基于AIS数据的船舶行为特征挖掘与预测:研究进展与展望

船舶行为特征挖掘与预测是水上智能交通系统的重要研究内容,也是交通运输工程领域的关键科学问题。为系统研究基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）数据的船舶行为特征挖掘与预测的研究现状与发展趋势,本文首先针对Web of Science(WOS)和中国知网（China National Knowledge Infrastructure, CNKI）收录的文献,用知识图谱分析软件VOSviewer对文献关键词进行处理,从文献计量学的角度生成高频关键词的聚类图谱和趋势演化。然后对基于AIS数据的水上交通要素挖掘、船舶行为聚类和船舶行为预测3个主题的研究内容、方法、存在问题进行了系统分析和展望,研究结果表明：① 在基于AIS的水上交通要素挖掘方面,主要集中在对AIS数据中表征船舶行为空间特征和交通流的时间特征单独挖掘分析,缺乏对AIS数据的时间、空间以及环境因素特征的关联挖掘,对于如何进行交通要素的关联融合挖掘研究还有待深入探索;② 在船舶行为聚类方面,研究主要是运用无监督聚类方法研究船舶航迹点和航迹段聚类,得到船舶航行行为模式的时空分布和船舶操纵意图辨识模型,然而融合多维特征的船舶轨迹的相似性计算方法、聚类参数的自适应选取以及船舶行为的语义特征建模有待进一步研究;③ 在船舶行为预测方面,主要集中在基于动力学方程、传统智能算法和深度循环神经网络的船舶行为预测研究,考虑船舶行为的随机性、多样性和耦合性的特点,运用混合神经网络模型以及神经网络与向量机、注意力机制相结合的模型实现多维的船舶航行行为特征的实时预测将是新的研究方向。最后提出了基于语义模型的船舶行为特征挖掘、基于深度卷积神经网络的船舶行为的预测和基于知识图谱的船舶行为特征挖掘和预测结果可视化等有待进一步研究的方向。     

基于ARMA模型的地磁偏角缺数处理方法

针对地震仪器记录的地磁数据存在单点缺失和连续多点缺失而不利于地震数据处理和地震预报的问题,同时为了快速处理非震异常值,本文提出将时间序列自回归移动平均（ARMA）预测模型用于地磁数据插值处理,并与均值插值、线性插值进行对比分析。结果表明,均值插值、线性插值和 ARMA 模型单点缺失的平均标准误差分别为 0.110 2、0.006 9 和 0.000 1,连续多点缺失的平均标准误差分别为 0.258 23、0.194 2 和 0.004 86,说明 ARMA 模型在单点缺失和连续多点缺失时均具有较低标准误差,且能很好地保持实际观测序列的曲线形态,插值效果较好,有望成为地磁数据序列处理的一种新方法。     

392BC—2017AD柴达木盆地东北部降水变化及其与太阳活动和强火山喷发的联系

基于采自柴达木盆地内部牦牛山的祁连圆柏树木样芯,新建采样区域过去2710 a的树轮宽度年表,并计算了器测时期（1957—2017 AD）气象数据与树轮宽度年表的相关系数。结果表明：树轮宽度年表与上一年7月至当年6月降水量变化的相关性最高（r=0.753,n=60,p <0.01）,基于此重建了该区392 BC—2017 AD上一年7月至当年6月的降水量变化。器测时期方差解释量高达64%。重建结果显示,在年代际尺度上存在9个湿润期（106—75 BC、6—39 AD、179—229 AD、581—646 AD、823—914 AD、1026—1095 AD、1378—1414 AD、1567—1609 AD和1985—2017 AD）和7个干旱期（328 BC—297 BC、86—151 AD、694—747 AD、1168—1199AD、1444—1525 AD、1680—1725 AD和1792—1860 AD）,1792—1860 AD是过去2400 a最干旱时期。功率谱分析结果表明,过去2400 a柴达木盆地东北部地区降水量存在2～8 a、40 a、80 a和225 a准周...     

基于EFDC模型研究文昌清澜潮汐汊道人类活动对水交换速率的影响

文中利用水龄浓度概念,结合计算水交换时间的水质模型公式,在EFDC(环境流体动力学模型)水动力基础上,分别计算了1965年和2006年清澜潮汐汊道的海湾水交换时间。研究结果表明,2006年的平均水交换时间为107d,1965年的平均水交换时间为114d,发生变化的主要原因是清澜港航道被浚深至7~8m,潮汐动力显著增强,纳潮量增加了4.3%所致。     

面向复杂城市场景的Sort-First并行绘制系统中负载平衡与性能分析

在高精度建模方法越来越丰富的背景下,三维城市场景往往具有较大的场景规模和较高的复杂性,因此,当单台计算机难以满足实时绘制的需求时,多采用更加适合超高分辨率大屏幕显示的Sort-First方式进行并行绘制。针对现有研究性能量化分析的缺乏,及自适应负载平衡方法的缺陷,本文通过Sort-First并行绘制系统的加速比模型,分析绘制节点数、显示分辨率、网络传输速度、任务划分等因素对系统性能的影响,以及将绘制时间和传输时间的和作为反馈,对现有负载平衡策略进行了改进。本文给出了系统达到最高加速比,即负载完全均衡理想情况下的一个量化的必要条件。最后,基于Sort-First的并行绘制实验验证上述分析。实验结果表明:本文的改进加强了各节点的负载平衡性,在一定程度上提高了性能。     

雨量计与星载测雨雷达资料结合的降水估算方法

利用华东地区97个气象站点,1998—2012年逐月降水资料和TRMM卫星降水产品,基于卫星结合雨量计降水估算方法,并考虑海拔高度对降水的影响,对华东地区的降水进行估算,得到研究区域降水的时空分布情况。通过误差验证,发现估算值与站点实测值之间具有较好的一致性,并且1、4、10月的估算值要好于7月的估算值。总体而言,该方法能够对华东地区进行较好的降水估算,并且能够反映研究区域的降水空间分布情况。     

中华鳖(Pelodiscus sinensis)不同品系线粒体SNP的分型与鉴定

通过对四个中华鳖(Pelodiscus sinensis)养殖品系(太湖品系、台湾品系、日本品系、黄河品系)的线粒体部分序列进行测序对比,筛选出不同品系中华鳖的品系特异性SNP位点,并设计特异性引物,利用高分辨率熔解曲线法进行SNP分型与鉴定。结果表明,所设计的7对引物组均可扩增出80—150bp大小不等的中华鳖线粒体序列,并成功用于中华鳖的SNP分型。在这7个位点中,其中可鉴定中华鳖日本品系和太湖品系的各1个,可鉴定台湾品系的有2个,可鉴定黄河品系的有3个。此方法能够快速、简便地鉴别以上四个中华鳖品系,为鉴别市场中出现的假冒鳖,并指导品种选育工作提供技术支持。     

纹理特征与视觉注意相结合的建筑区提取

提出一种有效提取高分辨率遥感影像建筑区的算法。通过模拟人类视觉系统感知环境的过程,引入视觉注意机制,提出基于自信息最大化视觉注意机制的建筑区显著指数。根据建筑区在高分辨率遥感影像中的特点,基于时/频域的纹理分析,提出一种针对建筑区的纹理特征描述方法,实现了建筑区的高效提取。通过对8组高分辨率遥感影像进行试验,验证了本文算法的有效性。     

基于AHP和GIS的扬泰地区浅层地下水脆弱性评价

地下水脆弱性评价是保护地下水资源的重要手段,本文根据扬泰地区浅层地下水的水文地质条件,对DRASTIC模型进行了修改。选取地下水位埋深、大气降水入渗净补给量、含水层介质、含水层厚度、地形坡度、包气带介质影响、含水层富水性7个因子作为评价因子,利用层次分析法确定各因子的权重值,建立了符合扬泰地区浅层地下水脆弱性评价模型;利用ArcGIS10．0软件的空间叠加分析功能,编制了扬泰地区浅层地下水脆弱性评价等级图,评价结果与该地区实际水文地质条件基本吻合,对扬泰地区的地下水资源保护和区域规划具有一定的参考价值。