多视密集匹配并行传播GPU-PatchMatch算法

针对多视密集匹配的效率较低的问题,提出了GPU-PatchMatch多视密集匹配算法。该算法使用GPU提高PatchMatch的计算效率;同时充分利用稀疏场景信息,对深度信息进行规则初始化;为提高传播效率,使用了金字塔红黑板并行传播深度信息。最后在DTU、Strecha和Vaihigen数据集上进行了试验,并与常用的多视密集匹配算法进行对比。试验结果表明,本文算法在重建效率上有较大提高,与CPU算法(PMVS、MVE、OpenMVS)相比有7倍以上提升,与GPU算法相比也有2.5倍以上提升,表明本文算法的有效性。     

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。     

使用水块混合层模式研究浮游生物循环

使用一个十分简单而相对完整，包括浮游生物和无生命氮的食物网以描述发生在海洋上层的生物过程。将该生物模式用在一个从佛罗里达海峡流至挪威海的水块中，模拟浮游生物和营养盐随时间的演化。模拟结果给出了浮游生物在营养盐驱动下的生命循环，并得到水华季，比用最简单的浮游植物浮游动物－营养盐得到的结果更合理。     

台湾东北海域冷水块的特征

根据海洋调查历史资料，对台湾东北海域冷水块的时空分布、结构、特点进行分析，主要结果如下：（1）首次利用卫星跟踪漂流浮标的轨迹，佐证冬季该冷水块的存在。（2）鉴于该冷水的重要性，建议对它给予称谓，暂定名为“彭花棉”冷水块。（3）该冷水块是黑潮次表层水涌升的结果，是黑潮对我国近海海洋环境影响的典型实例之一。（4）该冷水块具有低温、高盐、高密、低氧、高磷、高硅和高氮等特性。     

STPIR和MW组合的北斗三频周跳探测与修复

针对载波相位观测值中出现周跳的问题及北斗卫星导航系统全星座播发三频信号的现状,提出一种三频相位电离层残差二阶历元差分(STPIR)的算法,克服了传统电离层残差法受观测数据采样间隔影响较大的问题,联合MW组合观测量进行周跳探测又可避免各自的探测盲区。两种组合观测量均很好地削弱了电离层延迟项的影响,联立方程组进行周跳求解时,直接取整即可得到周跳值。通过北斗三频实测数据验证,提出的组合方法在观测数据采样间隔较大时,可以准确探测出所有周跳,并有效修复。     

塔里木盆地北部古生界密集段分布型式与海平面变化的关系

塔里木盆地北部震旦纪－古生代层序地层格架中,发育着６个可作为生油层的大型密集段或复合密集段。密集段在层序格架中有４种叠置型式,即进积组合,退积组合,加积组合和上超组合。不同的叠置型对应于不同的海平面变化过程。相应地,密集段的发育规模及时空展布有着明显的差别,其中,在退积层序组合和进积层序组合中,密集段垂向上相互叠置,侧向上彼此邻接,构成层数与厚度复杂多变的复合密集段,是盆地中的主力生油层。     

基于时间序列遥感数据的嵯岗国家沙化土地封禁保护成效评估

2013年中国启动实施了内蒙古自治区新巴尔虎左旗嵯岗国家沙化土地封禁保护区试点。本研究利用2001-2017年生长季NDVI数据分析了嵯岗封禁保护区及周边区域植被长势时空演变特征,分析了多年的生长季降水量和历年旱情,之后利用植被降水利用效率和NDVI残差趋势分析对保护成效进行了评估。结果表明:(1)封禁项目实施之前,封禁区内外植被长势变化趋势基本一致,而在项目实施后的2016、2017年,封禁区内NDVI距平明显高于封禁区外;(2)降水为影响该区域植被长势的主导气候因素,在封禁实施后的2015-2017年该区域连续3 a干旱,极大地限制了区域植被生长;(3)封禁区内植被降水利用效率和NDVI残差均呈现明显的增加趋势,而封禁区外变化不明显,说明封禁提升了植被的自我修复能力;(4)嵯岗封禁保护区由3个地块组成,其中嵯岗林场封禁效果比牧场八队和牧场十一队明显。国家沙化土地封禁保护措施有效促进了植被自我修复,提高了沙漠生态系统应对气候变化的能力。     

基于机器学习的高精度高分辨率气象因子时空估计

气象变量常作为重要的影响因子出现在环境污染、疾病健康和农业等领域,而高分辨率的气象资料可作为众多研究的基础数据,对推进相关研究的发展意义重大。本文以中国大陆为研究区域,利用2015年824个气象站点的气温、相对湿度和风速3套数据,结合不同的解释变量组合,分别构建了各自的GAM和残差自编码器神经网络（简称残差网络）模型,以10倍交叉验证判断模型是否过拟合。研究结果表明：① GAM和残差网络方法都不存在过拟合问题,同GAM相比,残差网络显著提高了模型预测的精度（3个气象因素的交叉验证CV R²平均提高了0.21,CV RMSE平均降低了37%）,其中相对湿度模型的提升幅度最大（CV R²:0.85 vs. 0.52,CV RMSE:7.53% vs. 13.59%）;② 残差模型的结果较普通克里格插值结果和再分析资料更接近站点观测数据,表明残差网络可作为高分辨率气象数据研制的可靠方法。此外,研究还发现在相对湿度模型中加入臭氧浓度和气温、在风速模型中加入GLDAS风速再分析资料,可提升模型的性能。     

一种新的聚焦点不同的近景影像融合方法

近景摄影测量是实现地面目标高精度三维建模的主要方法之一。实际摄影测量过程中,普通数字摄像机在拍摄与镜头距离不同的多个目标时,无法同时聚焦到所有目标而使近景影像各处都清晰。本文以不同聚焦点近景影像的融合为研究内容,以图像一层小波分解的高频系数能量为影像清晰度衡量指标。通过计算小波影像能量,将整幅影像划分为清晰区域、模糊区域及二者的交界区域。对于清晰区域和模糊区域,将清晰区域的像元值直接应用于融合影像,而对于二者的交界区域,将curvelet变换所得初始融合影像的像元值应用于对应位置处的融合影像,从而得到融合影像。最后,用两组实例数据对融合方法进行了验证,并采用信息熵、均方根误差和峰值信噪比三种客观评价准则,对所得融合影像进行定量分析。     

断裂密集带在油运聚成藏中的作用——以三肇凹陷和尚2井区块扶杨油层为例

为研究三肇凹陷和尚2井区块扶杨油层油气成藏规律,采用断裂密集带与油气分布叠合的方法,分析断裂密集带在油气成藏分布中的作用.结果表明:三肇凹陷扶杨油层发育35条断裂密集带,尚2井区块扶杨油层发育9条断裂密集带;油主要分布在断裂密集带两侧,少量分布在断裂密集带内部.断裂密集带对油运移的控制作用表现在2方面:(1)断裂密集带边界断裂为油输导断裂;(2)断裂密集带不利于油横穿其侧向运移,但可沿其侧向运移.断裂密集带对油聚集的控制作用表现在2方面:(1)断裂密集带两侧的地垒和断阶构造是油聚集的有利部位;(2)断裂密集带内部的背形构造也是油聚集的有利部位.