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基于对抗学习的遥感场景鲁棒分类模型研究

基于对抗学习的遥感场景鲁棒分类模型研究

作者：张兆祥太原科技大学

学位级别：硕士

随着遥感技术的不断创新和应用领域的广泛拓展,遥感场景分类作为遥感智能解译任务的一项关键技术,通过提取遥感图像关键信息,精确识别遥感场景,为国土资源管理、耕地保护、环境监测、灾害评估、城市规划等重要领域提供数据支撑和科学决... 详细信息

随着遥感技术的不断创新和应用领域的广泛拓展,遥感场景分类作为遥感智能解译任务的一项关键技术,通过提取遥感图像关键信息,精确识别遥感场景,为国土资源管理、耕地保护、环境监测、灾害评估、城市规划等重要领域提供数据支撑和科学决策。然而,在实际应用中,遥感场景分类模型面临着来自对抗样本的挑战,导致模型产生误判,带来严重的安全隐患,尤其是在军事应用和生产安全领域。因此,如何避免对抗样本对模型造成的扰动,提高遥感场景分类模型的鲁棒性,成为了当前亟待解决的重要问题之一。本文旨在研究遥感场景分类模型在面对对抗样本攻击时的表现,并探讨基于对抗学习提高模型鲁棒性的方法。主要内容如下:（1）针对对抗样本引发的模型性能退化问题,提出一种基于正则化对抗训练的遥感场景鲁棒分类模型。首先,搭建了基于Res Net-34骨干网络的遥感场景分类网络,利用残差结构来增强网络的特征提取能力;其次,构造了正则化损失函数,通过对交叉熵损失函数进行泰勒展开,调整多项式的系数并且添加l2正则化项,降低网络模型的非线性,约束模型可训练的参数;最后,将干净样本作为源域数据集,对抗样本作为目标域数据集,在源域数据集上预训练模型,在目标域数据集上对预训练模型进行正则化对抗训练。实验结果表明,在SIRI-WHU、RSSCN7和UC Merced Land Use数据集上,所提模型能够有效地提高对抗样本的正确分类能力,同时保持对干净样本的分类性能不受影响。（2）针对对抗扰动引起的图像特征分布破坏问题,提出一种基于域自适应的遥感场景鲁棒分类模型。首先,搭建域自适应场景分类网络,包含特征提取器,场景分类器和域分类器,特征提取器提取图像特征并生成特征张量,域分类器预测特征张量的域标签,场景分类器预测特征张量的场景类别标签;其次,设计对抗损失函数,通过整合网络各个模块的损失,实现对整体模型参数的优化;最后,在训练过程中,将干净样本作为源域数据集,对抗样本作为目标域数据集,通过引入梯度翻转层,反向优化特征提取器和域分类器,实现样本图像特征域自适应对齐,通过反向传播,正向优化特征提取器和场景分类器,确保模型对遥感场景的准确分类。在SIRI-WHU和RSSCN7数据集上的实验结果表明,所提模型有效地改善了对抗扰动对图像特征的影响,提升了遥感场景分类模型的对抗鲁棒性。

关键词：遥感图像卷积神经分类网络鲁棒性对抗学习对抗样本域自适应

球磨制备高烧结活性Y2O3粉体及其在YAP陶瓷中的应用

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中国稀土学报 2024年第5期 1008-1016页

作者：顾军毅范武刚张兆泉中国科学院上海硅酸盐研究所景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院

Y2O3是制备铝酸钇晶体及稳定氧化锆陶瓷的重要原料，也是SiC和SiN陶瓷体系的主要液相烧结助剂之一，它的粒径分布和烧结活性对材料性能有重要影响。本文采用行星球磨方法，在固定球磨转速、球料比等参数的条件下，采用激光粒度仪、 SEM... 详细信息

Y2O3是制备铝酸钇晶体及稳定氧化锆陶瓷的重要原料，也是SiC和SiN陶瓷体系的主要液相烧结助剂之一，它的粒径分布和烧结活性对材料性能有重要影响。本文采用行星球磨方法，在固定球磨转速、球料比等参数的条件下，采用激光粒度仪、 SEM和氮气吸附-脱附等手段研究球磨时间对商业微米级Y2O3粉的粒度分布、比表面积及分散性的影响，考察最佳的球磨时间。结果表明，初始3 h球磨处理可使平均粒径从3～5μm减小到0.8μm左右。球磨6 h后粉体粒径减小至0.5μm左右，同时颗粒的分散性提高。球磨9 h后颗粒的尺寸和形貌变化较小，而继续延长球磨时间可能导致粉体团聚。球磨后的浆料通过进一步的沉淀分级可去除残留的粗颗粒，使粉体粒度分布更加均匀。利用球磨后的Y2O3粉体和纳米Y2O3为原料分别制备YAlO3（YAP）陶瓷，两者均可在1650℃下获得致密度大于93%的YAlO3（YAP）陶瓷。通过优化球磨工艺，微米级氧化钇可以获得与纳米氧化钇相近的烧结活性，避免生成杂相。在360℃静态水中的腐蚀试验表明通过固相烧结制备的YAP陶瓷具有较好的抗亚临界水腐蚀性能。

关键词：行星球磨 Y2O3 粉体粒度烧结活性 YAP陶瓷亚临界水腐蚀

基于DEMATEL/N-K的机坪管制系统运行风险因素耦合分析

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安全与环境学报 2024年第3期24卷 873-882页

作者：张兆宁高振方中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国民航大学飞行分校天津300300

为了分析机坪管制系统风险因素的耦合性,将决策实验室分析(DEMATEL)模型与N-K模型相结合形成新的风险因素耦合分析模型。首先,利用N-K模型对2017—2019年机坪管制运行不安全事件进行耦合分析,计算不同耦合方式的耦合值;然后,利用DEMATE... 详细信息

为了分析机坪管制系统风险因素的耦合性,将决策实验室分析(DEMATEL)模型与N-K模型相结合形成新的风险因素耦合分析模型。首先,利用N-K模型对2017—2019年机坪管制运行不安全事件进行耦合分析,计算不同耦合方式的耦合值;然后,利用DEMATEL模型计算安全风险因素的影响度和被影响度,确定要素的中心度排序,通过DEMATEL模型得到的综合影响矩阵计算可达矩阵,用来分析风险因素的可达性,最后,利用风险因素耦合值对各风险节点的中心度进行修正,获得关键的风险因素。基于实际运行数据,通过DEMATEL/N-K模型分析机坪管制系统的关键风险因素。结果表明,人为因素和机械因素之间的耦合程度明显更高,即更容易导致事故的发生,其中地面保障人员操作出错或未有效观察航空器造成航空器或地面保障设备故障是重点防控的对象。此外,在夜晚或雨天等视线条件下工作,更容易发生不安全事件,应当采取措施控制此类风险。

关键词：安全工程耦合度机坪管制 N-K模型不安全事件

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水面遥控救援载具设计及性能研究

水面遥控救援载具设计及性能研究

作者：张兆庆哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

我国拥有众多江河湖泊和广阔的流域面积,这些水域资源对于人民生活、经济发展和生态环境都具有重要意义。然而,近年来发生的各类水上突发事件在社会上造成了较大的影响,使得水上公共安全成为了全社会关注的焦点。本载具的设计目标是针... 详细信息

我国拥有众多江河湖泊和广阔的流域面积,这些水域资源对于人民生活、经济发展和生态环境都具有重要意义。然而,近年来发生的各类水上突发事件在社会上造成了较大的影响,使得水上公共安全成为了全社会关注的焦点。本载具的设计目标是针对距离岸边一定距离上的溺水者进行遥控救援,具有操作简单,方便存储,救援速度快距离远等特点。采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的研究方法,设计并制造了一种遥控救援载具的样机,为公共水域的人民生命安全保障提供技术储备和基础设施。根据我国水系分布以及救援载具实际的工作环境的特点,提出针对溺水者遥控救援载具的设计指标,拟定了设计方案,对该方案的各组成模块进行了多方案优选。方案的各个组成部分分别为救生圈弹射模块、遥控救援模块以及储能充电模块。对救生圈弹射装置的结构进行设计校核;对遥控救援载具主体结构、使用材料进行对比优选,并对其动力系统进行选择与计算;对储能充电模块进行设计,确定遥控救援载具充电方式并增加远程报警功能。为了保证遥控救援载具主体在实施救援的过程中有可靠的稳定性和较高的速度,对其初稳性、水动力学、扶正能力和模态进行了计算和仿真模拟。通过使用初稳性计算软件,验证了遥控救载具主体的稳定性;通过水动力学分析预测遥控救援载具在波浪中的运动特性,保证了其在水中运行时具有较快的航行速度和较好的操作性;通过遥控救援载具扶正能力分析评估遥控救援载具主体受到风浪干扰时的稳定性;通过模态分析研究遥控救援载具主体结构的振动特性,帮助改进并减少共振的风险。为了验证理论分析和仿真分析的正确性,搭建了遥控救援载具的样机。在人工湖中进行了遥控救援载具的性能测试及救生圈弹射装置应用性实验。对救生圈弹射装置进行搭建和实验,验证了救生圈弹射装置的有效性;对遥控救援载具的性能测试,验证其救援能力的有效性;对储能充电柜进行搭建和性能测试,验证了太阳能充电板及远程报警装置的有效性。通过以上实验验证了遥控救援载具的综合性能符合设计需求。基于本文的研究,可为该载具从实验样机到量产产品提供技术基础。

关键词：溺水者遥控救援载具仿真实验验证

医院DRG智能监控系统用户持续使用意愿及影响因素研究 ——以安徽省某三甲公立医院为例

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医院DRG智能监控系统用户持续使用意愿及影响因素研究 ——以安徽...

作者：张兆阳安徽医科大学

学位级别：硕士

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德国职业教育卓越计划:动因与举措

职业技术教育 2024年第24期45卷 73-79页

作者：张兆诚杨蕾华南师范大学教育科学学院广州510631 广东技术师范大学教育科学学院

为满足经济社会发展对技能人才的需求和应对能源危机、气候变化、数字化转型等全球性挑战,德国联邦教育和研究部正式启动“职业教育卓越计划”,旨在提升职业教育的吸引力,满足经济发展对技能人才的需求,增强职业教育保障能力以应对全球... 详细信息

为满足经济社会发展对技能人才的需求和应对能源危机、气候变化、数字化转型等全球性挑战,德国联邦教育和研究部正式启动“职业教育卓越计划”,旨在提升职业教育的吸引力,满足经济发展对技能人才的需求,增强职业教育保障能力以应对全球性挑战。作为一项总体战略,“职业教育卓越计划”通过完善对职教人才的个性化支持,确保技能人才发挥潜能;开展高质量职业教育发展计划,提供有针对性的创新服务和现代化基础设施;扩大职业教育的国际定位,促进职教人才和年轻人的国际交流。

关键词：职业教育卓越计划职普融通数字化国际化

弱纹理环境下融合点线特征的双目视觉同步定位与建图

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光学精密工程 2024年第5期32卷 752-763页

作者：龚坤徐鑫陈小庆许悦雷张兆祥西北工业大学无人系统技术研究院陕西西安710072 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院北京100850

针对室内弱纹理环境下基于点特征的视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)存在的轨迹漂移等问题,提出了一种融合点线特征的双目视觉SLAM系统,并对线特征的提取与匹配问题展开研究。为了提高线特征的质量,通... 详细信息

针对室内弱纹理环境下基于点特征的视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)存在的轨迹漂移等问题,提出了一种融合点线特征的双目视觉SLAM系统,并对线特征的提取与匹配问题展开研究。为了提高线特征的质量,通过长度与梯度抑制、短线合并等方法,进一步改进LSD(Line Segment Detector)线特征提取方法。同时,通过将匹配问题转换为优化问题,并利用几何约束构建代价函数,提出了一种基于几何约束的快速线段三角化方法。实验结果表明,本文所提方法在多个数据集上的表现都优于基于描述子的传统方法,尤其在室内弱纹理场景下,其平均匹配精度达到91.67%,平均匹配时间仅需7.4 ms。基于此方法,双目视觉SLAM系统在弱纹理数据集上与已有算法ORBSLAM2,PL-SLAM的定位误差分别为1.24,7.49,3.67 m,定位精度优于现有算法。

关键词：双目视觉线特征提取视觉同步定位与建图特征匹配

8YSZ陶瓷在模拟压水堆水环境中的耐腐蚀性能

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无机材料学报 2024年第7期39卷 803-809页

作者：范武刚曹雄周响李玲赵冠楠张兆泉中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 上海核工程研究设计院股份有限公司上海200233

8%(摩尔分数)Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(8YSZ)陶瓷具有优异的氧离子电导率和低热导率,在燃料电池、热障涂层、隔热等领域都有重要应用。然而它作为压水堆的堆内隔热或结构材料,在事故条件下的水腐蚀机制和耐腐蚀性能目前尚不明晰。本研究在... 详细信息

8%(摩尔分数)Y_(2)O_(3)稳定ZrO_(2)(8YSZ)陶瓷具有优异的氧离子电导率和低热导率,在燃料电池、热障涂层、隔热等领域都有重要应用。然而它作为压水堆的堆内隔热或结构材料,在事故条件下的水腐蚀机制和耐腐蚀性能目前尚不明晰。本研究在350℃/17.4 MPa,0.3μg/L溶解氧(DO)的动水循环模拟压水堆水环境中,系统考察了8YSZ陶瓷的质量、物相、显微结构、力学性能以及溶液成分随腐蚀时间的变化,并探讨了腐蚀机制。研究发现8YSZ陶瓷的质量随腐蚀时间的延长先增大后减小,并会受表面粗糙度的影响。增重归因于水分子进入陶瓷后形成了Zr–OH和Y–OH团簇,而失重是由金属阳离子析出和晶粒溶解所导致的。物相分析显示立方结构的8YSZ腐蚀后未往四方相或单斜相转变,这与四方相或部分稳定的氧化锆的相变失效不同。表面及断面形貌变化显示水分子可沿缺陷或微裂纹进入陶瓷内部,破坏晶界,使受腐蚀影响区域由穿晶断裂变为沿晶断裂。腐蚀前后8YSZ陶瓷的压缩强度和抗弯强度未明显改变,而维氏硬度略有降低,这与陶瓷表层形成的大量腐蚀坑有关。表面抛光样品腐蚀1050 h时的单位表面积的质量变化率为–0.108×10^(–3)mg·cm^(–2)·h^(–1),腐蚀坑深度仅为30.8μm。这些结果表明8YSZ陶瓷具有优良的耐水腐蚀性能,有望用于压水堆内的隔热或结构材料。

关键词： 8YSZ陶瓷亚临界水腐蚀行为微观结构力学性能

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营商环境、创新活跃度与企业高质量发展

中国软科学 2024年第1期 130-138页

作者：张兆国徐雅琴成娟武汉工商学院管理学院湖北武汉430065 湖北省数字商务与管理优势特色学科群湖北武汉430065 湖北省商务服务发展研究中心湖北武汉430065

中国特色社会主义进入新时代,如何推动我国经济高质量发展是颇受政界、商界和学界关注的重大战略性问题。以2013—2022年沪深两市A股上市公司为样本数据,采用主效应模型与中介效应模型分别考察营商环境对企业高质量发展的影响以及创新... 详细信息

中国特色社会主义进入新时代,如何推动我国经济高质量发展是颇受政界、商界和学界关注的重大战略性问题。以2013—2022年沪深两市A股上市公司为样本数据,采用主效应模型与中介效应模型分别考察营商环境对企业高质量发展的影响以及创新活跃度在这种影响中的传导作用。研究结果表明:政府改善营商环境有助于促进企业高质量发展;创新活跃度在营商环境影响企业高质量发展中起到了积极的传导作用。进一步分析发现:政务环境、市场环境、法治环境和对外开放环境对企业高质量发展均有着显著的正向影响,而公共服务环境对企业高质量发展有正向影响,但不显著;东部和中部地区的营商环境对企业高质量发展均有着显著的正向影响,而西部地区的营商环境对企业高质量发展有正向影响,但不显著;营商环境对民营上市公司高质量发展有着显著的正向影响,而营商环境对国有控股上市公司高质量发展有正向影响,但不显著;发明专利和实用新型专利均有着显著的传导效应,而外观设计专利的传导效应则不显著。这些研究结论对进一步改善我国营商环境、促进企业高质量发展具有一定的启示意义。

关键词：营商环境创新活跃度企业高质量发展