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基于深度学习的遥感图像云检测方法研究

基于深度学习的遥感图像云检测方法研究

作者：张家强中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

学位级别：硕士

在光学遥感中,云作为一种广泛存在的物体是影响地物分析及遥感影像特征提取精度的重要因素,并对遥感图像下传数据的有效率产生较大影响。在Landsat 5和7的图像中云覆盖率可达40%,较高的云覆盖率会显著降低遥感数据的准确性和应用价值,... 详细信息

在光学遥感中,云作为一种广泛存在的物体是影响地物分析及遥感影像特征提取精度的重要因素,并对遥感图像下传数据的有效率产生较大影响。在Landsat 5和7的图像中云覆盖率可达40%,较高的云覆盖率会显著降低遥感数据的准确性和应用价值,因此提高云检测精度对遥感影像的应用有重要的现实意义。而由于卫星数据传输的时间窗口只有5到10分钟,所以在卫星下传数据前对数据进行云检测预处理能够提高遥感图像的质量及传输效率。随着遥感技术的不断发展,卫星设计出现小型化的趋势,限制了电子系统的算力和功耗,因此算力需求低的轻量化云检测模型十分必要。本课题针对云检测的不同应用场景,以语义分割为基础,结合深度学习技术开展云检测的研究,分别实现了高精度及轻量化两种云检测方法。本文主要研究内容及创新点包括以下两个方面:1.针对传统方法需要人工选取特征及无法端到端检测的问题,提出了一种基于深度残差全卷积网络的高精度云检测方法,能够实现对遥感影像云层目标像素级别的分割。该方法通过残差模块加深网络,提高网络表达能力。首先,编码器通过残差模块的不断下采样提取图像深层特征;然后,应用双线性插值进行上采样,结合多层次编码后的图像特征完成解码;最后,将解码后的特征图与输入图像融合后再次进行卷积,实现端到端的云检测。该方法的像素精度在Landsat 8云覆盖评价数据集达到93.33%,较原U-Net模型提高了2.29%,较传统方法Otsu算法提高了7.78%,实现了高精度端到端云检测;2.针对深度学习网络模型算力需求大难以在移动端或嵌入式平台实现的问题,提出了一种基于深度可分离卷积的轻量化网络,以降低像素级云检测方法的模型大小及运算量。该网络通过深度可分离卷积降低编码器及解码器的运算量,并使用有步长的深度可分离卷积代替最大池化以降低下采样带来的特征图信息损失。编码器不断对图像下采样得到不同尺度的特征图,解码器结合编码器的多尺度特征对图像进行还原,最终实现轻量级网络的端到端云检测。该方法像素精度超过90%,模型参数量及浮点运算数分别为原U-Net模型的12.4%及12.8%,在CPU上的推断速度约为原U-Net模型的5倍。研究结果表明,基于残差网络的U-Net云检测模型具有检测精度高、误检少的优势,能够提供高精度的云检测结果;基于深度可分离卷积的轻量化云检测模型在检测精度只有小幅下降的前提下,降低了网络模型的参数量和运算量,提高了网络推断速度。

关键词：云检测深度学习全卷积网络残差网络深度可分离卷积

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橡胶轮胎防老化致污染变色研究进展

轮胎工业 2023年第9期43卷 515-520页

作者：张家强邢金国郭湘云圣奥化学科技有限公司上海201203

对橡胶轮胎防老化致污染变色机理、评价方法和研究进展进行综述,重点介绍胺类防老剂污染变色研究现状。防护蜡与橡胶的溶解度问题是造成喷霜的根本原因;通过多种测试分析技术可定性定量研究防护蜡喷霜现象,设计防护蜡碳数分布、晶体大... 详细信息

对橡胶轮胎防老化致污染变色机理、评价方法和研究进展进行综述,重点介绍胺类防老剂污染变色研究现状。防护蜡与橡胶的溶解度问题是造成喷霜的根本原因;通过多种测试分析技术可定性定量研究防护蜡喷霜现象,设计防护蜡碳数分布、晶体大小、耐高温性和用量可改善轮胎喷霜;防老剂致轮胎污染变色主要与其易被氧化变色有关,防老剂复配、引入新的骨架结构或其他活性防护基团是改善胺类防老剂致轮胎变色的有效手段。

关键词：轮胎防护蜡喷霜防老剂老化变色

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豫东商丘考古调查与南亳问题

华夏考古 2005年第2期 72-78页

作者：陈旭张家强朱光华郑州大学历史学院考古系郑州市文物考古研究所河南郑州市450052

文献记载,商丘地区为汤都南亳所在地。本文根据对考古调查材料的分析,认为,邹衡先生从考古学角度否定南亳是有道理的,商汤亳都只有一处即郑州商城。

关键词：商丘地区南亳问题中国文物考古河南历史发展

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心本管理理念下对适度管理实现方式的思考

领导科学 2012年第11期 51-53页

作者：张家强曹超解放军后勤学院军队管理学院解放军理工大学社会科学系

适度是管理艺术的一个制高点，适度管理是现代管理发展的必然趋势，也是实现管理现代化、科学化的必由之路。在心本管理理念下研究适度管理实现方式，对于减少管理失度、提高管理适度水平，具有重要的理论指导意义和实践应用价值。

关键词：适度管理管理理念管理现代化管理艺术适度水平应用价值科学化

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葡萄酒投资公司的功能和运作模式

葡萄酒投资公司的功能和运作模式

作者：张家强上海交通大学

学位级别：硕士

本文分为几大部分，第一部分介绍了葡萄酒投资在海内外发展的历史和现状;第二部分论述了作为一个投资公司所具备的功能，投资公司和葡萄酒投资基金的关系。第三部分对投资公司今后的运作展开较为详细的阐述;第四部分对投资公司成立后可... 详细信息

本文分为几大部分，第一部分介绍了葡萄酒投资在海内外发展的历史和现状;第二部分论述了作为一个投资公司所具备的功能，投资公司和葡萄酒投资基金的关系。第三部分对投资公司今后的运作展开较为详细的阐述;第四部分对投资公司成立后可能面临的挑战作出预示。

关键词：葡萄酒投资功能运作

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黄河三角洲潮滩地貌及滨海植物生态特征

海岸工程 1993年第4期12卷 36-45页

作者：耿秀山张家强

工业机器人装备运行能量有效多级协同优化研究

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工业机器人装备运行能量有效多级协同优化研究

作者：张家强武汉理工大学

学位级别：硕士

随着工业机器人装备在制造业中的广泛应用,其消耗的能量逐渐增多。如何在保障生产效率的同时实现工业机器人装备运行的能量有效优化,成为不少学者和企业关注的焦点。车间环境下,根据制造能力的存在形式及粒度,可以将工业机器人制造系统... 详细信息

随着工业机器人装备在制造业中的广泛应用,其消耗的能量逐渐增多。如何在保障生产效率的同时实现工业机器人装备运行的能量有效优化,成为不少学者和企业关注的焦点。车间环境下,根据制造能力的存在形式及粒度,可以将工业机器人制造系统分为三级,即制造单元级、生产线级和车间级。现阶段,工业机器人装备运行能量有效优化主要在前两级上单独进行,没有考虑两级间的性能波动传递特征,然而制造单元级是生产线级的组成部分,在任一层级进行优化,必然会对另一层级运行造成影响,甚至产生未知的性能扰动。因此,研究工业机器人装备运行能量有效多级协同优化具有重大意义。本文以服务型制造模式为背景,从制造单元级和生产线级两个层级角度对工业机器人装备运行能量有效优化进行研究,并基于此进一步研究多级协同优化模型及决策方法。本文主要工作如下:（1）提出基于深度Q网络（Deep Q-Network,DQN）的工业机器人装备运行速度能量有效控制方法和基于自适应蜜蜂算法的工业机器人装备服务组合优化方法。针对工业机器人装备能耗建模复杂且繁琐的问题,将DQN引入到工业机器人装备运行速度优化领域,提出一种模型无关的工业机器人装备运行速度能量有效控制方法。在生产线级上,基于Q学习改进蜜蜂算法邻域搜索策略,提出一种自适应蜜蜂算法,以解决工业机器人装备服务组合优化问题。（2）构建工业机器人装备运行能量有效多级协同优化模型。针对生产环境下的不确定事件及各层级上工业机器人制造系统运行的要素、行为和规则,基于事件驱动、双决策、跨级协同等思想构建工业机器人装备运行能量有效多级协同优化模型,设计相关功能模块及模型运行机制,并仔细论述模型的特点及关键实现技术。（3）提出工业机器人装备运行能量有效多级协同决策方法。在工业机器人装备运行能量有效多级协同优化模型的基础上,考虑两级性能间的相互影响关系,基于贪婪、性能保护、最小开销三大原则设计多级协同优化决策方法。该方法对工业机器人制造系统在制造单元级和生产线级上的优化行为进行决策和协调,最终达到整体能量有效性能提升的效果。

关键词：工业机器人装备能量有效多级协同优化

新农村建设中农民社会主义核心价值观的培育——结合河南省民权县的情况进行分析

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新农村建设中农民社会主义核心价值观的培育——结合河南省民权县...

作者：张家强华中科技大学

学位级别：硕士

新农村建设的核心问题是解决“三农”问题,农业、农村、农民问题是一个矛盾的统一体,其中,农民问题起至关重要的作用,农民是建设社会主义新农村的主力军,没有农民就无所谓农业和农村,社会主义新农村建设就无从谈起。因此,在新时期根据... 详细信息

新农村建设的核心问题是解决“三农”问题,农业、农村、农民问题是一个矛盾的统一体,其中,农民问题起至关重要的作用,农民是建设社会主义新农村的主力军,没有农民就无所谓农业和农村,社会主义新农村建设就无从谈起。因此,在新时期根据新的任务和要求培育农民的社会主义核心价值观就显得尤为重要。本文以河南省民权县作为研究对象从农民价值观的调查入手,分析了当代农民价值观的现状特征和形成原因,详细指出了存在的问题和不足,逐层次地指出在新农村建设中培育农民社会主义核心价值观所具有的现实意义,探讨了在我国社会主义新农村建设的大背景下如何开展农民社会主义核心价值观培育的问题,最终提出了一些以培育农民社会主义核心价值观为中心、加快推进社会主义新农村建设的合理化建议。本文主要由四个部分组成:一是绪论。从背景、目的、方法、结构和创新等方面对全文作一个全面的概述;二是阐述核心价值观的重要作用和意义。首先从学术角度界定相关概念,然后着重阐述培育农民社会主义核心价值观对于新农村建设的重要意义;三是问卷调查和现状分析。把掌握的第一手资料,通过科学分析得出农民价值观现状,进而对现状的成因进行深入分析;四是针对现状提出对策。认为:新农村建设中农民社会主义核心价值观的培育应从以下五个方面着手,一是党委政府高度重视;二是开展形式多样的宣传教育活动;三是提高农民的文化素质;四是加强农村公共文化建设;五是提高中小学生德育水平。

关键词：新农村建设农民社会主义核心价值观对策思考

特异性蛋白质在结核性、恶性及漏出性胸腔积液中的表达差异及其鉴别诊断意义研究

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特异性蛋白质在结核性、恶性及漏出性胸腔积液中的表达差异及其鉴...

作者：张家强昆明医科大学

学位级别：硕士

目的：利用蛋白质组学技术获得结核性、恶性和漏出性胸腔积液的蛋白质表达图谱,通过对比筛选出差异性蛋白质并探讨他们在不同原因导致的胸腔积液的鉴别诊断中的意义。方法：收集昆明医科大学附属第一医院2012年6月至2014年10月收治的合... 详细信息

目的：利用蛋白质组学技术获得结核性、恶性和漏出性胸腔积液的蛋白质表达图谱,通过对比筛选出差异性蛋白质并探讨他们在不同原因导致的胸腔积液的鉴别诊断中的意义。方法：收集昆明医科大学附属第一医院2012年6月至2014年10月收治的合乎实验要求的胸腔积液患者的胸腔积液标本33例,其中结核性胸腔积液10例,恶性腔积液15例,漏出性胸腔积液8例。利用二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(2D-PAGE)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术(MALDI-TOF-MS)到相应差异蛋白质的肽质量指纹图谱(PMF)之后借助DataExplorer进行质谱分析并通过Mascot软件在nrNCBI蛋白质数据库进行检索并鉴定差异性蛋白质的种类。结果：通过对结核性、恶性和漏出性胸腔积液的蛋白质电泳结果的比较分析发现3个存在明显差异的蛋白,它们分别是：触珠蛋白、人血白蛋白、人血红细胞α亚基。其中触珠蛋白在结核性胸腔积液中高表达,在漏出性胸腔积液及恶性胸腔积液中低表达(P<0.05)。结论：在结核性胸腔积液、恶性胸腔积液及漏出性胸腔积液的二维电泳图谱中存在具有差异性的表达的蛋白点,对这些蛋白点进行鉴定可能找出对于胸腔积液的鉴别诊断具有意义的差异性蛋白质。

关键词：胸腔积液蛋白质组学二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术