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基于深度学习的遥感图像融合算法研究

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作者：程月馈中国人民公安大学

学位级别：硕士

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基于联合注意力的渐进式遥感图像融合

激光与红外 2024年第5期54卷 824-834页

作者：程月馈刘晓文中国人民公安大学信息网络安全学院北京100038

为发挥遥感图像在国防军事、公共安全、环境监测等领域的重要作用,如何融合已配准的高分辨率全色图像与低分辨率多光谱图像的互补信息成为当前研究的重点。尽管近年来全色锐化方法已取得较大进步,但大多数方法仍受到以下限制:一方面,利... 详细信息

为发挥遥感图像在国防军事、公共安全、环境监测等领域的重要作用,如何融合已配准的高分辨率全色图像与低分辨率多光谱图像的互补信息成为当前研究的重点。尽管近年来全色锐化方法已取得较大进步,但大多数方法仍受到以下限制:一方面,利用Wald协议退化生成不同尺寸图像时会造成信息损失;另一方面,受到网络结构和单一注意力的限制,无法同时利用全局和局部特征。为解决以上问题,本文提出了基于联合注意力的渐进式网络(Pan-sharpening based on multi-attention progressive network),称为MAPNet。在该网络中,首先采用多阶段训练以减小尺寸变化带来的光谱和细节损失。其次设计联合注意力模块,将自注意力、空间注意力和通道注意力结合,实现对全局特征和局部特征、空间特征和通道特征的多模态分析,进一步提高MAPNet对纹理细节的保留能力。在高分二号卫星上进行大量对比实验和消融实验,定性和定量结果表明,本文方法融合效果优于其他10种方法,能够改善光谱失真和细节纹理丢失等问题。

关键词：遥感图像融合深度学习联合注意力机制多光谱图像全色图像

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泡沫流体抑制土体渗透破坏发生发展试验研究

岩土工程学报 2024年第2期46卷 366-374页

作者：王媛巩佳琨邱昊天祁天河海大学水利水电学院江苏南京210024 河海大学力学与材料学院江苏南京210024

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新... 详细信息

堤防工程是中国防洪减灾体系的重要组成部分,管涌等渗透破坏对堤防工程安全造成重大影响。目前堤防险情处置仍主要依赖传统技术和人海战术,险情控制能力亟待提升。提出一种基于孔隙增阻和抑制颗粒运移的泡沫流体抑制堤基土体渗透破坏新技术。为了研究泡沫流体抑制土体渗透破坏的可行性和相关机理,研发了泡沫流体抑制土体渗透破坏试验系统,开展了无泡沫流体试验和不同泡沫流体赋存范围条件下的泡沫流体抑制土体渗透破坏发展室内试验。结果表明,泡沫流体可有效抑制土体渗透破坏发展,其抑制效果受泡沫流体赋存区域的影响。泡沫流体可通过降低出砂口附近土层渗透性、抑制土层中的颗粒运移和增大流体流动阻力等机制抑制堤基渗透破坏发生发展。

关键词：渗透破坏泡沫流体渗透性颗粒运移赋存区域

非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1266-1274,1314页

作者：皇金锋李啸天陕西理工大学电气工程学院陕西汉中723001

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)... 详细信息

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果.

关键词：单电感双输出 Buck-Boost变换器非奇异快速终端滑模控制自抗扰控制改进滑模趋近律

基于因果正则化极限学习机的风电功率短期预测方法

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 127-136页

作者：杨茂张书天王勃现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

随着风电并网比例的逐年提高,电力系统对风电功率预测的准确性和稳定性提出了更高要求。对于同一风电场而言,为了避免不同特征选择方法所选择的风电场特征子集不同,从因果关系的角度出发,提出了一种基于因果正则化极限学习机(causal reg... 详细信息

随着风电并网比例的逐年提高,电力系统对风电功率预测的准确性和稳定性提出了更高要求。对于同一风电场而言,为了避免不同特征选择方法所选择的风电场特征子集不同,从因果关系的角度出发,提出了一种基于因果正则化极限学习机(causal regularized extreme learning machine, CRELM)的风电功率短期预测方法。首先将极限学习机(extreme learning machine, ELM)建模为结构因果模型(structural causal model, SCM),在此基础上计算隐藏层神经元与输出层神经元之间的平均因果效应向量。然后将该平均因果效应向量与输出层权重相结合构成因果正则化项,在最小化训练误差的同时最大化网络的因果关系,以进一步提升模型的预测准确性和预测稳定性。最后,以国内蒙西某风电场数据为例,与采用特征选择或不采用特征选择的预测模型相对比,验证了所提方法的有效性和适用性。

关键词：特征选择因果正则化结构因果模型平均因果效应向量极限学习机

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CFRP-PVC管内置螺旋筋混凝土柱抗震性能试验研究

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土木工程学报 2024年第1期57卷 34-44页

作者：许瑞天陈宗平广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 南宁学院广西南宁530200 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点试验室广西南宁530004

聚氯乙烯(PVC耐腐蚀)、碳纤维(CFRP轻质高强)和螺旋筋(强塑性)进行组合可以使材料特性充分互补从而为混凝土提供约束,有效改善钢筋混凝土的力学性能。为研究CFRP-PVC管内置螺旋筋混凝土柱的抗震性能,以螺旋筋直径、螺旋筋间距和剪跨比... 详细信息

聚氯乙烯(PVC耐腐蚀)、碳纤维(CFRP轻质高强)和螺旋筋(强塑性)进行组合可以使材料特性充分互补从而为混凝土提供约束,有效改善钢筋混凝土的力学性能。为研究CFRP-PVC管内置螺旋筋混凝土柱的抗震性能,以螺旋筋直径、螺旋筋间距和剪跨比为变化参数,完成9个试件的低周反复加载试验。结果表明:绝大部分试件发生了CFRP-PVC复合管断裂的压弯破坏,螺旋筋在达到极限荷载后在受压区提供明显约束作用,从而提高抗震性能;所有试件破坏延性在2.76~4.35之间,极限层间位移角均大于1/30,满足规范要求;螺旋箍筋直径的减小、螺旋筋间距的增加和剪跨比的增大均使试件的抗剪承载力和延性降低,但对刚度退化影响不大。基于ABAQUS软件建立的精细有限元模型能较准确地预测CFRP-PVC螺旋筋复合约束混凝土柱在恒定轴力和反复水平力下的承载力和内部混凝土开裂行为,参数分析表明:轴压比、混凝土强度显著影响试件的承载力和变形能力,纵筋强度和直径对试件承载力和屈服后的刚度影响较大,并提出混凝土强度与轴压比限值的匹配关系。所提出的压弯承载力计算方法在较低轴压比和使用普通强度等级混凝土时具有良好的适用性。

关键词： CFRP-PVC组合管螺旋筋抗震性能有限元分析承载力计算

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健康中国视角下的植物性营养与肥料

植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 824-834页

作者：詹行天中国人民大学公共管理学院北京100872

本文从健康中国视角下探索了植物性营养对人类健康产生的影响,以及肥料在提高植物营养功能中的作用。植物具有食用性、药用性、饲料化和生态效能多种属性,植物通过提供食物、中草药、维护自然环境等多渠道助力人类健康,施肥是保证植物... 详细信息

本文从健康中国视角下探索了植物性营养对人类健康产生的影响,以及肥料在提高植物营养功能中的作用。植物具有食用性、药用性、饲料化和生态效能多种属性,植物通过提供食物、中草药、维护自然环境等多渠道助力人类健康,施肥是保证植物健康生长、满足供给至关重要的人为措施。我国人民有悠久的植物性饮食习惯,植物性食品不仅作为营养来源,也用于预防和治疗疾病。近年来,随着工农业生产能力的增加,植物性食物的摄入量趋于减少,膳食不平衡造成营养结构不良,微量元素缺失,慢性病高发频发等问题,重新认识植物性饮食的意义,对全面提升我国人民的健康意义重大。本文进一步讨论了施用肥料提高植物包括中草药等的培育品质和营养价值,通过食物链充分满足动物和人类的营养需求,安全高效地定向补充人体所必需的一些微量元素,创造优良的自然生态环境,全方位提升人类健康水平。最后,为更好地利用植物性营养并通过科学合理施肥促进国民健康提出了一些未来的发展方向。

关键词：健康中国饮食结构植物性营养肥料施用

利用GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品提取过火区的方法

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遥感学报 2024年第2期28卷 375-384页

作者：单天婵郑伟陈洁国家卫星气象中心北京100081

利用遥感技术获取过火区信息对生态环境监测具有重要意义,其中高分辨率数据更适合提取小范围过火区。目前已有多种利用国外火点产品结合遥感影像提取过火区的研究。为了增强国产遥感数据火情监测能力,提高小范围过火区的提取效率和精度... 详细信息

利用遥感技术获取过火区信息对生态环境监测具有重要意义,其中高分辨率数据更适合提取小范围过火区。目前已有多种利用国外火点产品结合遥感影像提取过火区的研究。为了增强国产遥感数据火情监测能力,提高小范围过火区的提取效率和精度,基于过火前后2幅GF-1 WFV影像和多时相FY-3D MERSI火点产品开展过火区提取研究。2处研究区分别位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县和西昌市。首先根据火点与过火区形成的关系,结合火点的时间、空间和光谱特征,筛选并扩充火点像元,确定过火区粗略范围;然后确定每种地表类型的分割阈值,分类过火像元和非过火像元;最后剔除周边小斑块,得到过火区提取结果。以人机交互方式获得的过火区参考真值作验证,并与神经网络分类法提取过火区的结果作对比。结果表明本文方法的过火区提取结果精度要明显高于神经网络分类法,Kappa系数达到0.82。该方法可以充分结合GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品数据的优势,降低样本像元选择时间成本和不确定性,快速准确地提取小范围过火区。未来可考虑通过选择更高精度的火点产品,结合实地考察验证对该方法改进完善。

关键词：遥感过火区火点监测产品 FY-3D MERSI GF-1 WFV NDVI 阈值分割

基于Pushover方法的耗能自复位铰节点框架结构抗震性能分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 608-615页

作者：鲁亮颜浩天叶雨立同济大学土木工程学院上海200092 华东建筑设计研究院有限公司上海200002

基于Pushover分析方法研究设置耗能自复位铰节点(EDSC-HJ)的钢筋混凝土框架结构的抗震性能.首先介绍EDSC-HJ框架的结构形式,并建立了EDSC-HJ框架结构的有限元模型,通过与振动台试验结果对比验证数值模拟的正确性;其次使用Pushover方法计... 详细信息

基于Pushover分析方法研究设置耗能自复位铰节点(EDSC-HJ)的钢筋混凝土框架结构的抗震性能.首先介绍EDSC-HJ框架的结构形式,并建立了EDSC-HJ框架结构的有限元模型,通过与振动台试验结果对比验证数值模拟的正确性;其次使用Pushover方法计算EDSC-HJ框架有控结构与无控结构的抗震性能并设计节点弹性恢复装置和耗能装置的力学参数.结果表明:EDSC-HJ框架结构节点相对转动刚度比的合理取值区间为0.05~0.5;设置节点阻尼器的EDSC-HJ有控结构的层间位移响应下降了76%,且满足限值要求;由于节点阻尼器的设置提高了结构的附加抗侧刚度,有控结构的基底剪力响应提高了23%.EDSC-HJ框架结构的抗震性能明显优于钢筋混凝土框架(RCF)结构,具有良好的韧性结构特征.

关键词： Pushover分析抗震性能耗能自复位铰节点有限元模型阻尼器