高分辨率光学遥感几何与纹理约束的线段优化算法

针对高分辨率光学遥感影像线段断裂问题,提出一种基于几何与纹理约束的线段优化算法。首先,将线段视为地物轮廓表达的一种方式,由此从同一地物边缘角度出发,提出线段断裂的几何与纹理规律;其次,提出线段优化算法,以提取线段结果为处理基元,依据线段长度确定初始优化线段,设定跟踪矩形,建立针对断裂线段的几何纹理约束模型,构建动态优化模型,并给出完整的线段优化流程。最后,通过多幅不同实际场景、不同类型高分辨率遥感影像的试验结果分析,表明本文算法不仅能够解决由地物遮挡、边缘模糊及边缘锯齿化造成的线段断裂问题,并且在优化线段长度以及抑制线段过提取问题方面,均表现出较大的优势。     

全波形激光雷达回波分解方法

全波形激光雷达的回波中携带了被测目标的距离与特征信息,为了获取这些信息,本文提出了一种回波分解方法。本方法将原始的全波形回波分解为几个独立的高斯脉冲,并得到其函数表达式,从而提取出被测目标的距离等信息。分解过程中,首先,采用可变阈值的经验模态分解滤波法(EMD-soft)对原始波形进行滤波和噪声水平评估;其次,采用一套应对多种波形组成的初始参数估计方法,获取后续拟合所需的初始参数;最后,采用LM(Levenberg-Marquardt)优化算法对回波进行拟合优化,从而获取全波形回波中包含的独立高斯脉冲及其函数表达式。仿真波形的分解实验表明,分解误差在0.1 ns量级,换算成距离误差为15 mm,通过实验室自制的全波形激光雷达实验系统获取的回波的分解实验表明,分解的距离误差小于0.1 m。对比另外两种高斯分解方法对于相同仿真与实验数据的分解结果可以看出,本方法在分解成功率与精度上都有较大的提高。回波分解后的独立高斯脉冲中,除距离外还含有被测目标的反射率、粗糙度、面型等丰富的信息,回波分解方法作为回波分析的基础,将在遥感、测绘等生产与科研领域中发挥非常重要的作用。     

大型复杂电极-海水负载陆上构建方法

为满足大型复杂扫雷电极-海水负载陆上模拟需要，分析了陆上重建方式，提出了多个小型电极对插入电解液并联模拟的方法，建立了电极对接触电阻计算模型，以及模拟负载优化的多目标决策模型。 为求解决策模型，将其简化为单目标决策模型，并利用库恩 ? 塔克条件法得到单目标模型解，利用理性点法求出了多目标决策模型解。 最后，对模拟优化方法进行了仿真验证，计算结果表明，在保证两者负载相同的情况下，陆上模拟负载总尺寸及模拟电极尺寸显著缩小，证明了模拟方法高效，优化方法正确。     

优化采样策略下长江口潮间带大型底栖生物物种丰富度的估算

在异质性潮间带湿地中通过野外采样估算大型底栖动物物种丰富度，面临的挑战是统计上精确性的要求与实际采样难度之间的矛盾。为了解决这个问题，本研究通过对采样策略整个过程的三个主要部分进行优化设计（优化采样方法、确定最少采样效力、探索最佳的采样间距），以期在中国长江河口典型的潮间带湿地中获得一个优化、有效和实用的大型底栖动物采样策略。本研究选取了横断面采样方法，并根据典型栖息地类型（潮滩、潮沟、盐沼植被）进行分层优化采样，这种类型的采样也称为横断面分层抽样。最少采样效力和最佳的采样间距由两个数学方法确定：蒙特·卡洛模拟和物种累积曲线。结果表明，根据典型栖息地类型优化的横断面分层采样，在大为减少采样效力和劳动力的情况下，还能采集样地81%物种，优化效果明显。同时，还分别确定了三类栖息地的最佳采样间隔和最小采样效力：在盐沼植被中，采样效力需要超过1.8 m2，最佳采样间隔为10 m；在潮滩中，最小采样效力2 m2，最佳采样间隔为10 m；在潮沟中，采样效力为3 m2，间隔为1 m。不同栖息地类型之间最小采样效力和最佳采样间隔的差异可能受到优势物种的迁移范围和栖息地的物理差异（例如潮汐水文、底泥、植被覆盖）的影响。本研究所采用的优化采样策略在平衡采样效力的情况下，为大型底栖动物丰富度估算提供良好的精度。此外，在河口湿地进行大型底栖动物调查之时，本研究的结论能提供采样策略参考。本研究所采用的采样策略设计注重采样的三个关键部分，具有良好的采样效果，可作为栖息地管理或生态系统评估的野外实地采样指南。     

波浪作用下刚性框架浮体及其锚绳运动数值模拟精度分析

由小尺度刚性杆件构成的复杂结构近年来多用于海洋平台建设和海洋监测浮标制作以及海洋增养殖人工浮鱼礁的设计。采用有限单元法和集中质量点法建立波浪作用下刚性框架浮体及其锚绳运动数值模型,探讨空间单元划分、时间离散步长、数据保存格式对刚性框架浮体和柔性锚绳运动模拟精度的影响,分别给出此三者之间的匹配关系。研究结果表明:框架浮体的单元划分可依据是否出水给定,单元的划分比建议取0.05;锚绳的单元划分与其上端连接的浮体浮力有关,当锚绳的拉力主要由上端浮体浮力产生时锚绳单元的划分影响较小,当锚绳的拉力主要由波浪力产生时锚绳单元的划分比建议取0.02;空间单元划分与时间离散步长存在匹配关系,通过减小时间步长来追求数值模拟精度时必须同时考虑保存运动物理量截断误差的影响。     

特征法视觉SLAM逆深度滤波的三维重建

针对现有特征法视觉SLAM只能重建稀疏点云、非关键帧对地图点深度估计无贡献等问题，本文提出一种特征法视觉SLAM逆深度滤波的三维重建方法，可利用视频序列影像实时、增量式地构建相对稠密的场景结构。具体来说，设计了一种基于运动模型的关键帧追踪流程，能够提供精确的相对位姿关系；采用一种基于概率分布的逆深度滤波器，地图点通过多帧信息累积、更新得到，而不再由两帧三角化直接获取；提出一种基于特征法与直接法的后端混合优化框架，以及基于平差约束的地图点筛选策略，可以准确、高效解算相机位姿与场景结构。试验结果表明，与现有方法相比，本文方法具有更高的计算效率和位姿估计精度，而且能够重建出全局一致的较稠密点云地图。     

2013年芦山Ms 7.0级地震断层参数模型反演

2013年4月20日四川芦山地区发生了Ms 7.0级地震。利用GPS三维同震形变数据获取地表形变场，基于位错模型反演芦山地震的断层几何参数及滑动分布。首先采用多峰值颗粒群算法（multiple peak particle swarm optimization，MPSO）得到断层几何参数，其中断层走向206.47°，倾角44.11°，长度21.94 km，离地表最浅处为7.66 km，最深处为17.84 km。为了反演断层面的精细滑动分布，分析地震所在的龙门山断裂西南段破裂面具有的铲状型特征，将芦山地震破裂面确立为铲状模型，即将断层的倾角预设为上陡下缓，倾角变化范围为21°~50°。结果显示，断层破裂面在不同深度区域出现了两个滑动峰值，其中最大滑动量为0.68 m，深度位于13 km。地震释放的能量为1.47×1019 N·m，对应的矩震级为Mw 6.74，与地震学的研究结果一致。     

变废为宝让生物质能给湖南充电

湖南的经济社会发展已经遇到了能源供给瓶颈的严重约束，这种约束既来自域内能源资源供应的短缺，也来自外部能源补给困难等多个层面。从优化能源结构的角度来看，现阶段核能发展前景因日本福岛核电事故而不明朗，湖南应把新型清洁能源开发的重头戏摆在生物质能上，提升至破解能源瓶颈的战略高度来认识和开发。     

优化服务：用亮点覆盖难点——对话娄底市国土资源局局长刘会和

这是最好的时代，这也是最难的时代。刘会和用一声意味深长的叹息开始了此次访谈，对于这位拥有25年国土资源部门工作经历的老“国土人”而言，感触似乎从未如此深刻。新世纪以来国内经济持续十余年的高速发展，基础设施和社会环境翻天覆地的变化，将国土资源推到了时代的最前沿。在很多人眼中，手握土地与矿产两大核心资源的国土资源部门无疑都是最能牵动和影响经济大局的强势部门。     

一种基于跳数修正和跳距优化的DV-Hop定位算法

针对经典的DV-Hop算法因跳数和跳距计算误差所导致定位精度不高的问题,提出基于跳数修正和跳距优化的DV-Hop定位算法(NHDL). NHDL算法首先利用节点间所接收的信号强度值对跳数进行修正,减少跳数估计的误差;然后通过加权因子优化锚节点的平均跳距. 同时,利用共线性概念避免在定位过程中的锚节点共线问题;最后,利用最小最大法估计节点位置. 仿真结果表明:相比于传统的DV-Hop算法,NHDL算法降低了平均定位误差,提高了定位精度.