基于深度学习的航空影像非正规垃圾堆放点监测技术研究与实践

城市化进程的加快导致垃圾随处堆放的问题日益突出,给城市的环境及居民的生活质量造成了严重的影响。利用遥感手段快速监测非正规垃圾堆放点具有及时性和高效性,因此具有十分重要的意义。本文结合无人机高分辨率航空影像及非正规垃圾堆分布特征,提出了按地域特征勾画样本数据集提取样本数据特征,采用U-Net和Swin Transformer融合模型,以及针对性改进训练流程开展非正规垃圾堆放点信息分类研究。试验以绍兴市越城区、柯桥区和上虞区作为研究区域,利用飞马航测无人机获取航空影像数据,对比分析了本文提出的方法和基于深度学习的典型地物要素提取方法在非正规垃圾堆放点监测上的应用,试验结果表明本文提出的方法准确率提高了1.72倍。     

基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法

针对输电线路交跨点高度量测的外业测量效率低、时间成本高,以及基于立体量测对作业人员专业素质要求高、量测精度等问题,本文提出了一种基于无人机影像的杆塔及挂线点高度空间测量方法。利用飞马F300固定翼无人机获取输电线路通道走廊的影像并进行处理,基于实时水平核线,利用计算机视觉算法计算杆塔及挂线点高度,并对最终量测的精度进行检测。试验证明,该方法可以用于新建线路工程中的初设、施工图阶段。     

几何特征与神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法

室内三维点云数据精准语义分割是实现深层次室内空间应用的基础。针对现有三维点云数据语义分割方法存在目标不完整和不一致的问题,本文提出了一种几何特征与深度神经网络联合优化的室内三维点云语义分割方法。该方法首先利用深度学习实现室内结构信息语义标签的初步提取,然后利用几何与颜色特征的点云分割方法对原始数据进行精确分割,最后利用概率模型将深度学习语义分割结果与几何分割结果进行交叉融合,实现语义分割结果的联合优化。基于开放数据集对本文提出的分割方法进行了精度和有效性验证,分别采用室内场景简单到复杂的三组室内点云数据进行了测试,试验结果表明,本文提出的方法能够有效提升室内三维点云语义分割精度。     

三维激光扫描技术应用于机翼微变形检测

飞机飞行过程中,机翼和机身通常会产生人眼无法直接识别的局部和结构性微小变形,进而损害飞机的飞行气动性能。针对这一问题,本文将能达到毫米级逆向建模的三维激光扫描技术应用于飞机机翼的微变形检测中,通过设计的方案对整个过程的点云获取、点云配准、滤波去噪、封装建模和变形指标提取等各个技术环节进行了探索,并验证了整个技术流程的可行性。同时,通过对比分析试验对三维激光扫描技术应用于机翼微变形检测的精度进行了评定,试验结果表明该技术的综合探测精度可达0.12 mm,能够达到试验扫描仪器的标称精度。     

机载激光雷达技术在高速公路横断面测量中的应用

机载激光雷达凭借独有的装备、技术、精度、数据优势,在高速公路横断面测量具有传统测绘无可比拟的优势。本文结合具体工程案例,通过对关键技术的研究和应用,实现地面点云高程中误差优于10 cm的精度要求,并能显著提升线路测量工作效率。     

机载激光点云输电线路巡检关键技术研究EI北大核心CSCD

输电线路作为电网系统的重要组成部分,承载着国民生产和生活所需电力能源的运输命脉,对其运行状态安全巡检及风险监测一直是电网运营管理部门关注的重点。机载激光雷达(light detection and ranging)能够快速获取高精度、高密度的输电线路三维空间信息——点云数据,弥补了传统人工地面巡检效率低下、精度不高的缺陷,已成为输电线路智能化巡检研究的新型技术手段。尽管国内外学者开展了大量的激光雷达电力巡检工程试验和理论研究并取得了显著的进展,但相关研究仍存在算法普适性不够高、信息挖掘和应用不够全面等问题。因此,论文聚焦激光点云输电线精细提取、激光点云输电线模型重建、输电线工况模拟和状态监测等关键技术开展研究。主要研究内容和结论如下。     

基于ED-SIFT算法的高分辨率遥感图像快速拼接

基于特征点检测的高分辨率图像拼接运算量大、速度慢,改进后可以提高效率。从减少参与SIFT计算的数据量和优化算法两方面实现图像拼接加速。建立基于ED-SIFT的图像拼接算法,图像边缘检测优选Soble算子;使用Python+OpenCV,对WorldView3切片数据进行拼接实验,平均耗时为0.96 s;与传统基于SIFT的图像拼接算法相比,在保证一定数目的特征点同时,速度加快9.47倍。使用该算法对重叠率为20%、65%、80%的切片数据拼接成功,平均耗时都在0.96～1.08 s。继续用OpenCV+Numba并行运算实现该算法,对运算提速已不明显。基于ED-SIFT的图像拼接算法对高分辨率遥感图像拼接提速明显,对不同重叠率图像拼接皆有效。     

面向产出的“高光谱遥感”线上线下混合式课程教学改革

“高光谱遥感”以其获取地物详细光谱数据的能力,为遥感信息定量应用开辟了新前景,是遥感专业高年级本科生巩固遥感原理与方法、开拓光学定量遥感应用新视野的重要课程。本文在“新工科”建设需求下,总结高光谱遥感课程教学经验,探索线上线下混合式课程改革方案,思考课程建设新举措。根据教学反馈结果,本文提出的教学改革思路不仅能激发学生的课程学习兴趣,还能提高学生的专业知识综合应用能力,为遥感科学与技术专业学生的深造学习和工程应用打下良好基础。     

中国商业健身资源集聚的格局演化及其形成机理

探索新兴资源要素在地理空间上的新表现对于制定和优化国家发展战略具有重要意义。通过构建地理本性视角下资源集聚与演化的理论基础框架,综合运用空间分析和因素探测方法,对中国商业健身资源集聚的格局演化及其形成机理开展研究。结果表明：(1)中国商业健身资源的空间集聚格局呈现出两方面的显著特征,一是以京广铁路和长江黄金水道为骨干的“十”字型廊道的空间形态与演化趋势,区域中心城市在此格局中扮演重要角色,京广沿线城市经济发展和长江经济带则发挥着重要支撑作用;二是中国城市群地区是商业健身资源空间集聚的主体区域,其中沿海地区城市群起着主导作用,尤其在山东半岛和长三角城市群表现出空间连片发展的态势。(2)中国商业健身资源冷热点格局呈显著的阶梯状分布特征,自东向西由热点区、次热点区逐步演替为次冷点区、冷点区,其中空间热点区域经历了由环渤海、长三角地区向华北、华中和华东地区扩张演化的过程,东北和西北地区的次热点区具有跨越“胡焕庸线”并向西发展的态势,次冷点和冷点区域整体变化相对稳定,局部变化主要表现为广西东部和广东西部地区由冷点区演变为次冷点区。(3)中国商业健身资源的集聚演化是三大地理本性要素交互耦合作用下的...     

以计算流体动力学模型（CFD）模拟的戈壁地表风沙两相流运动特征

尘暴过程中沙砾质戈壁地表的风沙两相流运动,一直是风沙物理学关注的问题。但由于技术限制,野外观测及风洞实验难以捕捉大规模颗粒运动。为此,本文通过构建流体-颗粒碰撞互馈模型进行三维场域数值模拟,分析了不同砾石盖度下尘暴来流中的风沙两相流运动规律。结果表明：基于三维场流体-颗粒碰撞互馈模型修正后的求解结果能够较为准确地模拟戈壁地表风沙两相流运动过程。(1)不同来流尘暴过程,风相速度均会随砾石盖度的增大而减小,并在砾石盖度大于40%的戈壁近地表形成拜格诺焦点。相较于风相,沙相降速不明显。此外,距砾石床面4 cm以上,风沙两相速度基本保持一致。(2)当尘暴速度大于10 m·s^-1时,在距地1.5～2.1 m高度形成风沙两相流速度交点,交点上下表现为“风快沙慢”及“风慢沙快”现象。(3)尘暴过程中近地表沙尘浓度沿均值线呈“脉动”规律,表现为地表粉尘沉降与再释放循环过程,同时砾石盖度大小会直接影响沙尘沉积分布,当盖度大于40%时能够有效抑制沙尘释放。