栅格成本距离计算的改进蚁群算法

栅格数据模型是地理信息科学领域的主要数据模型,成本距离分析是其重要的应用方向之一。但当栅格数据量较大时,传统的Dijkstra求解效率较低,因此本文提出了一种用改进蚁群算法来求解栅格成本距离的方法。首先,构建了适合人工智能算法的栅格数据模型及编码方法;然后,在此基础上初始化蚁群,采用状态概率选择机制计算相邻栅格单元之间距离成本,以及距离成本路径方向选择,同时利用改进的信息素更新机制加强蚁群之间信息交流,加快算法收敛速度;最后,引入了遗传算法的选择、交叉和变异等算子优化生产的成本距离的解,增加解的全局性。本文以北极地区的海冰密集度栅格数据为基础,求解北极地区适合航行路线的成本距离。实验表明,结合了蚁群算法和遗传算法优势的改进蚁群算法,能够快速有效地求解出基于栅格数据的成本距离。     

一种改进蚁群算法及其应用

蚁群算法是近年来出现的一种新的仿生优化算法.针对基本蚁群算法在求解过程中容易出现收敛时间过长以及易陷入局部最优解的不足,对算法中的状态转移、搜索方式以及信息素更新进行改进,提出了一种新的改进蚁群算法.一类典型旅行商问题的仿真实验表明改进的蚁群算法具有收敛速度快、全局搜索能力强和计算时间短的特点,证明了方法的可行性和有效性.     

基于GA-GPC改进算法的分布式电源并网应用

针对分布式电源并网对配电网系统的影响,以电压质量和网络损耗为目标解决分布式电源并网的规划问题,将其转化为多目标寻优模型,采用GPC算法实现目标优化。为解决GPC算法在求解非线性约束时的失效性问题,将遗传算法与GPC结合形成GA-GPC改进算法,将有约束广义预测控制性能指标优化的极小值问题转化为遗传算法优化的极大值问题,经过遗传迭代计算得到满足约束的最优控制量。IEEE33节点系统仿真结果表明,采用GA-GPC改进算法可以优化分布式电源并网配置,加强分布式电源并网时系统的稳定性,兼顾提高各节点电压并有效降低网络损耗。     

一种求解不等式约束秩亏平差问题的新算法

提出一种求解不等式约束秩亏平差问题的新算法,该算法将先验信息表示为不等式形式,并与秩亏平差模型构成不等式约束秩亏平差模型。结合Karush-Kuhn-Tucker条件可将该模型转化为线性互补问题,然后利用Lemke算法求解,克服了秩亏网中必要起算数据不足的问题,能保证解的唯一性。最后,模拟附先验信息的秩亏的GPS观测网,并结合多种经典的秩亏平差方法,验证了Lemke算法在处理不等式约束秩亏问题上的有效性。     

水资源空间优化配置的群智能算法改进与仿真

本文尝试用群智能算法中的Pareto蚁群算法(PACA)求解复杂的水资源空间优化配置问题。首先,建立了以社会、经济和生态综合效益最大的目标函数,以水质、需水和供水为约束条件的水资源空间优化配置模型,并采用局部信息素强度限制,全局信息素动态更新等策略,对PACA进行改进,使蚂蚁向信息素浓度大的优化边界移动,以提高PACA的全局搜索能力和收敛速度。本文以河南省镇平县为仿真对象,借助RS和GIS,利用改进的PACA求解水资源空间优化配置模型,得到地表水、地下水、外调水的最优配置方案和最佳经济、社会、生态效益方案。通过对PACA性能指标的分析,以及对PACA改进前后解的寻优对比,表明了PACA经过改进后能有效地求解多目标、大规模的水资源空间优化配置模型,提高了寻优性能、收敛速度和全局搜索能力。     

结合三维边缘特征约束的网格模型优化方法

对于具有复杂几何结构特征的建筑物,三维网格模型重建结果易存在表面扭曲、边缘特征平滑的问题,无法较好地反映重建目标的真实信息。针对上述问题,本文提出一种结合三维边缘约束的网格模型优化方法。该方法以OpenMVS算法得到的初始网格为基础数据,利用变分原理构建能量函数,将网格模型优化问题转换为能量函数最小化问题。首先,从多视图像中提取三维边缘点,以三维边缘点构成的边缘轮廓来定位网格模型边缘区域;接着,利用灰度一致性测度构建数据项,利用顶点自身曲率构建平滑项,利用三维边缘轮廓约束构建附加约束项,将3个约束项构建为一个总体能量函数;最后,采用梯度下降法迭代求解总体能量函数最小值,将梯度变化量分配到网格模型的顶点上来驱动网格形变,以此优化模型。选取Strecha数据集中两个真实室外场景和ETH3D数据集中一个真实室内场景进行优化实验,使用ETH3D评估框架对实验结果进行评估。结果表明,经本文算法优化后的网格模型完整度和精度最高为89.76%、94.45%,本文算法在解决复杂几何结构建筑物模型边缘优化问题的基础上,提高了建筑物模型的准确程度。     

基于遗传蚁群算法的云资源调度问题研究

讨论利用蚁群算法解决云计算资源的调度问题。蚁群算法利用正反馈机制加快了收敛速度,但同时具有易早熟,易陷入局部最优解等不足。针对此问题,提出用遗传算法优化蚁群优化算法,同时引入最大最小蚁群系统改进基本蚁群算法,从而形成新的遗传蚁群算法。实验结果表明,新算法应用于云计算资源调度中,能有效地缩短调度所用的平均时间,提高调度效率。     

面向山地徒步应急救援路径规划的改进蚁群算法研究

当消防事故发生在无明显道路或道路稀疏的野外复杂山区时,如何在复杂山地环境中规划安全、快速通过的路线至关重要。针对蚁群算法在复杂山地路径规划中容易陷入局部最优以及搜索时间较长的问题,本文提出一种适用于细粒度野外山地环境的徒步应急救援路径规划算法。本文首先根据已有文献分析地表信息与人类运动速度之间的关系,综合地表灌木盖度与地形坡度因素设计寻优算法的目标函数和启发函数;接着采用定向范围视野的蚂蚁搜索方式,决定蚁群算法寻优过程中每一步的网格选择;最后采用拉普拉斯分布调整初始信息素、添加隔离信息素、融合遗传算子与分组更新常规信息素的方法改进蚁群算法。将算法应用到400×400、1000×1000、5000×5000、10 000×10 000网格数的野外山地环境进行实验对比,实验结果表明,采用定向范围视野与优化启发函数的各蚁群算法在四组实验中均能得到可行路径,验证了方法的有效性;本文算法求解的路径质量优于另外三种算法,在四组实验中分别提高了0.52%～4.95%、4.71%～5.39%、2.26%～13.11%、3.84%～9.16%;此外,在野外三维山地环境中,定向范围视野的搜索方式缩减了搜索...     

基于神经网络的选址区位评价模型分析应用

针对设施选址区位评价问题,分析了分级评分、回归分析等传统方法的特点和不足,并由此提出基于人工神经网络的选址区位评价模型;系统地分析了利用神经网络模型进行选址区位评价的思路和特点,提出基于遗传算法的网络结构和网络学习优化算法;通过某大型银行网点的选址实例分析,验证了该评价模型的可行性和实用性,同时也总结了其在实际应用中的若干规律。     

不等式约束秩亏网平差的算法研究

提出具有不等式约束的秩亏网平差模型,并设计了一种简单易行的算法。该算法将基准条件当作虚拟观测,基于库恩塔克条件,运用迭代的高斯消去法区分有效约束和无效约束,将不等式约束转化为等式约束的秩亏网平差问题求解。并以一个水准网的实例验证了算法的可行性与正确性。     

中国太阳能热发电站选址模型研究

太阳能热发电技术在我国新世纪能源战略中具有重要地位,太阳能热发电电站位置的合理选择对发电成本有直接影响,涉及到太阳能热发电技术本身、高时空分辨率的太阳能法直辐射分布、土地利用分布、水资源分布、社会经济分布,以及政策税收等众多因素。本文提出了一个太阳能热发电站选址的决策支持系统框架,就其中的太阳能直法辐射调查进行了初步试验。本文依据供需时空平衡原则进一步讨论了多种绿色能源互补的大能源系统运筹问题。     

Underwater Target Detection Based on Reinforcement Learning and Ant Colony Optimization

Underwater optical imaging produces images with high resolution and abundant information and hence has outstanding advantages in short-distance underwater target detection.However,low-light and high-noise scenarios pose great challenges in un-derwater image and video analyses.To improve the accuracy and anti-noise performance of underwater target image edge detection,an underwater target edge detection method based on ant colony optimization and reinforcement learning is proposed in this paper.First,the reinforcement learning concept is integrated into artificial ants’movements,and a variable radius sensing strategy is pro-posed to calculate the transition probability of each pixel.These methods aim to avoid undetection and misdetection of some pixels in image edges.Second,a double-population ant colony strategy is proposed,where the search process takes into account global search and local search abilities.Experimental results show that the algorithm can effectively extract the contour information of underwater targets and keep the image texture well and also has ideal anti-interference performance.     

基于LDA和优化蚁群的OD流向时空语义聚类算法

针对OD流向聚类中语义信息考虑不足和流向语义提取困难的问题,本文提出了一种基于隐含狄利克雷分布模型（Latent Dirichlet Allocation,LDA）和优化蚁群的OD流向语义聚类算法。算法首先以流向终点的POI类别为词汇构建流向文档,采用LDA主题模型提取流向语义,量化OD流向间的语义相似度,融合时间、空间和语义相似度构建流向时空语义相似度;接着以流向为节点,以流向时空语义相似度为边构建流向图,利用高斯函数映射以及图连通分量,剔除不相似的流向,实现数据精简;之后借鉴了密度峰值聚类算法思想,利用节点的介数中心性优化蚁群初始位置选取;最后基于多路切图准则（Multiway Normalized Cut, MNCUT）强化蚁群搜索的目的性,优化蚁群搜索的聚类效果,实现OD流向的时空语义聚类。以厦门市出租车公开数据集与厦门市高德地图POI数据为例进行分析与验证,结果表明本文基于LDA模型的语义提取方法可以有效提取流向的语义信息,构建有效的流向相似度度量;基于高斯函数和图连通分量特性的映射策略可以有效剔除了流向数据中的噪音,有效节省无向图构建的计算开支,大约节省了88.5%~88.8%的运行时间;基于介数中心性和多路切图准则优化的蚁群搜索聚类算法,可以有效进行流向语义聚类。相比已有方法本文方法能够更好地衡量流向间的语义相似程度,可实现按主题进行聚类划分,划分更加精细,更方便有效地进行流向语义的相关分析。     

基于时空棱柱的人员搜寻范围优化

在人员搜寻过程中,地理信息技术的应用能帮助缩小搜寻的空间范围、合理分配搜救资源,从而提高搜救效率、节约时间和资金投入。本文首先探讨了户外搜救过程中,地理信息技术在协助划定搜寻的空间范围和分配应急资源方面的应用;在此基础上,将时间作为连续变化的因素进行分析,以时间地理学对人员搜寻的时空范围进行优化;利用时空棱柱工具表达失踪对象和搜救资源各自的时空约束,继而确定他们各自随着时间变化的潜在活动范围;通过求解搜救资源和失踪对象的时空交集,来确定每个搜救资源最优的搜寻范围的外边界;通过将各资源的最优搜索范围的外边界进行综合分析,来求解在多个资源协作情况下的最小搜寻范围和各资源对应的搜索起点,实现对搜救资源的合理分配;最后,在ArcGIS平台上对该方法进行了实现和模拟。搜救案例展示该方法划定的人员搜寻范围在空间上更小,时间上更为精确,有助于分配救援资源和提高搜救效率。     

SuperMap GIS在日本的应用与发展

简述了SuperMapGIS5年来在日本的发展历史及现状，并展望了未来SuperMap GIS在日本的发展状况。日文版的SuperMap GIS应日本政府、企业和公众需求而产生，在铁路、医疗、教育、设施管理、城市建设等方面发挥越来越重要的作用。在日本地理信息系统领域内，SuperMap经过了多年的探索后正稳步前进。     

基于XML的无线位置服务地理信息服务器的实现

无线位置服务WLS(Wireless Location Services)将深刻地影响空间信息技术市场,它是移动互联网下一代最主要的增值服务业务之一,而地理信息服务器(GIS)和空间数据库在其中扮演了重要的角色。本文介绍了一种基于XML技术的无线位置地理信息服务的应用模式和结构设计,以及其空间数据库的组织方式,最后介绍了Unix平台下,这一无线位置服务地理信息服务器的实现方式。     

局部点、线仿射不变性约束的近景影像直线段匹配

针对直线匹配过程中存在直线提取断裂、影像尺度不一、纹理断裂处灰度相似性约束可靠性弱的问题,本文提出了一种基于局部点、线仿射不变性约束的直线段匹配算法。该算法首先利用SIFT匹配得到的同名点构建参考影像、搜索影像同名三角网,并采用三角网约束直线匹配的搜索范围获得初始候选直线;然后利用方向约束对候选直线进行二次筛选,滤掉明显的错误候选直线;最后分别建立参考直线与候选直线的支持区域,搜索并确定位于直线支持区域内的匹配点并以直线为基准对其进行区域划分,并根据点、线仿射不变性原理分区域约束确定同名直线。通过选取网上公开影像数据库中典型影像对进行直线匹配实验,结果表明本文算法具有较好的鲁棒性,并能获取可靠的直线匹配结果。     

物流企业管理信息系统的设计与实现——以南京某快运公司物流企业为例

本文分析了我国中小型物流企业存在的问题和信息化建设的特点,重点论述了GIS体系架构的物流信息管理系统的总体框架(包括物流管理信息子系统、物流监控子系统、物流网站、数据交换平台等4个部分)和总体功能,特别是对大数据量访问的瓶颈问题进行了探讨。对系统实现过程中的实时车辆调度和物流配送中心选址等关键技术和算法,以及基于UML建模语言的系统可视化业务进行了分析和设计。通过南京某中型物流企业管理信息系统的研发,辅助物流企业业务流程的改造,优化物流链,实现了中小型物流企业的信息化成本最低,提高企业工作效率和管理水平。