检索结果-南通市图书馆

作者：代宇晨中国矿业大学

学位级别：硕士

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的电离层层析是一种常用的电离层成像技术。因地面接收机数量有限及分布不匀等原因,导致电离层层析模型欠定。尽管针对此问题的解决方法较多,但它们在约束的灵活性、背... 详细信息

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的电离层层析是一种常用的电离层成像技术。因地面接收机数量有限及分布不匀等原因,导致电离层层析模型欠定。尽管针对此问题的解决方法较多,但它们在约束的灵活性、背景值的依赖性及无观测值体素约束方面仍然存在不足。为此,本文引入垂直总电子含量(Vertical total electron,VTEC)和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)来约束函数基层析模型,从而提高电离层层析精度。主要工作及成果如下:(1)提出了一种附加VTEC和EOF主成分约束的电离层层析方法(functionbased tomographic model restrained by VTEC and principal EOF,FVPE)。首先,使用Slepian函数和EOFs描述电子密度的水平和垂直分布;然后,将VTEC和EOF主成分作为约束项添加至层析模型中,提高无观测值体素的反演精度及增强模型的约束力和稳定性;最后,以欧洲为研究区域,选择Farzaneh方法和IRI-2016模型为对比方法开展真实实验验证。结果表明:相对于其他两种方法,FVPE的电子密度剖面更加接近于真值,且在F2层峰值数据验证、STEC交叉验证和VTEC验证等方面都有着更好的表现,平均改善率分别为10.20%、22.57%和49.38%。(2)在FVPE的基础上进行改进,提出了一种多尺度EOFs约束的电离层层析方法(EOF-based multi-scale tomographic model,EMST)。该方法视每个EOF为一个尺度,构建了多个EOF尺度层析模型,将前续尺度结果作为后续尺度的约束,在确保模型具有较强约束的同时也获得更大自由度。开展真实实验对多尺度EOFs约束模型进行精度验证并与FVPE进行对比。结果表明:多尺度可小幅度提升反演精度,但过多尺度依然会引入观测噪声从而降低层析的精度。相对于FVPE,多尺度EOFs约束模型在大部分研究时段存在精度改善。此外,通过实验进一步讨论了VTEC约束对反演结果的影响。结果表明:附加VTEC约束可有效提高无射线穿过体素的电子密度反演精度。

关键词：电离层层析经验正交函数 Slepian函数多尺度 VTEC

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基于全球网格的栅格数据空间整合

基于全球网格的栅格数据空间整合

作者：储奇中国矿业大学

学位级别：硕士

随着遥感探测技术的高速发展,栅格数据量也随之爆炸增长。这些栅格数据由于应用领域,生产部门,数据获取方式的不同导致其选择不同的空间参考。如何让不同专业,不同研究领域的人从这些空间参考种类繁杂的栅格数据中方便快捷地获取所需的... 详细信息

随着遥感探测技术的高速发展,栅格数据量也随之爆炸增长。这些栅格数据由于应用领域,生产部门,数据获取方式的不同导致其选择不同的空间参考。如何让不同专业,不同研究领域的人从这些空间参考种类繁杂的栅格数据中方便快捷地获取所需的数据是当前研究的重要内容。对于栅格数据而言,不同使用目的的栅格数据采用不同的空间参考来进行数据生产。但这给用户检索数据带来一定的困难,在实际使用中,用户需要自行将检索区域转换到目标数据所在的空间参考之下,在使用同一区域不同空间参考的数据时还需要将这些栅格数据转换到同一空间参考。繁琐的空间参考变换给用户带来诸多困难与不便,也难以满足如今遥感大数据共享的需求。本文借助全球网格这一统一的空间参考框架,研究具有不同空间参考的各类栅格数据的空间整合问题及其对应的技术优化。主要内容及成果如下:1.研究了一种基于全球网格的栅格数据空间关联模型。在该模型中借助全球网格技术并引入地图投影数值变换的思想实现了网格单元与影像单元之间的相互空间关联;2.在空间关联模型的基础上,研究了基于全球网格的栅格数据剖分方法,设计存储整合信息的网格索引大表,最后实现了不同空间参考的各类栅格数据的空间整合的方法,选择数据集进行了整合的实验;3.在多级网格划分及R树索引的基础上,提出了面向栅格数据空间整合的索引方法,提高了整合后数据的检索访问性能,并设计了与单一网格索引以及与Postgre SQL的对比实验,实验结果表明多级混合空间索引在检索时具有明显的优势。该论文有图28幅,表9个,参考文献84篇。

关键词：全球网格空间参考数据整合索引

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斜垂向EOFs约束的电离层层析方法

斜垂向EOFs约束的电离层层析方法

作者：朱砚宇中国矿业大学

学位级别：硕士

电离层层析是电离层三维结构反演的重要技术,后者对高精度导航定位具有重要意义。然而,全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）观测数据有限及分布不均,使得电离层层析反演模型欠定。大多研究通过施加约束来解决... 详细信息

电离层层析是电离层三维结构反演的重要技术,后者对高精度导航定位具有重要意义。然而,全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）观测数据有限及分布不均,使得电离层层析反演模型欠定。大多研究通过施加约束来解决,但存在约束可靠性差或约束力弱等问题。对于此,本文通过引入斜向和垂向双重EOFs约束来提升约束的稳定性和约束力,进而提高电离层层析的质量。主要工作及成果如下:（1）提出了一种斜垂向EOFs约束的电离层层析方法（Ionospheric Tomography Method with Vertical and Slant EOFs Constraints,VSEC）。根据射线对体素的改正数是否超限及射线超限次数认定射线是否存在异常,剔除异常射线以避免迭代过程中的观测数据误差累积而影响反演结果精度。通过引入垂直及斜路径方向经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）约束并利用最小二乘法分别对垂直与斜路径剖面进行EOF拟合来增强模型的约束稳定性与约束力。（2）开展了真实实验与模拟,验证并比较了VSEC方法的精度。以Slepian+EOF（简称Slepian）方法为比较对象,以欧洲为区域开展了若干真实实验。实验表明:VSEC方法在电子密度剖面图像对比中有较好的结果,F2层峰值密度（Nm F2）、F2层峰值高度（hmF2）、STEC交叉验证与VTEC验证的平均改善率分别达到了12.68%、2.04%、13.54%、13.97%。（3）讨论了等离子层对层析精度的影响及垂向与斜向EOF基函数的个数选取等问题。设计了模拟实验证实等离子层对电离层层析精度的影响。无论是真实实验还是模拟实验,VSEC方法在剔除等离子层贡献后反演精度均有较大提升。此外,设计了若干组真实实验探讨了VSEC方法的垂向与斜向EOF的个数选择问题。结果表明:EOF个数过少时不足以描述电离层变化特征,个数过多将因层析模型约束力下降而导致异常结果,当垂直方向选择5个EOF,斜路径方向选择3个EOF时的结果最佳。

关键词：电离层层析经验正交函数斜路径水平光滑

多约束动态改正与均衡化代价的神经网络电离层层析模型

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多约束动态改正与均衡化代价的神经网络电离层层析模型

作者：朱昊昱中国矿业大学

学位级别：硕士

作为一种强大的非线性工具,神经网络为电离层层析成像供了新思路。附加约束及优化代价函数是神经网络层析模型研究的常用手段。然而,现有模型的代价函数存在不平衡问题及引入的参考约束存在固定不变、可能偏离实际分布的问题。针对此类... 详细信息

作为一种强大的非线性工具,神经网络为电离层层析成像供了新思路。附加约束及优化代价函数是神经网络层析模型研究的常用手段。然而,现有模型的代价函数存在不平衡问题及引入的参考约束存在固定不变、可能偏离实际分布的问题。针对此类问题,本文设计了一种全新的神经网络层析模型,主要工作及成果如下:（1）出了一种多约束动态改正及均衡代价的神经网络层析模型（NN-based tomographic model with balance cost and dynamic correction using multi-constraints,BCDC）。该模型包括水平与垂直约束施加及均衡化代价函数构建两个主要过程。前者在神经网络的迭代过程中动态施加,采用经验正交基函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）及Chapman函数来约束并动态改正垂直电子密度,采用水平光滑来约束并动态改正水平电子密度。均衡化代价函数以约束施加为基础,用约束改正后的电子密度计算斜路径电子密度总含量（Slant Total Electron Content,STEC）,并以此联合观测值STEC构建均衡化的代价函数。均衡化代价可避免输出图像因过度偏向某种代价而出现失真现象,而约束动态改正可降低因参考约束与真实情况不符而带来的模型误差。（2）以欧洲为研究区,以Slepian方法与IRI-2016模型为比较对象,以RMSE与?RMSE为模型精度的衡量,开展了若干实验验证与比对。结果表明:相较于Slepian方法与IRI-2016模型,BCDC模型在STEC交叉验证、峰值数据验证、多方向电子密度剖面验证及VTEC图像验证等方面都有一定优势,平均优化率最低为6.3%,最高达到60.6%;此外,BCDC模型表现较为稳定,平静期与磁暴期均表现较优。（3）设计了专门实验探讨了针对新模型的均衡化代价及EOF数量。结果表明:新模型中选用的均衡化代价操作可有效避免某一约束被弱化,而过多或过少的EOF个数均不利于本文出的层析模型精度的高。本文有图52张,表6个,参考文献88篇

关键词：电离层层析神经网络经验正交基函数平滑约束 Chapman函数

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异常STEC检测及其电离层层析

异常STEC检测及其电离层层析

作者：贾忱祎中国矿业大学

学位级别：硕士

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的电离层层析技术(The computerized ionospheric tomography,CIT)是电离层三维空间结构反演的主要手段。由于电离层层析反演是依据地面站-卫星信号射线获得的斜电子总量... 详细信息

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的电离层层析技术(The computerized ionospheric tomography,CIT)是电离层三维空间结构反演的主要手段。由于电离层层析反演是依据地面站-卫星信号射线获得的斜电子总量(Slant Total Electronic Content,STEC)观测值与算法模型值之间的差异情况对待反演区域内的电子密度初值进行改正的过程,所以,射线STEC观测值中误差的大小将会直接影响到电离层层析反演的结果精度。因此,本文提出了一种异常射线STEC观测值的检测方法,并进行相关电离层层析实验。本文的创新点有:(1)提出了一种基于MART算法的异常射线STEC检测方法。通过计算在MART算法的计算过程中,各条射线STEC数据对其穿过的格网产生的改正数情况进行判断,根据STEC数据产生异常改正数的频率,判断其是否为异常射线STEC,以达到异常射线STEC数据检测的目的。模拟实验结果表明该方法能够较为准确有效地检测出异常射线,当改正阈值为3、拒绝阈值为0.3时,异常射线检测的性准确率可达98%,精确率可达80%,虚警率仅1.7%左右,漏警率仅5%左右;真实实验结果表明依据该方法的检测结果,能够有效地找出STEC观测数据异常的射线及产生较多异常射线的地面观测站。(2)开展了基于异常拒绝的电离层层析实验。在MART算法迭代的过程中,采用异常检测的思想,将检测出的异常改正数及异常射线及时拒绝。实测数据实验结果表明,基于异常拒绝的电离层层析方法相较于MART算法,在电离层峰值频率fo F2、峰值高度hm F2、独立站点STEC验证、电离层顶部电子密度四种RMSE精度评定方式中,相对于MART算法的均有一定优化,能够更加准确的重建电离层电子密度的三维结构。

关键词： GNSS 电离层层析异常射线STEC观测值异常射线检测异常拒绝

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附加水平及垂直约束的电离层迭代层析方法

附加水平及垂直约束的电离层迭代层析方法

作者：王颖中国矿业大学

学位级别：硕士

随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的建立和不断完善,基于GNSS观测数据的电离层层析技术被广泛用于电离层的三维结构反演。然而,GNSS接收机数量少且分布不均匀使得电离层层析反演是一个病态问题。增加约... 详细信息

随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的建立和不断完善,基于GNSS观测数据的电离层层析技术被广泛用于电离层的三维结构反演。然而,GNSS接收机数量少且分布不均匀使得电离层层析反演是一个病态问题。增加约束条件是解决电离层层析反演病态问题的常用手段。本文为迭代层析算法设计了多种约束模型,以期提升电离层层析的质量,主要研究内容如下:(1)为避免水平约束构建过程中的过渡平滑问题,在去除电子密度趋势面的基础上,通过引入描述电子密度水平方向粗糙程度的变异系数,提出了一种面向电离层层析的基于趋势及粗糙度的平滑约束方法(Iterative Tomography with Smooth Constraint based on Tendency and Roughness,SCTR)。模拟实验表明:本方法能够有效抵抗噪声的干扰,且能够较有效地避免水平约束中的过度平滑现象;相对于均值平滑方法,本方法所重建的电子密度平均优化率为9%,所重建STEC的平均优化率达20%。(2)针对单一约束方法存在的不足,引入了Chapman函数垂直约束,提出了双重非耦合约束的迭代层析方法(Iterative Tomography Method with Two Noncoupled Constraints,ITNC)和双重耦合约束的迭代方法(Iterative tomography method with Two Coupled Constraints,ITCC)。前者利用SCTR方法对垂直约束后的电子密度进行水平光滑,后者则利用SCTR方法对垂直约束后的Chapman函数参数进行水平光滑。真实实验结果表明:两种附加双重约束的层析方法不仅能够保持电离层垂直方向上的物理分布特征,还能有效地抑制层析模型或观测误差所带来的噪声,所重建电离层的垂直剖面曲线光滑、无局部抖动现象;与MART算法相比,ITCC方法在F2层峰值密度(Nm F2)、F2层峰值高度(hm F2)、斜电子总含量、hm F2以上部分电子密度的重建精度均有较大提升,平均优化率最低为17%,最高65%;ITNC方法的最低优化率为13%,最高65%,且ITCC与ITNC在电离层扰动期的改进更为显著,能较好地反映磁暴期间电离层的异常扰动现象。

关键词：电离层迭代层析平滑约束 Chapman函数参数平滑粗糙度

基于SDOG-ESSG的大尺度空间对象三维建模

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基于SDOG-ESSG的大尺度空间对象三维建模

作者：邢松伟中国矿业大学

学位级别：硕士

随着以全球为背景的科学探索和生产活动越来越多,对于地球大尺度对象的三维建模的研究日益重要。目前对于地球对象的建模研究着重于局部区域的小尺度对象的三维建模,现有的对于大尺度对象的三维建模方法存在着多种问题。针对这些问题与... 详细信息

随着以全球为背景的科学探索和生产活动越来越多,对于地球大尺度对象的三维建模的研究日益重要。目前对于地球对象的建模研究着重于局部区域的小尺度对象的三维建模,现有的对于大尺度对象的三维建模方法存在着多种问题。针对这些问题与不足,本文基于SDOG-ESSG格网框架以及“由点到线,由线到面,由面到体”的思想利用大尺度对象的球面边界数据、地表高程数据以及深度数据提出了一种地球大尺度空间对象的三维模型构建方法:利用大尺度对象的边界数据进行边界格网化得到空间对象边界格网,进而利用边界格网进行边界多边形格网化得到空间对象边界多边形区域格网集,最后利用地表高程数据以及深度数据对空间对象的边界区域格网进行径向扩展以实现大尺度空间对象的三维建模。本文主要工作及成果:1)提出基于“以直代曲”思想的球面弧段逐段逼近的格网化方法。2)提出基于SDOG-ESSG格网的球面多边形格网化方法。3)提出利用地球大尺度空间对象的球面多边形区域格网进行径向扩展的三维建模方法。

关键词： SDOG-ESSG 大尺度空间对象三维建模

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鱼眼影像校正实践与比较

鱼眼影像校正实践与比较

作者：唐乐中国矿业大学

学位级别：硕士

与平面镜头相比,鱼眼镜头焦距短、视角大,在摄影测量、医疗应用、国防与军事、安全监视等领域具有广泛的应用。由于畸变导致的影像严重失真,需要对鱼眼相机影像校正为透视投影的影像。本文围绕鱼眼相机影像的畸变校正问题展开研究,主要... 详细信息

与平面镜头相比,鱼眼镜头焦距短、视角大,在摄影测量、医疗应用、国防与军事、安全监视等领域具有广泛的应用。由于畸变导致的影像严重失真,需要对鱼眼相机影像校正为透视投影的影像。本文围绕鱼眼相机影像的畸变校正问题展开研究,主要工作如下:（1）对鱼眼镜头的成像方式进行分析,比对了针孔成像模型与鱼眼成像模型,阐述了鱼眼影像校正涉及的坐标系、投影方式及畸变模型等。（2）选取了扫描逼近算法、改进的扫描逼近算法及面积统计法对鱼眼畸变影像有效区域提取并进行实验对比,选择一种较优的算法作为本文的鱼眼影像有效区域提取算法。在此基础上,实现了经纬度映射和等距离投影两种基于模型的传统鱼眼影像校正方法,给出了两种方法的影像校正结果并对两种传统方法进行分析对比。（3）实现了基于生成和基于回归的两种深度学习鱼眼影像校正方法,通过开源的模拟数据集对两种方法进行了训练,给出了两种方法的影像校正结果。（4）通过设置不同影像场景复杂度、不同影像有效区域形状与不同影像畸变程度三种实验环境得到实验数据,借助峰值信噪比和结构相似性两个指标进一步比较了上述四种方法,得出:1)针对不同场景复杂度的实验场景,基于深度学习的校正方法优于传统算法。当影像场景复杂度较低时,基于生成的深度学习鱼眼影像校正方法优于基于回归的方法,而当场景复杂度较高时,基于回归的方法更优;2)当影像有效区域为圆形时,传统的畸变影像校正方法优于基于深度学习的方法,且经纬度映射法最优;当影像有效区域为方形时,基于深度学习的鱼眼影像校正方法优于传统方法;3)经纬度映射法及基于回归的深度学习方法对不同的影像畸变程度均表现出很高的稳定性;4)鱼眼镜头的视场角大小不会对影像畸变算法校正精度造成影响。

关键词：鱼眼镜头校正模型有效区域提取鱼眼镜头标定影像校正

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基于混合格网层像重构的电离层层析方法

基于混合格网层像重构的电离层层析方法

作者：王文越中国矿业大学

学位级别：硕士

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)的电离层层析技术是电离层三维结构探测与反演的重要手段。受观测射线不均匀覆盖及三维层析先验信息匮乏等因素影响,电离层层析反演的精度往往不高。现有提高电离层层... 详细信息

基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)的电离层层析技术是电离层三维结构探测与反演的重要手段。受观测射线不均匀覆盖及三维层析先验信息匮乏等因素影响,电离层层析反演的精度往往不高。现有提高电离层层析精度的研究主要面向反演算法的改进,较少的关注层析格网的划分。本文认为层析格网划分的优化有助于提高层析反演的精度。为此,首先通过数值模拟实验探讨了格网分辨率对电离层层析精度的影响,得出了降低部分格网分辨率可提高另一部分区域成像精度的结论;在此基础上,设计了一种基于混合格网层像重构的电离层层析方法,并利用平静期和磁暴期的电离层探测仪数据验证了其有效性;之后,分析了不同格网的混合形式、不同分辨率设置以及不同的分割高度对本文方法精度的影响,在此基础上对基于混合格网层像重构的电离层层析方法进行了进一步优化。相对于传统采用均一格网的电离层层析方法,优化后的方法在平静期RMSE及MAE可减少23.93%和19.77%,在扰动期可减少12.47%和17.98%;最后,利用本文方法对震前电离层的三维结构进行了反演,结果表明,本文方法能较好地反映震前电离层的异常扰动这一现象。本文主要的创新点有:(1)提出了一种基于混合格网层像重构的电离层层析方法,可有效提高电离层层析反演的精度。(2)揭示了不同格网的混合形式、不同分辨率设置以及不同的分割高度对基于混合格网层像重构的电离层层析方法精度的影响,提出了该方法的进一步优化策略。

关键词：电离层层析层析精度混合格网格网分辨率像素基模型 GNSS

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基于全球网格的时空数据空间整合

基于全球网格的时空数据空间整合

作者：王泽文中国矿业大学

学位级别：硕士

随着现代科技迅速发展和地理信息技术与其他专业的高速融合,GIS时空数据在各行各业都发挥着重要的作用。然而,不同行业或部门生产数据的目的、方式及用途等不尽相同,导致不同源的时空数据在空间参考方面存在较大差异,使得行业或部门间... 详细信息

随着现代科技迅速发展和地理信息技术与其他专业的高速融合,GIS时空数据在各行各业都发挥着重要的作用。然而,不同行业或部门生产数据的目的、方式及用途等不尽相同,导致不同源的时空数据在空间参考方面存在较大差异,使得行业或部门间的数据难以共享利用。为此,如何实现该类数据的共享利用迫在眉睫。现有数据共享的研究大多集中在元数据或空间数据的统一组织管理与对外服务上,较少关注不同空间参考带来的数据共享不便问题。本文在团队前期工作基础上,针对其空间映射不准确及缺乏对时态数据与矢量数据的支持等问题,研究一种基于全球网格并面向矢栅类型数据的时空整合方法,主要内容如下:(1)针对现有空间整合研究中映射模型在投影变形较大区域映射不够精确的问题,提出了一种网格自适应的空间精确映射模型,设计了相关实验探究了映射模型的空间映射精确性及其构建代价。实验表明:与原有模型相比,该模型能够以较小代价实现变形较大区域的数据空间与网格空间之间的精确映射。(2)针对现有空间整合研究未顾及数据的时间维问题,首先引入了时间编码并结合现有空间网格设计了一种时空网格模型作为后续时空整合的统一框架。在此基础上,结合空间精确映射模型设计了索引与精确映射为一体的数据表结构及相应的检索方法,实现了多源栅格数据的时空整合并开展了相应的实验验证。(3)针对现有空间整合研究未顾及矢量数据的问题,首先,基于时空网格模型提出了一种面向矢量数据时空检索的ORB-ST索引;在此基础上,结合空间精确映射模型给出了矢量数据的时空整合方法,开发原型系统实现了多源矢量数据的时空整合。期间,实验探究了有关索引方面的最大层级网格选取、以QRB+索引为参考的索引内存消耗对比、索引检索效率等性能指标以及关于矢量数据时空整合方法的可行性验证。该论文有图54幅,表14个,参考文献87篇。

关键词：时空数据整合数据共享全球网格时空索引