基于改进U-Net网络的遥感影像农村道路矢量中心线提取及优化

遥感影像中农村道路矢量中心线的准确提取对乡村规划和地理信息数据库建设具有重要意义。针对现有深度学习方法未能充分利用上下文信息,且在下采样过程中易造成图像分辨率下降和局部特征丢失的问题,该文改进U-Net网络模型以提高提取结果的准确性。首先,网络结构设计两次下采样处理,并将上下文两处特征信息用跳跃层连接,使输出的道路细节清晰;其次,为避免样本不均衡导致训练效果不理想,采用交叉熵损失函数与广义骰子损失函数叠加的方式提升训练效果;最后,采用邻域质心投票算法和融合算法对提取的道路进行矢量化和中心线优化,得到高精度的农村道路矢量中心线。试验结果表明:改进方法在复杂场景的农村道路矢量中心线提取中准确率达95.03%,较4种对比算法(U-Net、DC-Net、PA-Net、SM-Net)具有明显优势。

PIE-Engine平台下土地利用变化对生态质量影响的遥感评估与时空分析

针对濂溪区土地利用变化引起生态质量的问题,本文基于PIE-Engine Studio遥感云平台,采用多时序卫星数据结合第三次全国国土调查数据,在土地利用/覆盖变化基础上,深入剖析2008—2023年土地覆盖和生态环境时空演变特征及其驱动因素。结果表明:①在这段时间内濂溪区生态质量整体有所改善,特别是在生态质量优等级(0.8~1.0)上,耕地向草地的转变面积和比例均有显著增加,但仍存在局部退化现象;②良等级(0.6~0.8)面积有所减少,可能是某些区域建筑用地增加引起的生态质量下降。通过实施有效的土地管理加强生态保护和修复,可以进一步提高生态环境质量。

无人机航测技术在木里矿区生态整治中的应用

为保障青海木里矿区生态整治工程有序而高效的实施,采用了无人机航空摄影测量技术,定期快速获取矿区正射影像,结合地面控制测量数据和青海CORS数据,及时处理影像数据得到矿区DSM和DOM数据。利用不同期次的DSM数据,应用ArcGIS软件对DSM数据进行差分运算获得矿区高程差DSM数据。然后应用栅格法计算获得各整治矿井的不同时间节点的高精度的挖、填方量。研究表明,无人机航测技术在木里矿区生态整治项目中发挥了重要作用,为工程实施提供了有力保障。

色林错面积时空变化遥感监测

根据1976—2020年Landsat卫星遥感数据,通过NDWI和最大类间方差法构建该区域44年湖泊面积数据集,并结合流域周边的气象站资料、流域冰川等辅助数据对色林错湖面变化原因进行综合分析。结果表明:1976—2020年色林错面积增长752.33km^(2),共经历4个阶段:轻微增长(1976—1991年)、略微下降(1992—1997年)、急剧扩张(1998—2005年)和缓慢增长(2006—2020年)。综合分析表明:气候要素是引起色林错湖泊面积变化的因素之一,而非关键因素,多种因素的结合促使色林错湖泊面积逐渐扩大。

利用无人机航测技术计算拦沙坝库容曲线

为了获取准确的拦沙坝库容曲线,本文提出一种计算拦沙坝库容曲线的方法。首先,利用无人机(UAV)对拦沙坝区域进行低空飞行获取高分辨率航摄影像,通过像控、空中三角测量及立体模型密集匹配等技术,获取研究区域的高精度数字高程模型(DEM);其次,在规则格网DEM的基础上,分析拦沙坝库容的计算原理及DEM高程精度对库容曲线精度的影响;再次,利用软件根据上述原理进行库容曲线的计算及绘制,得到拦沙坝的库容曲线;最后,总结该方法实施的两个必要前提。

关于无人机航测遥感在国土空间规划中的应用

现阶段,社会经济不断发展,技术水平实现有效提升,各个国家针对空间测绘数据需求不断上升,多数国家在技术加持下深入研究无人机飞行器设备,以此构建民用无人机设备产业生产基地,广泛应用无人机航测遥感技术。此种技术运行主要是借助无人机装载航空数码相机,通过先进技术应用可进行导航,以此形成航空摄影技术。此技术是通过遥感全景影响技术,融合现代化城市规划管理信息技术,以此构成城市坐标自动化控制基础资料数据,对城市发展规划矛盾解决奠定重要基础。本文通过对无人机航测遥感在国土空间规划中的应用措施进行分析,依据技术特点和含义,确保应用措施顺利开展,国土空间规划工作可提高质量。

无人机航测遥感技术在国土测绘项目中的应用

在国土测绘项目中,无人机航测遥感技术的应用越来越重要。近年来,国土测绘项目越来越多,国土测绘项目的管理需要无人机航测遥感技术提供更时效、清晰、真实的数据支撑。

遥感技术在地理信息系统标准化建设的应用研究

遥感技术是一门先进的、实用的探测技术,广泛应用于农、林、牧、渔以及环境与气象监测等领域,也是地理信息系统的基础数据源。本文首先从国家政策、行业发展和技术发展三个维度阐述标准化建设的必要性,以数据“采、存、计、管、用”为数据建设主线,以自然资源主责主业调查、监测、分析评价、成果展示为业务基础,提供面向不同用户的共性数据应用方法,为遥感技术在地理信息系统建设中的数据采集、处理、分析、应用的通用服务提供标准建设体系,促进自然资源、环保、林业、水利等部门之间的业务信息共享,提高政务综合监管水平。

FME在遥感监测信息提取质量检查中的应用

遥感信息监测是有效监管国土利用变化情况、快速获取变化信息的一种重要手段。遥感监测信息提取是利用前期—后期遥感影像和变更库,使用人工影像比对或计算机人工智能自动比对的方法,提取监测图斑。选取吴堡县、志丹县、清涧县、神木市4个地区的遥感监测成果作为试验数据,利用FME对遥感监测成果从微小面、重叠面、属性规范性、逻辑一致性4个方面进行质量检查,对检查结果进行统计发现,共检查问题1389个,其中微小面85个、重叠面1248个、属性规范性问题43个、逻辑一致性问题13个,经人工核验发现,质检成果可靠、准确、详尽。将FME应用于遥感监测信息提取项目质量检查,可以提高成果质量检查效率,保障监测成果质量,并为类似项目的质量检查提供参考。

应用全极化合成孔径雷达数据构建多变量估算森林地上生物量模型

以河北塞罕坝机械林场为研究对象,Alos-2全极化SAR数据以及实测样地数据为基础,采用多种方法进行目标分解,计算多极化通道的后向散射系数,通过皮尔逊相关性检验,筛选显著相关的参数,构建线性及非线性偏最小二乘(PLS)生物量估算模型,并对模型进行检验。结果表明:线性PLS模型均方根误差为21.75 t·hm^(-2),决定系数(R^(2))为0.6185,平均相对偏差绝对值为31.1%,平均偏差为-1.844 t·hm^(-2);非线性PLS模型均方根误差为18.218 t·hm^(-2),决定系数(R^(2))为0.6969,平均相对偏差绝对值为23.86%,平均偏差为0.0001 t·hm^(-2)。对模型贡献最大的参数为非负特征值分解的奇次散射参数、VH极化后向散射系数、HV极化后向散射系数、特征向量分解参数l1和主要散射机制平均参数。非线性方法在模型拟合和预测中都表现出更好的效果,全极化SAR目标分解参数以及交叉极化下的后向散射系数,在估算森林地上生物量时没有饱和点出现。

智能选煤系统的设计与应用

鄂尔多斯色连二矿选煤厂将自动化控制技术和信息技术相结合,建设了智能化选煤厂。系统实现生产数据、监测监控数据、设备运行数据的采集、展示和分析决策,生产过程智能控制与洗选工艺智能化,推进信息与生产工艺环节之间完全融合、共享。智能选煤系统的应用给选煤厂在经济、安全、管理等方面带来了显著提升,达到提质降本增效的目的。

基于SBAS-InSAR的鄂尔多斯地台管道沿线地质灾害识别与监测

鄂尔多斯地台地质环境脆弱,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发,对人类的生产生活和经济建设构成严重威胁。本文基于2021年1月至2022年8月鄂尔多斯地台局部区域76景Sentinel-1影像,利用SBAS-InSAR和CR-InSAR技术,通过形变时序信息分析研究区地表异常形变趋势并验证其精度,并结合高分二号遥感影像解译识别的地质灾害隐患点进行野外验证,对两处确定的典型灾害隐患点进行综合分析。结果表明,该技术能够获取毫米级精度的地表形变结果,根据《地质灾害InSAR监测技术指南》(T/CAGHP 013—2018),精度从Ⅱ级提升至Ⅰ级;研究区83%的区域在监测期间形变速率为-20~20 mm/a,处于稳定状态,剩余17%的区域则存在灾害隐患;共解译41处地质灾害隐患点,经野外查证,准确率为73.2%;确定地质灾害隐患点30处,其中滑坡灾害21处、崩塌灾害4处、不稳定斜坡5处;典型滑坡灾害隐患点位存在明显异常形变信息,形变速率为-21~21 mm/a,单点最大累计形变量为-25~25 mm;形变受气候、地形、人为活动影响大,有较高风险隐患,加强人工巡视、加大监测力度与频率,对早期地质灾害识别保证工程建设等具有重要意义。

倾斜摄影测量技术在矿山生态修复规划中的应用

矿区生态环境恢复对于保护生态安全、保障资源利用可持续性和推进可持续发展战略等具有重要的现实意义。倾斜摄影测量是近年来发展迅猛的1种新型测绘技术,能快速、高精度地获取矿山地质信息,为矿山生态修复提供了有力的技术支持。以实际工程为例,通过倾斜摄影测量技术获取测区高精度实景三维模型,结合地面调查数据,利用LocaSpace Viewer软件进行集成处理,并对矿山生态修复系统中设计内容进行了分析。

结合航空影像、三维模型和管线普查的智慧管网——以日喀则市为例

本文采用无人机飞马D-2000为飞行平台,搭载飞马D-OP4000相机,获取日喀则市主城区共计105.6 km^(2)航摄影像并重建三维模型,基于三维模型与往期数据修补日喀则市城区1∶500地形图;开展地下管线探测及普查工作,完成探测日喀则城区700 km地下管网及100 km地下排水管网,分析排水管网缺陷的主要因素;基于三维模型与管网数据,搭建管线平台系统,实现了地下空间安全运行的宏观监测、地下空间综合管线二三维数据一体化、排水管网在线监测以及道路窨井盖安全监测。

基于最优阈值参考的瞬变电磁法小波降噪效果研究

瞬变电磁法野外数据采集容易受各种随机干扰影响而出现跳变现象,小波去噪通过对信号的多尺度分解、阈值设置和重构,实现对数据的降噪。为进一步提高小波去噪后的瞬变电磁法数据质量,对该过程中的阈值选择方法进行改进,提出了基于最优阈值参考的小波去噪方法;结合瞬变电磁法探测岩层富水性工程应用,对比分析不同阈值条件下的数据降噪结果,提出的算法的瞬变电磁数据实际应用效果。结果显示:提出的方法能够进一步降低感应电动势曲线在1~4 ms范围内的数值跳变现象,使数据全期衰减特性更明显。对降噪后数据的烟圈反演结果进行分析,重点解释了3处电性差异相对较大的位置,结合已知资料验证了基于最优阈值参考的小波去噪数据反演结果相对更准确。

点云滤波算法构建矿山开采沉陷模型的对比研究

针对现有机载LiDAR点云滤波算法缺乏详细对比的问题,本文以西部矿区某工作面地表沉陷区为试验区,选择渐进形态学滤波、三角网渐进加密滤波和基于坡度阈值滤波3种经典的算法去噪,并分析了算法的适用性。试验结果表明,在地表起伏明显、植被稀疏的陕北矿区,采集的点云数据利用三角网渐进加密滤波得到去噪后的点云建模效果最优。试验结果可为矿区开采沉陷精细化建模提供重要的技术手段。

顾及邻域几何特性的露天矿台阶线提取方法

台阶线数据是露天矿开采过程中的重要基础资料,也是确保露天矿高效、智能开采的重要前提。针对现有的基于点云的露天矿台阶线提取方法存在局部特征丢失、台阶线不连续等问题,将识别台阶线特征点转为识别几何特征面,从特征面轮廓中提取出台阶线特征点,由此提出了一种顾及邻域几何特性的露天矿台阶线自动提取方法。该方法首先对露天矿点云进行规则重采样,依据露天矿台阶平盘、坡面点云法向量与竖直平面夹角具有明显差异这一几何特性提取坡面的特征点云;在此基础上,采用区域生长算法分割坡面点云,通过凹包算法提取分割后的坡面点云轮廓边界获得台阶线特征点;最后利用三阶贝塞尔曲线拟合特征点以生成露天矿台阶线。为验证算法的提取精度,将台阶线与露天矿数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)叠加,并计算该方法提取的台阶线与实际台阶线的位置偏差。结果表明:该方法提取的台阶线完整且连续性好,与手工绘制的台阶线基本重合,能够满足比例尺为1∶2000的制图精度要求;运行效率高,对于面积为3 km2的露天矿,提取时间在4 min以内。证明所提方法能够准确、高效地提取露天矿台阶线,为实现露天矿山台阶线自动绘制提供重要的技术支持。

基于多尺度图卷积的高光谱图像分类

近年来,卷积神经网络在高光谱图像分类领域取得了显著的进步,但是其只能对图像进行规则格网运算,不能自适应的进行特征聚合。因此,本文提出了一种基于分段森林的多尺度图卷积神经网络的高光谱图像分类方法,主要有四个步骤:首先使用主成分分析进行降维,根据图像的空间信息构建多尺度的分段森林,建立子树之间关系;然后提出了一种基于图卷积网络的U-net模型架构,通过池化和解池化建立多个尺度之间的图结构特征的转换;网络通过图卷积神经网络进行自适应的特征聚合,并在编码器和解码器之间采用跳层连接融合了多尺度特征;最后通过SoftMax进行节点的半监督分类。实验在公开的高光谱数据集上进行了验证,均取得了较好的分类精度,表明了该方法的有效性。

煤矿地质应急救援信息系统设计与实践

随着煤炭资源大规模开采,煤矿地质灾害潜在隐患也越来越多,煤矿灾害事故往往具有突发性、偶然性和复杂性等特点。信息技术可以对多源信息进行快速集成与处理,是进行有效救援的重要支持手段。以煤矿安全生产实际为背景,结合地质勘查单位业务特点,在系统需求分析基础上,设计了系统功能,提出了系统建设的关键技术和实现方法,开发建设了符合煤矿地质应急救援实际需求的信息系统。以宁南煤田某煤矿为示范,验证了系统功能的合理性。

基于目标检测技术的油气管道安全智能监控设计与实现

油气管道及周边安全监控是保障油气安全的重要手段,现有方法存在成本高、效率低、覆盖范围小等问题。为解决这些问题,基于目标检测技术,提出一种基于深度学习的油气管道及周边安全监控方法。该方法利用Flask框架搭建了一个Web检测系统,可对输入的图片、视频文件和视频流进行检测,并实现了多模型叠加检测、检测任务配置化等功能,使用YOLOv8作为目标检测模型,并在自行收集并标注的数据集上进行训练和测试。实验结果表明,该方法可以有效地检测出如明火、吸烟、施工车辆、未带安全帽、未穿工服、烟雾、未封口管口等违规场景,并与其他方案进行了对比,证明在费用、速度、精度、泛化能力等方面的优势。