基于改进蚁群算法的无人机低空公共航路构建方法

日益增加的无人机数量和飞手自由规划航线给航空安全带来极大隐患。构建一个安全、高效的航空飞行环境,可以为无人机活动设立隔离空域,并在隔离空域内规划无人机低空公共航路,以提高低空空域利用率,为无人机交通管理提供决策依据。本研究充分考虑无人机近地表飞行及其即时通讯等特点,以天津市为例,基于地理信息技术构建以多源地理空间数据为基础的无人机低空飞行环境,包括低空蜂窝网络环境、大气环境和政策空域环境等,并改进传统蚁群算法以搜索无人机最优路径,得到该区无人机低空公共航路网。研究结果表明,改进的蚁群算法大大提高了路径搜索效率,满足无人机航路规划的高时效性、动态更新等要求;并且天津市航路长度符合市场上现有的无人机最远航程要求,基本满足现有的无人机运输要求。本研究描述的无人机低空公共航路研究的核心算法和关键技术,可以为无人机管控系统提供核心技术支撑。     

流域多尺度土壤水分监测与模拟研究进展

土壤水分调控着陆地表层系统空间格局和过程,作为地表不同圈层中物质和能量输移转化的关键纽带和驱动力,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程。论文首先介绍了流土壤水分静态特征(土壤含水量和基质势时空变化)在流域范围内不同空间尺度上监测方法的优缺点,包括直接手动监测、直接自动监测、地球物理探测和遥感监测等;同时介绍了其动态特征(土壤水分运动)监测方法(径流小区法、示踪剂法和地球物理探测)的局限性和模拟模型(动力波模型、水量平衡模型和水动力模型等)的关键参数和过程。在此基础上提出了：① 加强土壤水分监测尺度与方法的集成;② 消除土壤水分运动模型不确定性;③ 耦合土壤水分与碳氮输移循环过程等3个方面的研究展望和建议,从而为高时空分辨率和高精度的土壤水分数据获取,以及土壤水分运动与分布及其驱动下的碳氮排放过程、机理的揭示和模拟提供新的研究视角与思路。     

海水养殖污染与生态修复对策

随着我国海水养殖规模的不断扩大,海水养殖污染已成为不可忽视的环境问题。文章综述了海水养殖过程中产生的营养盐污染、有机质污染、重金属污染、抗生素污染问题及其生态影响和生态修复对策措施。对于海水养殖污染,单纯的物理化学修复方法制约较大,以生物修复为基础的生态浮床修复技术、大型藻类修复技术及人工湿地修复技术,是较为有效的海水养殖污染防治措施。在未来研究中,还应加强养殖污染源头的治理,加强海水综合养殖理论方法研究,以实现海水养殖经济效益和环境效益双赢。     

海口湾海域波浪特征分析

通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风"莎莉嘉"经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2～7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪; 2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪; 3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响; 4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。     

参量阵浅剖探测技术在海底管线探测中的应用

以航道、港口海底管线为探测目标,以浅地层剖面(sub-bottom profile)探测技术为主要技术手段,结合SES2000系列浅地层剖面探测系统在近海航道、港口海底管线探测中的应用案例,探讨SBP探测技术在管线探测中的应用。就浅剖图像中的航道、港口海底埋深管线识别定位中存在的技术难题,提出了基于波路径的偏移处理定性分析法和基于信号分析的管道反射弧识别定量计算法进行管道埋深的分析与计算,结合DGPS导航系统可准确获取管线所在平面位置与埋深深度。对于航道适航安全、港口安全建设具有积极意义。     

手持式三维激光扫描仪在工业构件质量检测中的应用

手持式三维激光扫描仪以其便携易用性在工业构件质量检测中具有广阔的应用前景。本文从前期准备、数据采集、数据处理等主要步骤出发,提出了基于手持式三维激光扫描仪的工业构件质量检测方法;并利用实际案例验证了该方法在工业构件质量检测中的精度和效率,为快速低成本的工业构件质量检测提供了思路。     

一种改进均值的自适应中值滤波算法

针对自适应中值滤波算法在滤除高浓度椒盐噪声和保留图像边缘细节中的不足,提出了一种改进均值的自适应中值滤波(IMAMF)算法。该算法采用扩充图像边界的方式,使得原图像的边界点能在自适应的滤波窗口下参与噪声检测和滤波处理,并在检测噪声和信号时,增加了噪声阈值判定,将存在噪声的像素点用修正后的均值滤波器值输出,信号点则用原始灰度值输出。为了验证算法的可行性,采用了5种不同的算法进行仿真对比分析,并从主观角度和客观指标上进行效果评价。试验结果表明:该算法能有效滤除浓度为10%～90%范围内的椒盐噪声,且图像细节和边缘信息得到了更好的保留,滤波性能明显优于其他算法。     

基于广西BDS观测数据的PPP算法研究与精度分析

当前我国北斗卫星导航系统(BDS)已正式运行,带动了BDS在其他产业上的广泛应用。研究了基于无电离层组合的BDS PPP算法,以广西BDS观测数据为例,利用我国iGMAS的北斗轨道和钟差产品,分三个不同时段长(0.5h、2h和24h)进行PPP数据处理和定位精度分析。结果表明,采用2h的BDS观测数据进行PPP解算,完全能够满足我国1∶2 000比例尺航摄像控点的测量精度要求。研究成果能够为北斗卫星导航系统在我国低纬地区、以及面向东盟各国推广应用提供技术支持。     

中国城市群臭氧污染时空分布研究

随着中国城市建设进程的加快,中国的臭氧（O₃）污染逐渐受到重视。城市群是人口大国城镇化的主要空间载体,是城镇化的主体形态。截至2017年3月底,国务院共先后批复了6个国家级城市群,并提出要优化提升东部地区城市群,培育发展中西部地区城市群。另外,新的城市规模划分标准以城区常住人口为统计口径,将城市划分为5类7档。为了研究中国O₃污染的时空分布特征以及O₃污染与城市群之间的关系,利用地理探测器（Geographical detector）和演化树模型对2014年6月到2017年5月共36个月的O₃监测数据进行时空分析。结果表明：中国O₃污染水平呈现上升趋势,并在2017年迅速增长,O₃已成为仅次于PM_2.5的第二大污染因子,且与PM_2.5在时间上呈“交错污染”的态势;O₃污染超标城市绝大多数集中在城市群区域,其中长江三角洲城市群、京津冀城市群、山东半岛城市群和中原城市群相对突出;O₃和PM_2.5均不超标的城市主要集中在北部湾城市群和海峡西岸城市群;城市群中人口规模大的城市O₃污染较为严重。     

用时钟方波测试地震数采时间精度及系统特性

用采集时钟方波信号加以分析的方法评估地震数据采集器的授时、守时服务精度、稳定性及系统特性。将具有时钟误差日志记录的数采的时间精度测试结果与日志记录相比较,二者完全一致;用时钟方波信号实测的数采经验传递函数与用厂家提供的滤波器系数并校正滤波器时间延迟计算的理论频率特性相符。实测结果显示,由于数采守时误差变化呈非线性,即使同一型号的不同数采间,其守时能力也可以差别很大;对于不同的数采及抽取滤波器,由于滤波延迟时间校正的参考点不一致,可导致数采记录数据的时间服务存在1个采样点左右的时间差,这对时间精度要求高的研究工作是不能接受的。