能与现实场景互联互通的实景三维数字基底,可为加快构建自然资源统一监测体系提供高质量的监测成果及地理信息服务。本文在自然资源统一调查监测评价框架下,开展自然资源季度监测工作,研究基于实景三维的自然资源调查监测实际应用。以常熟市自然资源监测省级试点为例,利用实景三维技术手段,为常熟市自然资源保护与管理提供技术支撑。结果表明,多尺度、时序化、关联化的实景三维技术表现力强、分析结果精准、监测效果优,能高质量地支撑自然资源监测应用场景。

地下市政基础设施普查管线数据整合方案探讨

文章根据广州市地下市政基础设施普查管线数据升级项目需求,基于已有测绘成果以及调查和收集到的各类管线数据,采用几何特征关联、属性特征关联等矢量数据融合的方法整合多源数,较大程度上避免重复测量,降低大量数据处理人员成本,形成一套集管理信息、技术信息和地质灾害隐患信息于一体的准确、全面的地下管线数据库。

融合GNSS和InSAR数据提高InSAR监测精度

GNSS数据反演的生成大气延迟或卫星轨道误差模型能够改正InSAR监测精度,但是大气延迟或卫星轨道误差模型需要用GNSS数据进行反演。GNSS数据反演的模型不仅计算量大,而且过程复杂。为了解决GNSS数据改正Insar误差的缺点,提出使用Kriging Kalman Filter模型融合GNSS和Insar数据的方法。该方法考虑了GNSS和InSAR数据的时空相关性,从而提高Insar监测精度。在GNSS和Insar数据融合实验中,融合沉降时间序列数据相比原始Insar沉降时间序列数据更趋近GNSS参考站的沉降时间趋势。

城市空间立体单元在CIM建设中的探索实践

CIM基础平台的建设使得城市大量的时空与非时空数据汇聚,为智慧城市提供丰富数据源的同时,数据的融合使用也遇到了新挑战。本文针对CIM平台建设中多源数据融合存在的问题,利用地球网格空间编码规则、知识图谱、多源语义模型等先进技术和模型,重点研究空间网格与CIM数据融合的关键技术,在CIM1-7成果的基础上提出城市空间单元的概念,构建多层级的三维空间立体单元,实现以城市空间为基本单元的海量城市底板和城市空间的多种要素信息融合,为城市提供更便捷、更安全的城市信息基础服务。

基于多源数据的城市交通空间规划策略研究——以浙江省诸暨市为例

随着机动车数量的快速增长,由城市道路交通资源供需不均衡引起的交通拥堵越来越严重,缓解城市交通拥堵成为世界性难题。为提升交通状态判断的准确性,文章基于卡口和出租车两种数据,运用自适应加权平均融合路段行程速度估计模型,对多源数据进行融合。同时,运用模糊均值聚类算法(FCM)识别交通堵点,进而评估城市交通拥堵的时空分布。在此基础上,提出了区域城市用地规划与交通服务协同发展、公共交通优先发展和中心城区道路交叉口群优化的交通综合规划应对策略。最后,以诸暨市为例进行了实证研究。

融合多源数据的城市青年聚集空间特征分析

从关注城市青年群体的视角入手,融合夜光遥感数据、兴趣点(POI)和社交媒体签到数据等多源地理大数据以及城市控制性详细规划成果,利用核密度分析、叠加分析和空间耦合分析等方法,分析武汉城市青年聚集的空间特征。分析结果表明,主城区内夜光遥感数据强度与微博签到密度的空间耦合性较高,青年聚集特征差异明显,青年聚集区内存在城市配套不匹配问题,说明夜光遥感数据与微博签到数据在城市空间结构和年轻人口分布研究中有较好的适用性。最后,结合控制性详细规划成果和遥感影像,提出针对问题区域的设施优化建议,为武汉市进一步优化空间规划格局和人居环境提供参考。