基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类

机载LiDAR点云的分类是利用其进行城市场景三维重建的关键步骤之一。为充分利用现有的图像领域性能较好的深度学习网络模型,提高点云分类精度,并降低训练时间和对训练样本数量的要求,本文提出一种基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类方法。首先提取归一化高程、表面变化率、强度和归一化植被指数4种具有较高区分度的点云低层次特征;然后通过设置不同的邻域大小和视角,利用所提出的点云特征图生成策略,得到多尺度和多视角点云特征图;再将点云特征图输入到预训练的深度残差网络,提取多尺度和多视角深层次特征;最后构建并训练神经网络分类器,利用训练的模型对待分类点云进行预测,经后处理得到分类结果。利用ISPRS三维语义标记竞赛的公开标准数据集进行试验,结果表明,本文方法可有效区分建筑物、地面、车辆等8类地物,分类结果的总体精度为87.1%,可为城市场景三维重建提供可靠的信息。     

长距离GPS/BDS参考站网多频载波相位整周模糊度解算方法

长距离网络RTK是实现GPS/BDS高精度实时定位的主要手段之一,其核心是长距离参考站网GPS/BDS整周模糊度的快速准确确定。本文提出了一种长距离GPS/BDS参考站网载波相位整周模糊度解算方法,首先利用GPS双频观测数据计算和确定宽巷整周模糊度,同时利用BDS的B2、B3频率观测值确定超宽巷整周模糊度。然后建立GPS载波相位整周模糊度和大气延迟误差的参数估计模型,附加双差宽巷整周模糊度的约束,解算双差载波相位整周模糊度,并建立参考站网大气延迟误差的空间相关模型。根据B2、B3频率的超宽巷整周模糊度建立包含大气误差参数的载波相位整周模糊度解算模型,利用大气延迟误差空间相关模型约束BDS双差载波相位整周模糊度的解算。克服了传统的使用无电离层组合值解算整周模糊度的不利影响。采用实测长距离CORS网GPS、BDS多频观测数据进行算法验证,试验结果证明该方法可实现长距离参考站网GPS/BDS载波相位整周模糊度的准确固定。     

Cyclone在数字校园三维激光点云数据预处理中的应用

为了高效获取精确的数字校园地形图的测量数据,通过Leica ScanStation P40对校园进行三维激光点云数据采集,并结合Cyclone中的去噪模型对点云数据进行去噪,利用“六自由度”方法和ID号对标靶进行拟合,在一定约束条件下完成点云数据的坐标匹配、拼接以及优化,得到统一坐标系下的点云数据。结果表明:优化后的点云数据精度可达到6 mm。可见处理后的点云数据能够满足数字校园地形图的高精度要求。     

复杂卫星图像中的小目标船舶识别

船舶作为海上的重要目标,实现对船舶自动识别有重要的意义。针对卫星图像中云雾、海岸背景等复杂海情对船舶识别带来的干扰,以及小目标船舶高漏检率问题,本文提出一种多尺度深度学习模型训练策略,在此基础上构建了一种船舶识别的深度学习网络,该网络可分为多尺度训练、特征提取、生成目标建议区域、船舶分类这4个部分。首先,采用多尺度的训练策略,将多尺度的船舶样本送入网络中进行训练,这样在训练样本中加入了大量小目标船舶的样本,使网络充分提取到小目标船舶的特征;其次,通过卷积神经网络对目标船舶进行特征自适应提取;然后,目标区域建议网络可依据卷积神经网络提取到的特征,在图像中找到感兴趣目标区域,即框定船舶的位置;最后,通过多个全连接层的组合,将高维特征映射到一个4元组中,再运用分类函数输出每一类船舶的概率值,概率值最大的则为该船舶的类别。同时为解决云雾遮挡和海岸背景的干扰,采用了一种负样本增强学习的方法,在样本数据集中加入了大量只含有云雾和海岸背景的图片,进行负样本扩充,增强网络模型对云雾及海岸背景的特征学习能力,以此解决复杂海情的影响。实验结果表明,所提方法有效解决了复杂海情条件下的船舶识别难,以及小目标船舶识别难的问题,实现了复杂海情条件下的船舶识别。同时,与现有成熟的深度学习目标识别算法相比,本文算法的精确度和召回率分别提升了6.98%和18.17%,所训练的模型具有良好的泛化能力和鲁棒性。     

A-FPN算法及其在遥感图像船舶检测中的应用

光学遥感图像船舶检测主要面临两个挑战:光学遥感图像背景复杂,船舶检测易受海浪、云雾及陆地建筑等多方面干扰;遥感图像分辨率低,船舶目标小,对于其分类与定位带来很大困难;针对上述问题,在FPN的基础上,提出一种融入显著性特征的卷积神经网络模型A-FPN (Attention-Based Feature Pyramid Networks)。首先,利用卷积提取图像特征金字塔;然后,利用顶层金字塔逐级构建显著特征层,抑制背景信息,通过金字塔顶层的细粒度特征提高浅层特征的表达能力,构建自上而下的多级显著特征映射结构;最后利用Softmax分类器进行多层级船舶检测。A-FPN模型利用显著性机制引导不同感受下的特征进行融合,提高了模型的分辨能力,对遥感图像处理领域具有重要应用价值。实验阶段,利用公开的遥感目标检测数据集NWPU VHR-10中的船舶样本进行测试,准确率为92.8%,表明A-FPN模型适用于遥感图像船舶检测。     

PTP协议在广电时间同步网中的应用研究

随着广电行业的飞速发展,以串行数字接口(SDI)基带信号为基础技术架构的传统电视信号已经很难满足未来技术发展和业务扩展的需求．得益于现代通信技术的迅速发展以及即将到来的万物互联的5G时代,广电行业也将采用IP化技术来构建新的网络系统．处在向IP化发展的过渡期,广电IP化目前还存在一些亟待解决的问题．为了解决广电系统网络中需要更高精度的同步信号来完成时间同步的问题,本文利用精确时间协议（PTP）时间同步技术在专用以太网中完成时间同步组网,搭建了测试环境并对测试数据进行了分析．测试结果表明,相较于传统的网络时间协议（NTP）时间同步技术,输出PTP信号的准确度能够达到亚微秒量级,完全满足广电行业IP化数字电视系统时间同步信号的高精度需求．      

黔中乌当盆地阶地沉积特征及其对盆地演化的指示

黔中乌当盆地是贵州省山间盆地的典型代表,四级河流阶地清晰地记录了新构造运动中区域地壳抬升和盆地演化。通过阶地沉积物砾组统计、粒度分析、光释光（OSL）测年,探讨盆地的发育和演化。结果显示,阶地砾石排列指示盆地水系古流向与现代河流基本一致,砾石磨圆度变化大,分选较差,岩性继承了区域地层。砾石组合特征反映了构造抬升期盆地内强烈的冲刷剥蚀。漫滩沉积物粒度表明盆地在稳定阶段河流水动力整体呈增大趋势。T4和T3发育阶段区域以冲刷剥蚀为主并塑造了盆地雏形。T2阶地沉积特征及测年结果（177.4 ka~87.6 ka）表明中更新世末期持续数万年的沉积夷平作用使盆地基本成型。T1阶地形成时代约25ka,指示了黔中地区最近一次构造抬升和盆地的最终定型。     

基于 SRP 概念模型的祁连山地区生态脆弱性评价

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度（SRP）概念模型,从地形、气候、植被和社会经济 因子选取 8 个评价指标,利用遥感和 GIS 技术,采用主成分分析方法求取权重,对祁连山地区启动 水源涵养区生态环境保护和综合治理规划研究前后近 10 a 的生态脆弱性程度进行系统、定量地评 估,旨在揭示生态脆弱性的分布特征、时空演变及动因,为区域生态保护、资源利用和可持续发展 提供参考。结果表明：（1）从研究区生态脆弱性分布来看,祁连山地区主要以轻度和重度脆弱为 主,脆弱性程度从西北向东南地区逐渐减弱,西北地区植被覆盖度小,海拔高,生态环境较为恶劣 是导致脆弱性程度较高的原因;（2）祁连山地区 3 期生态脆弱程度呈逐渐下降趋势,综合指数分别 为 3.307、3.118 和 3.103;2005 年 生 态 脆 弱 性 较 高 ,极 度 脆 弱 面 积 为 28 610 km²,2010 年 下 降 为 11 723 km²,2015 年降低为 6 174 km²,极度脆弱面积逐渐减少;（3）从祁连山地区生态脆弱性演变动 因来看,8 个指标对生态脆弱性影响均较为显著,但在不同的时间影响程度各不相同,2005—2015 年 3 期数据中对生态脆弱性影响最大的均为植被指数,降水次之,地形因子影响最小。总体来看, 近年来祁连山地区生态脆弱性程度有所降低,但仍然需要加强保护力度,促进生态环境可持续 发展。     

面向ResearchGate的古气候文献数据采集系统的研制与应用测评

论文基于Linux平台,利用Python(V3.6)和MySQL(V5.7),开发了一套“面向ResearchGate的古气候文献数据采集系统”;并且通过人工判读从全球古气候资料共享网(https://www.ncdc.noaa.gov)数据库中遴选出1450篇古气候重建论文,对关键词进行了分类汇总,初步构建了用于古气候文献检索的关键词表。依据这一关键词表,利用古气候文献数据采集系统,从ResearchGate数据库中进行了文献检索。针对来自ResearchGate的32493篇文献和来自NCDC的1450篇文献,通过时间尺度、代用资料类型、气象要素、研究地区(国家)4个维度关键词词频的对比分析,发现2套文献数据关键词词频的相对差异基本一致。这表明依据初步构建的关键词表,自ResearchGate检索获取的古气候重建文献是有效的,能反映古气候重建研究现状。如此庞大数量的研究论文为下一步收集未被NCDC收录的古气候重建结果提供了丰富的数据源。“面向ResearchGate的古气候文献数据采集系统”达到了预期设计目标。     

论乡村聚落优化与乡村相对贫困治理

2020年后,中国反贫困将转入相对贫困治理的新阶段。乡村聚落居住、就业、教育、医疗、环卫、文化、防灾减灾等功能的发展不充分和多维剥夺,是乡村相对贫困的重要表现和重要原因,乡村相对贫困治理必须从乡村聚落的整体优化出发。论文在梳理相对贫困概念内涵的基础上,着眼于乡村聚落与相对贫困治理的内在关联,分析乡村聚落与乡村相对贫困发生、乡村聚落优化与相对贫困治理长效机制建立之间的关系,提出基于相对贫困治理的乡村聚落优化策略,以期为2020年后的乡村相对贫困治理和乡村振兴提供理论依据。研究认为：① 乡村相对贫困的形成与聚落要素、功能密切相关,并因区位、布局、规模、形态的差异而有所不同;② 乡村聚落是缓解乡村相对贫困长效机制建立的空间基础,乡村相对贫困治理长效机制的建立要充分发挥乡村聚落的要素支撑与空间载体功能;③ 基于相对贫困治理的乡村聚落优化策略包括振兴村落产业、优化村落空间组织、强化村落文化认同、建立绿色生态村落、促进村落多功能协同转型、坚持分类施策等6个方面。