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。     

基于云模型的白马雪山和博格达山林线与树线分布高度及影响因素的比较分析北大核心CSCD

林线作为重要的地理和生态界线,备受国内外学者的关注。然而林线和树线之间的过渡区内不同类型的植被斑块交错分布,呈现一定的随机性,导致林线和树线的分布界线也具有一定的模糊性。目前大多数研究将林线/树线简化为连续变化的曲线,难以表达和分析林线与树线的模糊性和过渡区内不同类型植被斑块分布的随机性。本研究采用复合高程信息的NDVI数据提取白马雪山和博格达山林线与树线数据点,构建林线与树线分布高度云模型,定量分析林线和树线分布的不确定性,在此基础上比较白马雪山与博格达山林线与树线影响因素的差异。主要结论:①构建了白马雪山和博格达山林线/树线分布高度云模型,以林线、树线分布高度云模型用期望(Ex)、熵(En)、超熵(He)3个数字特征来表达林线、树线分布的整体特性。②博格达山林线与树线分布高度云模型的熵(林线410.71 m、树线597.32 m)和超熵(林线66.22 m、树线280.86 m)大于白马雪山(熵:林线182.33 m、树线193.96 m;超熵:林线56.26 m、树线65.86 m),即博格达山林线与树线分布的不确定性高于白马雪山。③干燥度是白马雪山林线与树线分布高度贡献率最高的影响因素(50.26%、44.11%),其次是7月均温(12.76%、17.93%)和积雪效应(23.97%、11.48%),而博格达山林线与树线分布高度贡献率最高的影响因素是7月均温(48.15%、60.59%),其次是干燥度(28.57%、17.67%)。两地林线和树线分布的主导因素明显差异。本研究以白马雪山和博格达山林线与树线分布高度云模型的数字特征,表达林线和树线分布的模糊性和随机性,并比较分析两地林线与树线影响因素的差异,为精细分析垂直带分布的复杂性、定量分析垂直带影响因子的尺度变化和空间分异,提供了新的角度和方法。     

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。     

基于SOA云服务的济宁市电子政务服务平台研究

基于政务网的政府各部门横向与纵向信息共享及业务协同的需求十分迫切,传统的单向共享模式的应用瓶颈日益突出,结合济宁市政务信息平台建设的实际环境及需求,设计了基于SOA云服务的政府部门间信息资源共享及在线业务协同平台的框架,实现了政府各部门之间数据有序交换和资源共享,建立了数据建设规范和业务协同机制,极大地提升了政务办公自动化水平。     

车载激光扫描数据控制点布设方案研究

该文以提高车载激光扫描数据高程精度为出发点,分析了扫描数据的误差来源。该文提出多种控制点布设方案,以京沪高速部分路段激光扫描数据为例,统计并分析各个控制点布设方案改正结果,为以后车载激光数据外业控制点布设提供参考。     

毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和 在弱降水滴谱反演中的应用研究

本文首先利用数值模拟的方法,分析了利用毫米波云雷达功率谱密度反演雨滴谱时,降水粒子米散射效应、空气湍流、空气上升速度等对雨滴谱和液态水含量等参数反演的影响;建立了功率谱密度处理及其直接反演雨滴谱、液态水含量、降水强度和空气上升速度的方法;并利用2012年7月在云南腾冲观测的二次弱降水数据,采用毫米波雷达和Ku波段微降水雷达观测的回波强度、径向速度垂直廓线以及780 m高度上的功率谱密度对比的方法,以及毫米波云雷达观测的780 m高度上功率谱密度、回波强度与地面雨滴谱计算得到的这些量的对比方法,分析了毫米波雷达数据的可靠性;并将780 m高度上毫米波雷达反演的雨滴谱与地面雨滴谱数据进行了对比,分析了毫米波雷达反演的雨滴谱的准确性;分析了毫米波雷达回波强度偏弱的原因,讨论了该高度以下降水对毫米波雷达衰减的影响。结果表明:空气湍流对弱降水微物理参数反演影响不大,而空气上升速度和米散射效应均对反演结果有一定影响;毫米波雷达观测到的径向速度和功率谱密度与微降水雷达比较一致,回波强度的垂直廓线的形状与微降水雷达也比较一致,但毫米波雷达观测的回波强度偏弱;与雨滴谱计算值相比,毫米波雷达观测的低层的回波强度也偏弱,天线上的积水是造成毫米波雷达回波强度变弱的主要原因。毫米波雷达观测的低层的功率谱密度与地面雨滴谱观测的数据形状比较一致,但有一定的位移。毫米波雷达反演的雨滴谱与地面观测的谱型和粒子大小也比较一致。这些结果初步验证了毫米波雷达观测的功率谱密度及其反演方法的可靠性。     

河北春季一次飞机人工增雪的综合分析

2013年4月19日,河北省人工影响天气办公室在河北中南部地区根据云系特点首次采用多层次水平催化和垂直验证的方式对层状云进行人工催化和探测。本文利用机载仪器所取得的飞机探测资料,结合实时天气、卫星、雷达、探空和雨量观测资料,分析了河北春季层状云增雪作业的技术指标,探讨了航测微物理参量和卫星、雷达、探空等资料在作业中的应用。结果表明：云在发展期雷达回波由15 dBZ逐步上升到25-35 dBZ,卫星反演的云顶高度、云顶温度、有效粒子半径、光学厚度等都有增加;云在中后期有效粒子半径、光学厚度、液水路径迅速下降,雷达回波同时减弱。在高度3 177-5 723 m之间过冷云滴达100-700个/cm^3,含水量在0.01 g·m^-3左右,最大0.081 g·m^-3,云粒子主要在此增长,形成降水粒子,该区间适宜催化。作业后,影响区内云体发展,雷达回波增强,出现35 dBZ强回波,且强回波中心扩大;卫星反演的云顶高度、光学厚度等比对比区有明显增加。     

基于SaaS的区域非职业体育赛事云服务平台的设计与实现

与传统软件架构模式相比,云计算具有综合成本较低、部署快速、规模调整灵活等优势,针对区域非职业体育赛事在信息采集、组织管理、赛果处理与发布等赛事运营、组织、管理等方面存在的不足,从平台构建的可行性、架构与功能等方面,讨论并实现了一种基于SaaS模式的非职业体育赛事云服务平台,最后从使用效益等方面总结该平台对于提升区域非职业体育赛事组织与管理所取得的促进作用。     

面向国土资源的GIS统一服务平台设计与实现

为满足国土资源门户网站地理信息的展示与发布需求,提出并设计了国土资源统一GIS服务平台。平台基于MapGIS IGSS构建,集空间数据管理、信息服务发布、服务监控运维于一体,基于面向服务的设计理念,以先进的计算机、网络、数据库和GIS技术为基础,形成集中、统一的GIS服务应用支撑平台,支持相关GIS应用系统的快速搭建式开发,为国土资源信息化建设提供基础技术支撑服务。     

一种基于DCT变换的数字水印算法在“天地图·广东”中的应用

地理信息公共服务通过云平台进行部署和发布,可以使得其应用于政府部门和社会的空间数据服务更加高效和稳定。然而,把对应的地图信息挂载在云平台供应商处同时也加大了防止电子地图被盗用的难度。本文针对"天地图?广东"的电子地图瓦片,提出了一种具有高鲁棒性、基于离散余弦变换(DCT)的数字水印算法,在寄存云端和公开发布的电子地图中隐藏生产单位版权的数字水印图片,藉此来跟踪、抵制"天地图"图片数据的非法流通,非法复制,有效地保护数据生产单位的合法权益。