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结合卡尔曼滤波器的时序InSAR矿区地表形变预测研究

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结合卡尔曼滤波器的时序InSAR矿区地表形变预测研究

作者：林泓全辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

从建国初期开始,我国的煤炭需求日益增长,随之而来的伴生问题就是随着开采强度的不断加大造成的地表沉降,使得矿区的周围产生了一系列不可逆的地质灾害,因此掌握矿区工作面及其采空区的地表形变规律并进行地表形变预测,对于人民的生产... 详细信息

从建国初期开始,我国的煤炭需求日益增长,随之而来的伴生问题就是随着开采强度的不断加大造成的地表沉降,使得矿区的周围产生了一系列不可逆的地质灾害,因此掌握矿区工作面及其采空区的地表形变规律并进行地表形变预测,对于人民的生产生活安全具有重要意义。本文以扎赉诺尔矿区采空区为研究目标区域,提出了一种结合卡尔曼滤波器的时序InSAR地表形变预测方法。通过分析SBAS-InSAR的技术原理,在原有卡尔曼滤波模型的基础上,内插了更多的测量值进行滤波,推导出滤波器的状态方程和观测方程,通过对不同内插算法进行对比与分析,根据结果选取出三次多项式内插算法对滤波器进行改进。解决SBAS-InSAR技术仅可以提供地表形变信息而无法预测形变趋势,及目前预测方法不适用于大范围预测的问题。本文的主要研究工作及成果如下:(1)选取时间跨度为2019年1月至2021年12月的Sentinel-1B共68景降轨影像,采用SBAS-InSAR技术对扎赉诺尔矿区及其周边采空区进行形变监测。针对人工选取控制点精度较低的问题,利用PS-InSAR技术做出的高精度PS点代替人工选取控制点,提高了监测精度。(2)针对SBAS-InSAR技术仅可以提供地表形变信息而无法预测形变趋势,且目前预测方法不适用于大范围预测的问题,本文提出一种结合卡尔曼滤波器的时序InSAR地表形变预测方法,该方法通过分析SBAS-InSAR的技术原理,推导出滤波器的状态方程和观测方程,利用真实监测结果进行分析并验证精度。(3)针对用于预测的实验数据不足导致滤波收敛较差的问题,本文利用内插算法进行改进,为使内插数据更加合理,将间隔设置为0.2,将数据数量扩展至350左右。本文共选取了单线性插值、埃尔米特插值、三次样条插值、三次多项式插值四种内插算法进行对比分析,结果表明:三次多项式插值算法的精度最高,差值范围在3mm以下的点数可达到81.78%,因此本文采用三次多项式内插算法对传统卡尔曼滤波器进行了改进。(4)利用卡尔曼滤波器依托内插算法扩充后的数据集进行预测,并引入Knothe时间函数模型预测方法进行效果对比,从预测的点结果中随机选取出两组进行精度评价,结果显示各点预测值与观测值的平均偏差均小于1mm,本文算法相较于Knothe时间函数模型法精度更高,预测效果更好。最后,本文选取了四组预测时间所对应的面结果进行比较,其均误差均小于3mm,形变趋势与预测点结果基本一致,预测结果可靠。该论文有图44幅,表9个,参考文献75篇。

关键词：矿区地表沉降小基线集差分干涉测量多项式插值卡尔曼滤波地表形变预测模型

融合CZT频谱细化算法的InSAR相位滤波方法

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遥感信息 2022年第6期37卷 34-40页

作者：张继超李继虎赵鹏飞林泓全辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105

为了有效抑制噪声并更好保持干涉条纹细节信息,使得干涉相位滤波的结果有利于相位解缠和提高干涉测量精度,提出了一种融合频谱细化的InSAR自适应相位滤波方法。将干涉相位进行傅里叶变换到频率域,利用线性调频Z变换(CZT)频谱细化的方法... 详细信息

为了有效抑制噪声并更好保持干涉条纹细节信息,使得干涉相位滤波的结果有利于相位解缠和提高干涉测量精度,提出了一种融合频谱细化的InSAR自适应相位滤波方法。将干涉相位进行傅里叶变换到频率域,利用线性调频Z变换(CZT)频谱细化的方法,对干涉相位频域频谱进行估计、细化,提高对干涉相位噪声的分辨能力,并结合自适应滤波的方法以提高干涉相位的滤波效果和更好保持相位细节信息的特点。将该方法与Boxcar滤波、非局部均值滤波以及自适应Goldstein滤波方法做对比,在仿真实验与实测实验中使用该方法滤波后产生的相位残差点数量最少,分别相较于滤波前减少了99.4%与92.8%,在相位导数标准差及仿真实验误差上较其他3种方法均有不同程度的提升,证明了该方法的有效性。

关键词：微波遥感干涉合成孔径雷达(InSAR) 相位滤波线性调频Z变换(CZT) 自适应Goldstein滤波

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基于条件变分自编码器的情感对话生成研究

基于条件变分自编码器的情感对话生成研究

作者：林泓全桂林电子科技大学

学位级别：硕士

人机对话是自然语言处理领域最具挑战性的任务之一,也是未来实现人机共融社会的基础。近年来,得益于深度学习技术的发展和大数据时代积累的海量数据,基于神经网络的对话生成方法受到了学术界和工业界越来越多的关注。目前基于深度学习... 详细信息

人机对话是自然语言处理领域最具挑战性的任务之一,也是未来实现人机共融社会的基础。近年来,得益于深度学习技术的发展和大数据时代积累的海量数据,基于神经网络的对话生成方法受到了学术界和工业界越来越多的关注。目前基于深度学习的生成式对话模型大多以最大似然估计为训练目标,这种方法容易产生内容单一且不含有意义信息的通用回复。情绪的感知和表达在人与人的交流中起着重要的作用,然而现有的研究主要集中在话语的语义理解上,对情感因素的考虑还相对较少。针对现有方法的不足,本文基于条件变分自编码器技术,研究情感对话生成算法,意在改善回复信息的多样性和在生成回复中嵌入情感因素,以及提高人机对话中的用户体验。本文的具体研究工作如下:1.基于条件变分自编码器与双情绪框架的情感对话生成模型:将Seq2Seq模型与条件变分自编码器进行融合,利用条件变分自编码器的潜在变量学习文本序列中的潜在语义,以提高回复信息的多样性。此外,为了提高模型对情绪的感知能力和表达能力,设计了一个双情绪框架用于捕捉会话中的情绪反应和控制回复的外显情绪。为了识别话语序列中隐含的情绪信息,提出了一个基于Bi LSTM-AT的情绪分类模型。实验表明,本文提出的模型不仅可以产生内容信息多样的回复,还可以生成可控的情绪反应。2.基于Transformer的情感对话生成模型:采用Transformer模型提取文本序列的语义特征,以提高文本序列语义信息的利用率。为了增加回复信息的多样性,将Transformer与条件变分自编码器进行融合,在解码器中引入潜在变量,使模型在解码过程可以利用潜在的语义信息。此外,为了增强模型的共情能力,使用情绪感知编码器对用户情绪信息进行编码,并提出了一个基于BERT的预训练情绪分类模型用于对话语中隐含的情绪信息进行检测。实验表明,本文提出的模型生成能力更强,生成回复的信息更多样,共情能力更强。

关键词：深度学习情感对话生成情感分析条件变分自编码器 Transformer BERT

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强化学习在自动驾驶技术中的应用与挑战

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 520-531页

作者：何逸煦林泓熠刘洋杨澜曲小波华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 长安大学信息工程学院陕西西安710064 清华大学车辆与运载学院北京100084

围绕强化学习在自动驾驶领域的应用进行了多方面的概括和总结。对强化学习原理及发展历程进行了介绍;系统介绍了自动驾驶技术体系以及强化学习在自动驾驶领域的应用所需的基础;按不同的应用方向分别介绍了强化学习在自动驾驶领域中的应... 详细信息

围绕强化学习在自动驾驶领域的应用进行了多方面的概括和总结。对强化学习原理及发展历程进行了介绍;系统介绍了自动驾驶技术体系以及强化学习在自动驾驶领域的应用所需的基础;按不同的应用方向分别介绍了强化学习在自动驾驶领域中的应用案例;深入分析了现阶段强化学习在自动驾驶领域存在的挑战,并提出若干展望。

关键词：强化学习自动驾驶人工智能

电影发生在现场——与程马谈《河边的错误》的摄影创作

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电影艺术 2024年第1期 107-112页

作者：梁丽华巫林泓北京电影学院摄影系

摄影指导程马在影片《河边的错误》中,用16毫米胶片复现了发生于20世纪90年代的南方小镇谜事,他的摄影创作力求还原年代感,营造银幕幻觉,追求在角色、场景、故事的层面上碰撞出差异性,即他所指出的“无”的状态。顺场拍摄、让所有主创... 详细信息

摄影指导程马在影片《河边的错误》中,用16毫米胶片复现了发生于20世纪90年代的南方小镇谜事,他的摄影创作力求还原年代感,营造银幕幻觉,追求在角色、场景、故事的层面上碰撞出差异性,即他所指出的“无”的状态。顺场拍摄、让所有主创都沉浸于拍摄现场、自由探讨影片的形式和内容,这是程马与魏书钧共同倡导的电影方法。这些方法使得他们的电影在创作者与创作现场的交融中自然地生长,同时也造就了影片极高的原创度。

关键词：电影摄影创作 16毫米胶片影像观念电影方法

黑桫椤多器官全长转录组分析及类黄酮生物合成结构基因的挖掘

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植物科学学报 2024年第1期42卷 56-65页

作者：林泓王桢王艇苏应娟中山大学生命科学学院广州510275 华南农业大学生命科学学院广州510642 中山大学深圳研究院广东深圳518057

黑桫椤(Gymnosphaera podophylla Dalla Torre&Sarnth.)为著名的孑遗蕨类,具有很强的环境适应能力,然而其适应性机制尚不清楚。本研究采用PacBio和Illumina技术对黑桫椤的根、羽轴和羽片进行转录组测序,分别生成12879、14185和16084个全... 详细信息

黑桫椤(Gymnosphaera podophylla Dalla Torre&Sarnth.)为著名的孑遗蕨类,具有很强的环境适应能力,然而其适应性机制尚不清楚。本研究采用PacBio和Illumina技术对黑桫椤的根、羽轴和羽片进行转录组测序,分别生成12879、14185和16084个全长unigenes。基因表达分析结果表明,与黑桫椤抗干旱、缺水胁迫和生物胁迫相关的基因表达水平较高。根、羽轴和羽片特异性上调基因均显著富集到KEGG代谢通路中的“苯丙烷生物合成途径”,根和羽轴的器官特异性上调基因还显著富集到“类黄酮生物合成途径”。共有192个全长unigenes被注释为类黄酮生物合成途径所涉及的13个酶结构基因,其中包括112个差异表达基因(DEGs),表明黑桫椤类黄酮生物合成途径较为保守,且存在器官特异性差异表达基因。本文对黑桫椤多器官全长转录组和类黄酮生物合成途径结构基因进行了综合分析,为进一步研究其对环境的适应性提供了丰富的遗传资源。

关键词：黑桫椤类黄酮生物合成全长转录组

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大跨无柱地下车站梁-柱节点受力性能的局部多尺度有限元方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2635-2649页

作者：梁诗洋侯文崎高芸国巍林泓志黄通中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中铁二局集团有限公司四川成都610031 中铁二局集团第五工程有限公司四川成都610091

岗厦北综合交通枢纽核心换乘区的中庭51.2 m×48.0 m(南北长度×东西长度)范围为无柱设计范围,其跨度在全国尚属最大。梁-柱节点是该结构传力关键,但数量繁多、类型复杂,且建造过程存在多重体系转换,必须确保节点传力顺畅。基于多点约... 详细信息

岗厦北综合交通枢纽核心换乘区的中庭51.2 m×48.0 m(南北长度×东西长度)范围为无柱设计范围,其跨度在全国尚属最大。梁-柱节点是该结构传力关键,但数量繁多、类型复杂,且建造过程存在多重体系转换,必须确保节点传力顺畅。基于多点约束方程法(MPC),提出一种局部多尺度有限元方法(LMFEM)。采用LMFEM方法,进一步研究梁、柱贯通方式对本文依托工程典型梁-柱节点受力性能的影响,发现柱贯通节点整体应力较低,传力顺畅,应力集中不显著,更适用于岗厦北大跨无柱地下空间结构。基于现场监测,将节点受力状态实测值与不同方法所得计算值进行对比分析。研究结果表明:相比于传统局部精细化有限元方法(LRFEM),LMFEM方法具有建模工作量小、边界条件易于满足圣维南原理、可兼顾计算精度和计算效率的特点;在同等建模规模和网格细度情况下,LRFEM2模型计算值与实测值的最大相对误差为11.8%,LMFEM模型计算值与实测值的最大相对误差为12.5%,但后者具有更少的节点数量和更短的计算时间,而LRFEM方法的计算精度受边界条件和单元网格细度影响较LMFEM方法的大;本文提出的LMFEM方法具有计算精度高、计算效率高、边界条件易明确等优势,可应用于大型复杂工程结构的节点局部受力性能分析。

关键词：局部多尺度梁-柱节点贯通方式大跨无柱结构网格细度边界条件

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市政雨污管网分流改造方案设计

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第5期 0098-0101页

作者：林泓杰中恩工程技术有限公司广东广州510000

雨水、污水分流管网的建设是城市建设中的重要环节。随着我国城市建设的不断标准化,市政管网的雨水和污水的分离也逐渐走向了标准化。然而,在发展的进程中,不可避免地会出现一些不同的质量问题,这迫切需要建筑工作者对如何优化施工质量... 详细信息

雨水、污水分流管网的建设是城市建设中的重要环节。随着我国城市建设的不断标准化,市政管网的雨水和污水的分离也逐渐走向了标准化。然而,在发展的进程中,不可避免地会出现一些不同的质量问题,这迫切需要建筑工作者对如何优化施工质量进行深入的分析。通过长时间的摸索,我们认识到,城市供水系统中雨水和污水的分离是非常重要的,必须从技术上着手,确定其技术保证措施,这样才能使其真正发挥其功能。因此,本论文对城市雨水、污水管网分流改造的规划进行了研究。

关键词：市政管网雨污分流施工技术

基于深度学习的锥形束CT影像金属伪影去除研究

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中华口腔医学杂志 2024年第1期59卷 71-79页

作者：贾泠卉林泓磊郑松炜林秀娇张栋于皓福建医科大学口腔医学院·附属口腔医院口腔修复科、福建省口腔疾病研究重点实验室、福建省口腔生物材料工程技术研究中心、福建省高校口腔医学重点实验室、福建医科大学口腔医学研究院、福建医科大学口腔生物力学及美学研究中心福州350002 福州大学计算机与大数据学院福州350108

目的建立基于深度学习的金属伪影去除系统(MARS),评估其对锥形束CT影像中不同厚度金属产生的伪影的去除效果。方法采用三维打印的光敏树脂制作标准牙列模型(60mm×75mm×110mm),设计目标牙位(上颌、下颌双侧第一和第二前磨牙)为可拆卸... 详细信息

目的建立基于深度学习的金属伪影去除系统(MARS),评估其对锥形束CT影像中不同厚度金属产生的伪影的去除效果。方法采用三维打印的光敏树脂制作标准牙列模型(60mm×75mm×110mm),设计目标牙位(上颌、下颌双侧第一和第二前磨牙)为可拆卸替换牙位,通过置入不同厚度(轴面及面厚度分别均为1.0、1.5、2.0mm,即A、B、C组)的钴铬合金全冠试件,获得完全配对的含有或不含有金属伪影的锥形束CT影像,并通过结构相似度(SSIM)及峰值信噪比(PSNR)评估不同厚度钴铬合金全冠试件产生伪影的范围。建立基于卷积神经网络(CNN)与U型网络(U-net)的MARS(CNN-MARS及U-net-MARS),检验CNN-MARS和U-net-MARS两种系统去伪影前后图像的SSIM值和PSNR值,评估其去伪影效果;通过可视化方式分析两种系统去除锥形束CT影像中金属伪影的效果。采用单因素方差分析分别对两种系统的SSIM值和PSNR值进行统计分析,检验水准为双侧α=0.05。结果A、B、C组钴铬合金全冠试件的SSIM值(分别为0.916±0.019、0.873±0.010、0.833±0.010)和PSNR值(分别为20.834±1.176、17.002±0.427、14.673±0.429)差异均有统计学意义(F=447.89,P全冠试件厚度增加,其SSIM及PSNR值均显著增加(P全冠试件的图像,采用CNN-MARS与U-net-MARS去伪影后的SSIM和PSNR值均显著高于伪影去除前(均P全冠试件图像的SSIM值和PSNR值差异均无统计学意义(CNN-MARS:F=2.22,P=0.112;F=0.54,P=0.585;U-net-MARS:F=0.24,P=0.788;F=0.07,P=0.929)。CNN-MARS与U-net-MARS去伪影后图像与原始图像的相似度较高;相比U-net-MARS,CNN-MARS去伪影后仍可见较清晰的金属边缘,目标区域的组织结构恢复更完整。结论本研究构建的锥形束CT图像金属伪影消除CNN-MARS与U-net-MARS模型,均可有效去除金属伪影的干扰,提升图像质量,且去伪影效果不受金属厚度的影响。相比于U-net-MARS,CNN-MARS对恢复伪影周围组织结构具有显著优势。

关键词：锥束计算机体层摄影术卷积神经网络 U型网络金属伪影去伪影

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