基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物损坏评价方法

针对目前建筑物采动损坏评价因素的不尽合理与区域性评判结果的局限性,提出基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物采动损坏评价方法。采用理论分析、数值模拟和现场调查等方法对建筑物采动损坏评价进行了研究与探讨。首先,采用数值模拟方法,揭示地表变形、建筑物结构类型、主变形方向与建筑物长轴的夹角等因素对建筑物损坏影响规律,模拟结果表明:①当沿建筑物长轴的变形增大时,建筑物的损坏程度增大,得出了平房建筑加速损伤的地表变形临界值为曲率K=0.6 mm/m^(2),水平变形ε=6 mm/m;②不同结构的建筑物损坏程度不同,其中具有圈梁或构造柱的建筑物抗变形能力强,研究并确定了二层砖混结构(圈梁和构造柱)损坏程度的地表临界变形值;③建筑物对其长轴方向的地表变形较为敏感,影响损坏大,但对其长轴的垂直方向的变形不太敏感,而变形与建筑物斜交方向的建筑物损坏程度介于2者之间。其次,基于地表敏感变形因素、主变形方向、房屋因素共选取7个评价指标,建立建筑物采动损坏评价的未确知测度模型,根据各评价指标对建筑物的重要程度,采用层次分析法定权;最后,应用于峰峰矿区和徐州矿区3个村庄的建筑物损坏实例,结果表明:在选取的50户140余栋建筑物评价中,预测准确率在80%以上,预测精度高于传统方法,且预测效果良好,弥补了传统评价方法的不足,验证了评价指标选取和评价模型的可靠性。

基于CBAM VGG16-UNet语义分割模型的建筑物提取研究

针对在遥感影像建筑物提取中常常出现“漏检”“错检”“空洞”等问题,提出了融合双注意力机制的CBAM VGG16-UNet网络,用于建筑物提取研究。基于U-Net网络架构,在下采样部分,用VGG16前5个卷积块代替U-Net网络的编码器部分,在上采样的每个特征融合时引入双注意力机制CBAM,并用双线性插值代替U-Net的转置卷积。使用WHU建筑物数据集以及贵阳建筑物数据集进行了模型验证,与Mobile-UNet、U-Net、VGG16-UNet 3种建筑物提取网络模型进行对比分析。实验表明,CBAM VGG16-UNet在WHU建筑物数据集上精准率、召回率、F1-score、IoU达到了94.90%,95.46%,95.18%,90.80%,在贵阳建筑物数据集上精准率、召回率、F1-score、IoU达到了77.53%,84.46%,80.85%,67.85%,均优于3种对比模型。为解决建筑物提取常见问题提供了新思路,具有一定的工程应用价值。

基于多尺度注意力的遥感影像建筑物提取研究

基于深度学习的遥感影像建筑物提取方法具有覆盖范围广、运算效率高的特点,在城市建设、灾害防治等方面有着重要的实际意义。主流方法大多采用多尺度特征融合的方式使神经网络能够学习到更丰富的语义信息,然而由于受到多尺度特征的复杂性以及其他类别地物的干扰,该类方法往往存在着目标漏检与噪声密集的问题。对此,文中设计并实现了一种结合注意力机制的特征解译模型MGA-ResNet50(MGAR)。该方法的核心在于利用多头注意力对高等级语义信息进行分层加权处理,以提取出表征效果较好的最优特征组合;而后使用门控结构将每维特征图与对应编码端的低级语义信息融合,来解决局部建筑物细节信息丢失的问题。在Massachusetts Building,WHU Building等公开数据集上的实验结果表明,与RAPNet,GAMNet,GSM等较为先进的多尺度特征融合方法相比,所提算法能够取得更高的F1与IoU指标。

力学在水利水电工程专业课程中的融会贯通——以水工建筑物课程为例

力学课程是水利水电工程专业的基础课程,在整个专业培养教育中起着承上启下的重要作用。以水工建筑物课程为例,总结了材料力学、水力学、土力学等多门力学知识在专业课程中的具体应用;指出力学课程与专业课程的教学应紧密结合,即力学课程的教学应结合专业背景,从传统的“理论模式”向“工程模式”转变,专业课程的教学应从基本的力学原理出发,加深学生对工程问题的理解。

基于改进的UNet++的遥感影像建筑物变化检测

针对采用遥感影像进行建筑物变化检测中,小型建筑物易于漏检和错检的问题,文章提出一种改进的UNet++网络模型,即采用孪生结构(Siamese-diff)进行编码器构建,实现两个不同时相遥感影像特征的同步提取;在此基础上,采用VGG构建更深层次的网络结构,深度挖掘遥感影像中的深层特征;最后,在网络的跳跃连接部分引入注意力机制,增强网络对建筑物变化特征的学习能力。实验结果表明,新方法相比较于未改进前精确率提高3.1%,召回率提高1.8%,F1提高2.4%,说明新方法能够更好的识别变化的小型建筑物,有效的提升了建筑物变化检测的能力。

一种基于IGA的融合点云和影像的建筑物提取方法

针对精细化实景三维建筑物建模,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的建筑物LiDAR点云与正射影像融合提取方法:计算并提取基于点云和影像的特征,实现点云特征空间的扩张;再改进遗传算法选择点云特征,构建并优化特征空间;最后使用SVM分类器实现建筑物点云的精准提取。在ISPRS公开数据集Vaihingen测试数据的试验表明本文方法具有较高的建筑物提取精度;在实际生产数据的实验表明建筑物提取精度较高且稳定,证明了本文方法的先进性和普适性。

基于图顶点深度聚类的建筑物合并方法

建筑物要素合并是大比例尺地图缩编过程中实现空间结构简化的重要手段。基于综合规则的合并方法难以同时顾及要素形态、分布等诸多特征,受预设算法参数影响大,综合过程缺乏灵活性。针对这一问题,本文提出了一种基于图顶点深度聚类网络的建筑物合并模型,利用Delaunay三角网构建建筑物群组表征图模型,结合自编码器与图卷积网络学习剖分三角形的几何形态、空间分布特征,采用自监督学习方式实现三角形的聚类与分类(保留、删除),最终在不依赖样本条件下实现建筑物要素端到端智能化合并。试验表明,该方法对预设合并参数依赖低,能同时顾及建筑物要素的形态与分布特征。合并过程具有一定灵活性,合并结果能较好满足地图可视化要求。

结合大卷积与优化器的遥感影像建筑物提取网络

针对建筑物大小形状各异和背景相似度高导致的遥感影像建筑物提取网络的整体识别能力较差、多尺度信息提取能力低、边界模糊的问题,提出一种结合大卷积核和优化器的2U-Net网络,以更有效地提升建筑物提取精度。首先,在特征提取部分采用大核深度卷积模块构造U型网编码器,使用更大的卷积核提升感受野,解决整体识别和多尺度信息提取问题;其次,针对建筑物整体语义信息关注度低的问题,在解码器的输出端增加无参数注意力机制,通过权重函数提高建筑物关注度,抑制无用背景信息表达;最后,避免直接输出粗略特征图、建筑物边界提取模糊,构造U型优化器提高建筑物边界提取精度,优化边缘细节信息。在Satellite datasetⅡ(East Asia)和WHU数据集上,评价指标IoUBuilding达到72.04%、90.71%,MIoU达到85.19%、94.75%,与U-Net对比分别提高了2.54%、2.64%和1.34%、1.51%,且均优于现有主流方法。实验结果表明,2U-Net网络提取效果更准确,对实际应用具有一定参考价值。

深层特征提取与多输出增强融合的建筑物分割

针对高分辨率遥感影像建筑物语义分割中存在单体建筑部分漏分与纹理相近的非建筑物错分的问题,提出深度特征提取与多输出增强建筑物语义分割网络。首先,在编码与解码交替处设计并行连续空洞空间注意力金字塔模块,对建筑物高维特征实现深层提取;然后,在网络解码阶段设计多输出增强融合模块,提升不同尺度建筑物特征对输出结果的有效参与度。选取U-Net、DeeplabV3+、MA-FCN、BRRNet同类算法进行对比,在Massachusetts和WHU公共数据集上测试,OA、precision、recall、IoU、F1指标分别达到98.87%、94.53%、95.40%、90.41%、94.96%,与同类算法相比,除precision之外其他4项指标更高,与U-Net相比,依次高出0.25%、1.12%、1.14%、2.02%、1.12%。

基于能量函数基元提取的建筑物LOD2模型自动生成方法

近年来,随着实景三维中国和数字中国的快速发展,建筑物三维模型重建已成为智慧城市建设的重要环节。本文提出了一种全自动建筑物LOD2模型生成框架,旨在解决城市级实景三维场景中建筑物LOD2模型生成的难题。为了自动提取大场景建筑物对象,首先利用场景正射影像,通过图像分割获取建筑物的边界信息;然后使用改进的增强型平面区域分割方法提取高质量的分割平面,并利用混合线性模型对分割结果进行优化,能够更好地处理城市建筑物的局部破损和重建错误等问题。试验结果表明,本文算法生成的建筑物LOD2模型质量和效率更高,能够应对城市建筑模型的复杂情况,得到更稳健的重建结果。

“水工建筑物”课程思政教学改革探索

“水工建筑物”是水利水电工程专业的核心主干课程,其思政教学效果对进一步培养具有较高科学素养和社会责任感的创新型、应用型卓越工程人才至关重要。文章针对传统教学过程中存在的思政教学元素不系统,学生对水利工程学科及行业认识不客观、对职业生涯规划不明确等问题,对课程采取了建立思政教学案例库、丰富过程性考核、成立水利人志趣联盟、动员课程组教师定期参加学习与培训、成立线上虚拟教研室等措施,将思政元素全方位贯穿课程,深层次融入学生头脑和心灵,增强学生对水利工程行业的认同感与归属感,充分发挥好专业核心主干课程的思政引领作用。

基于编解码网络的SAR影像建筑物提取

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)遥感图像中出现的散斑噪声和几何畸变对建筑物提取过程造成干扰的问题,提出了一种多尺度特征注意力融合(multi-scale feature attention fusion,MSFAF)网络。首先,结合深度神经网络和SAR图像的优势,在深层处设计了一个空间注意力融合(spatial attention fusion,SAF)模块,来整合不同层次的特征以及关注重要的空间信息。然后,利用不同尺度的卷积核以及对通道信息的转换,提出了一个多尺度细节提取(multi-scale detail extraction,MSDE)模块用于提取不同尺度的特征信息和重新分配通道信息,有利于缓解散斑噪声的干扰问题。实验证明了所提方法在SAR图像建筑物提取中取得了比其他现存方法更加优秀的性能。

一种融合多尺度混合注意力的建筑物变化检测模型

针对高分辨率遥感图像非真实变化所引起的错误检测问题,提出一种新颖的轻量化孪生神经网络建筑物变化检测模型。其中轻量化的特征提取模块可以获取不同尺度的局部上下文信息,使其充分学习局部和全局特征。由通道和空间注意力组成的混合注意力模块可以充分利用周围丰富的时空语义信息,以实现变化建筑物的准确提取。针对变化建筑物尺度跨度较大,容易导致建筑物边缘细节提取粗糙、小尺度建筑物漏检等问题,引入多尺度概念,将提取到的特征图划分为多个子区域,并分别引入混合注意力模块,最终将不同尺度的输出特征进行加权融合,以加强边缘细节提取能力。模型在WHU-CD、LEVIR-CD公开数据集进行实验,并分别取得87.8%和88.1%的F 1值,相较于6种对比模型具有更高的变化检测精度。

石化装置既有建筑物抗爆改造工程应用

炼化企业早期建设的人员集中场所距离装置较近且未进行整体抗爆设计,不符合法律法规要求,对既有建筑物抗爆改造是急需解决问题。以炼油厂某装置办公楼抗爆改造为例,论述既有建筑物抗爆改造工程应用。针对爆炸载荷设防值,开展既有建筑物抗爆性能评估,分析爆炸荷载作用下主要结构构件的破坏模式,评估非结构构件的抗爆性能,提出经济可行的抗爆能力提升方案。针对既有建筑物存在的薄弱点,有针对性的进行施工改造,提升既有建筑物的抗爆能力。

“水工建筑物课程设计”改革探索

“水工建筑物课程设计”是水利水电工程专业一门非常重要的实践课程,当前该门课程进行过程中存在一些问题,如时间紧,任务重,学生对规范规程不熟悉,提交的设计成果敷衍及质量差等问题。为了调动学生的学习积极性、提高学生的独立思考能力,提出把课程设计融入课堂中,分步提交课程设计成果,以及提交最终设计成果时进行简单的答辩等改革方式,以期提高学生课程设计成果的质量,并让学生尽早接触实际工程,以培养高素质的应用型人才。

软土地区临近既有建筑物深基坑支护关键技术的应用

通过分析地下连续墙施工及深基坑开挖引起的建筑物沉降原理,提出了多种针对性保护措施,并结合实测数据对建筑物沉降和地面沉降规律进行了分析。介绍了软土地区临近既有建筑物环境下深基坑支护实例,最大程度的降低基坑工程施工对临近既有建筑物的影响,实现了基坑工程安全和周边环境保护的目的,为同类基坑工程的设计施工提供借鉴。

某工程泄水建筑物泄洪雾化范围计算分析

为了减少泄洪雾化带来的工程影响和损失,笔者结合工程实例,根据理论公式对表孔溢洪洞、泄洪冲沙洞在不同水位下的雾化范围进行估算,并依据估算结果提出针对性工程设计建议。结果表明:表孔溢洪洞在校核洪水位下雾化影响范围最大;该工程的厂区虽位于强暴雨区横向影响范围以外,但处于雾流降雨区范围之内,设计时需考虑雾化对厂区电气设备带来的不利影响;出口边坡局部位于强暴雨区和雾流降雨区范围内,需对边坡进行加固处理并采取表面防护措施,确保边坡运行安全稳定。计算成果可为工程布置、设计提供理论支撑。

软土地层地铁盾构下穿既有建筑物施工技术研究

盾构机下穿既有建筑物施工不当,可能会引发地面沉降以及建筑倾倒等现象。以广州市某地铁盾构下穿既有建筑物施工为例,介绍该项目软土地层的地质背景,对盾构下穿施工的难点进行分析,再对变形控制的施工技术措施进行探讨,通过下穿建筑物前准备、房屋注浆加固、盾构掘进精细控制、防刀盘结泥饼、地表建筑物监测等多种技术措施,保障该区间隧道上方建筑物的安全稳定。

建筑物下压煤充填开采方案优选评价研究

传统的建下压煤开采方案主要靠工程类比方式确定,方案的选择缺乏科学合理性,为实现建筑物下压煤充填开采方案便捷优选的目的,基于多属性决策相关理论,围绕适用于建下压煤充填开采的评价指标体系及评价模型展开研究。考虑经济性、技术性、安全性三方面构建多属性评价指标体系;从指标权重、靶心距角度对传统灰靶决策模型进行改进,建立了博弈论组合赋权改进灰靶决策模型。以唐口煤矿五采区建下压煤开采为例进行模型评价检验,评价结果显示该模型优选方案与该矿实际采用方案一致,应用该方案产生经济效益18953.16万元,地表建筑物损坏等级控制在I级损害范围内,开采经济性和安全性最优,表明该文所构建的评价指标体系及评价模型能够合理有效地进行建下压煤充填开采方案优选。

ZG水电站尾水建筑物设计与研究

本文通过综合经济比选、尾水水力学计算,采用变底宽和降低尾水反坡边墙顶高程等措施,合理选择ZG水电站最优渠线、断面及渠道纵坡等设计参数,并针对施工过程中产生的问题提出解决措施。研究成果可为类似水电站尾水工程提供一定的参考价值。