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面向多粒度时空对象数据模型的网络电子地图生成方法

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地球信息科学学报 2022年第7期24卷 1264-1274页

作者：郭玮谷宇航江南战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450000 61206部队北京100043

传统网络电子地图生成是以要素进行组织的,在表达地理实体动态变化、关联关系以及多粒度特征时存在一定的局限性。而多粒度时空对象数据模型旨在解决现实世界到对象所组成的事物空间之间的映射这一科学问题,为时空实体的可视化提供了新... 详细信息

传统网络电子地图生成是以要素进行组织的,在表达地理实体动态变化、关联关系以及多粒度特征时存在一定的局限性。而多粒度时空对象数据模型旨在解决现实世界到对象所组成的事物空间之间的映射这一科学问题,为时空实体的可视化提供了新的思路,为展示地图要素间复杂关联、多维动态等特征提供了模型基础和数据保证。本文将多粒度时空对象数据模型引入网络电子地图生成当中,渐进得改变了以往网络电子地图依靠图层数据生成的模式,基于多粒度时空对象的概念、模型框架以及数据存储与管理方式,提出了2种网络电子地图生成方法。一种是利用多粒度时空对象数据重建图层,为现有网络制图工具提供“中间件”,使其能够调度和使用多粒度时空对象数据;另一种是将多粒度时空对象数据和地图符号进行绑定,使网络电子地图不再依赖于图层而能根据多粒度时空对象动态更新,同时便于将对象之间的关系、组成结构等非结构化属性特征进行可视化。同时,本文通过实验验证了2种方法的可行性,为多粒度时空对象在网络电子制图领域的应用进行了有效实践。

关键词：网络电子地图多粒度时空对象对象驱动数据转换图层重组特征可视化地图生成多尺度表达

表征电力变压器运行状态的音频特征量及其提取方法研究

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表征电力变压器运行状态的音频特征量及其提取方法研究

作者：谷宇航北京交通大学

学位级别：硕士

随着电网规模的增长和容量的扩大,对电力系统的安全稳定都提出了更高的要求。电力变压器是电网运行中重要的一环,是让不同电压等级之间建立起联系的重要设备,变压器运行的稳定性以及可靠性很大程度上影响着电力系统的安全稳定,对整个电... 详细信息

随着电网规模的增长和容量的扩大,对电力系统的安全稳定都提出了更高的要求。电力变压器是电网运行中重要的一环,是让不同电压等级之间建立起联系的重要设备,变压器运行的稳定性以及可靠性很大程度上影响着电力系统的安全稳定,对整个电网意义重大。在电力变压器长期运行的过程中,绕组故障和铁芯故障是变压器最常见的两类故障。为了对变压器进行在线监测,对故障类型进行预判诊断,让有重大隐患的变压器及早退出运行,有必要开展一种能够及时反应变压器运行状态的方法研究。本文对比了国内外常见的几种在线监测的方法,振动分析法具备快速、准确、低成本反应变压器运行状态的优点。本文重点是以振动信号为基础,讨论如何建立各类状态的特征模型,构建了一种新的提取音频特征量的方法。本文从变压器的结构原理入手,探讨油箱壁振动的来源和振动传播途径。建立了绕组的力学模型,对绕组压紧力的变化进行推导计算,探讨绕组状态与压紧力之间的关系;同时从磁场学概念出发,研究了铁芯的磁致伸缩原理及影响因素。研究表明,铁芯和绕组在不同运行状况下的振动信号,具有很明显的频谱特性。为了更清楚地观察这种频谱特性,文章对采集到的数据进行了快速傅里叶变换(FFT),完成了频谱分析,应用数字滤波器滤除掉无效的谐波成分,将反映铁芯与绕组故障的谐波成分建立了包络线,提取其中的音频特征量,构建不同故障类型下的音频特征库模型。通过研究不同运行状态下特征规律,从而可以找到判定故障类型、制定检修方案的理论依据。在此基础上,本文设计了包含振动传感器和MPS-140801-IEPE信号采集卡的音频采集仪器,编写了基于LabVIEW开发环境的人机交互程序,实现了变压器音频信号的实时采集和后期信号分析。文章依托吉林省电力检修公司科技创新项目,先后三次在合心500kV变电站完成了带电作业,对负载运行下的1#主变C相变压器进行了信号采集试验,收集到变压器铁芯及绕组不同工况下的音频信号,采用前面提到的提取特征量的方法,得到了各种故障类型的音频信号特征规律,验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：电力变压器振动法状态监测音频特征量 LabVIEW

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矢量地理空间数据并行拓扑算法设计与实现

矢量地理空间数据并行拓扑算法设计与实现

作者：谷宇航解放军信息工程大学

学位级别：硕士

数据获取能力的不断提高和并行计算技术的日益成熟,为并行地理信息系统的发展创造了契机。为了提高GIS的数据处理能力和计算速度,并行GIS算法的研究受到越来越多的关注。由于矢量地理空间数据的复杂性,矢量并行GIS算法远不如栅格并行GI... 详细信息

数据获取能力的不断提高和并行计算技术的日益成熟,为并行地理信息系统的发展创造了契机。为了提高GIS的数据处理能力和计算速度,并行GIS算法的研究受到越来越多的关注。由于矢量地理空间数据的复杂性,矢量并行GIS算法远不如栅格并行GIS算法发展成熟,这也制约了并行GIS系统的发展进步。并行拓扑算法是并行GIS算法中较为重要的一部分,为了加快GIS建立拓扑关系的速度,提高并行GIS处理拓扑数据的能力,论文开展了矢量地理空间数据并行拓扑算法研究,对矢量地理空间数据并行拓扑算法进行了设计与实现。主要进行了如下工作：1.总结了拓扑算法、并行GIS和并行拓扑算法的发展现状,指出现有并行拓扑算法与本文研究的区别,并进一步明确本文的研究目的与内容。2.通过对现有并行GIS算法研究,特别是矢量并行G1S算法研究的特点及问题进行分析,从矢量并行GIS算法体系中归纳出符合矢量并行拓扑算法的相关路线与关键技术。3,根据并行算法设计的不同流程,设计出两种矢量地理空间数据并行拓扑算法的算法流程,并对并行拓扑算法的每一个关键步骤进行了详细设计。4.设计了基于OpenMP并行编程的矢量地理空间数据并行拓扑算法(PSPSPT算法),按照多次串并行转换的流程实现了PSPSPT算法,并通过实验得出该算法快速有效的结论。5.设计了基于MPI并行编程的矢量地理空间数据并行拓扑算法(DPSPT算法),按照划分为子区域进行全局拓扑再进行区域合并的流程,实现了DPSPT算法,并通过实验验证了该算法的快速性和有效性。6.对论文研究总结的同时,对两种矢量地理空间数据并行拓扑算法与传统串行算法进行了分析和比较。指出现阶段研究的不足,并对将PSPSPT算法和DPSPT算法应用到大规模并行GIS系统中可能存在的问题及解决方法进行了展望。

关键词：矢量地理空间数据并行GIS算法并行拓扑算法 OpenMP

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双峰型基础电子地图载负量变化规律的探究

测绘学报 2014年第3期43卷 306-313页

作者：江南曹亚妮孙庆辉张昊谷宇航信息工程大学地理空间信息学院地理信息工程国家重点实验室 61540部队

电子地图载负量是影响电子地图多尺度显示清晰性、平滑性和层次性的重要因素,也是多尺度显示模型建立的重要指标,因此,对电子地图载负量的研究具有重要意义。本文采用基于RGB值的方法获取了大量的基础电子地图载负量数据,发现基础电子... 详细信息

电子地图载负量是影响电子地图多尺度显示清晰性、平滑性和层次性的重要因素,也是多尺度显示模型建立的重要指标,因此,对电子地图载负量的研究具有重要意义。本文采用基于RGB值的方法获取了大量的基础电子地图载负量数据,发现基础电子地图载负量在全尺度范围内呈现出"双峰"型的变化规律,并利用眼动仪进行了地图感知试验和验证,最后,对"双峰"型电子地图载负量变化曲线形成的因素进行深入分析,指出该结论对于电子地图多尺度显示方案的制定有着指导意义和实际应用价值。

关键词：电子地图载负量双峰型地图载负量模型多尺度显示模型 S型曲线模型眼动仪

语义流引导采样结合注意力机制的脑肿瘤图像分割

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光学精密工程 2024年第4期32卷 565-577页

作者：宋建丽吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头市014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首... 详细信息

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首先,将特征对齐单元分别引入3D UNet、DMFNet和HDCNet三个经典网络,以验证其有效性和泛化性。其次,在DMFNet基础上构造轻量级的双重注意力特征对齐网络DAFANet,利用特征对齐单元强化上采样过程中的特征恢复,3D期望最大化注意力机制同时作用于特征对齐路径和级联路径,用于重点获取上下文的全程依赖关系。同时使用广义Dice损失函数提升数据不平衡时的分割精度并加快模型收敛。最后,在BraTS2018和BraTS2019公开数据集进行验证,文中所提算法在ET,WT和TC区域的分割精度分别达到80.44%,90.07%,84.57%和78.11%,90.10%,82.21%。相较于当前流行的分割网络,具有对增强肿瘤区域更好的分割效果,更擅长处理细节和边缘信息。

关键词：脑肿瘤图像分割特征对齐注意力机制轻量化

过渡金属有机框架材料的合成、表征及荧光性质研究

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过渡金属有机框架材料的合成、表征及荧光性质研究

作者：谷宇长春工业大学

学位级别：硕士

金属有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks,简写为MOFs）是一种由无机金属和有机配体自组装而成的多孔材料,兼具无机和有机材料的优点。凭借其可调的孔隙率、较高的热稳定性,MOFs材料已成为荧光传感器的优秀候选者。且通过将其他... 详细信息

金属有机骨架化合物（Metal-Organic Frameworks,简写为MOFs）是一种由无机金属和有机配体自组装而成的多孔材料,兼具无机和有机材料的优点。凭借其可调的孔隙率、较高的热稳定性,MOFs材料已成为荧光传感器的优秀候选者。且通过将其他荧光分子引入MOFs材料中,可以进一步提高MOFs材料荧光传感器的准确性、灵敏度、选择性和线性范围,基于上述优点,MOFs材料可广泛应用于溶液中金属离子、硝基爆炸物以及有机染料的吸附。因此,本论文中,我们选用了具有强π-共轭效应的半刚性配体1,3-双（2-苯并咪唑）苯（Hbbimb）和1,1,2,2-四（4-羧基苯基）乙烯（Htcpe）作为有机配体,采用溶剂热的方法,分别与硝酸银[AgNO]、硝酸锌[Zn（NO）]和硝酸镉[Cd（NO）]三种不同的金属盐进行反应,通过调节反应温度、时间、物料和溶剂种类等成功构筑了四种结构新颖的MOFs材料,并分别对结构与性质进行了研究。1.我们成功合成了一种具有发光性质的Ag-MOF材料,[Agbbimb]·DMF（化合物1）,并对其结构进行了表征,测试结果表明化合物1是由Ag和bbimb配体相互连结而成,具有罕见的LON拓扑结构。荧光测试结果表明化合物1对Fe和2,4,6-三硝基苯酚（TNP）有较好的猝灭效果,并且在其他金属离子或爆炸物存在的情况下依旧不受影响,可以作为检测Fe和TNP的荧光探针,其中对Fe的K值高达9.3×10～3,经五次循环后对TNP依旧具有较好的检测能力,证明其是一种具有识别Fe和TNP潜力的发光传感器。2.我们合成并表征了基于Zn和Cd的三种MOFs材料[Zn（tcpe）（3-AT）]·DMF·3DMA·HO（化合物2）、[Zn（tcpe）（TR）]·DMF·3DMA·HO（化合物3）、[Cd（tcpe）（3-AT）]·2DMF·4DMA·0.5HO（化合物4）。化合物2-4都能够有效吸附亚甲基蓝（MLB）、甲基紫（MV）、罗丹明B（RhB）、中性红（NR）等常见染料以及碱性红9（BR9）和碱性紫14（BV14）等致癌染料,其中化合物2对MLB的最大吸附量可达为769 mg·g。化合物2、3对小分子气体CO、CH、CH、CH、CH、CH等也有良好的吸附能力,并通过IAST计算发现化合物2对CH/CH（0.5/0.5）的分离比为369.13,高于化合物3。化合物4对MLB的最大吸附量为729 mg·g。实验结果表明,化合物2-4均可在甲基橙（MO）与致癌染料的混合溶液中选择性吸附两种致癌染料表明这几种MOFs材料在吸附小分子领域表现出优异的研究前景。

关键词：金属有机骨架材料半刚性配体金属离子与硝基爆炸物检测气体吸附与分离染料吸附

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一种新型结构与保温一体化复合墙板节点试验

防灾减灾工程学报 2024年第2期44卷 396-403页

作者：马少春谷宇鲍鹏河南大学土木建筑学院河南开封475004 河南大学开封市工程修复与材料循环工程技术研究中心河南开封475004

为解决复合墙板节点常见的保温板易燃、易脱落等棘手问题,并使其抗震性能良好。给出了一种新型的结构与保温一体化陶粒混凝土T型复合墙板节点。该复合墙板节点具有夹芯独特构造优势,主要表现在绿色节能,轻质高强,力学性能好,保温系统连... 详细信息

为解决复合墙板节点常见的保温板易燃、易脱落等棘手问题,并使其抗震性能良好。给出了一种新型的结构与保温一体化陶粒混凝土T型复合墙板节点。该复合墙板节点具有夹芯独特构造优势,主要表现在绿色节能,轻质高强,力学性能好,保温系统连接可靠,还能杜绝火灾的发生。通过对T型复合墙板节点进行抗震试验,分别研究了其滞回性能、破坏机理、承载及变形能力、延性、耗能、损伤等。结果表明:一体化复合墙板节点的破坏顺序为腹板-翼缘-节点核心区;薄弱位置主要发生在腹板脚部,混凝土被拉裂或压碎,钢筋被拉长或压弯等;节点核心区受力相对良好,安全储备充足;符合“强节点,弱构件”设计要求和墙板革新发展政策。延性系数大于3,墙板节点安全性能良好。通过损伤指标评估分析,了解了试件各阶段工作状态。

关键词：结构与保温一体化复合墙板节点抗震试验滞回及骨架曲线损伤指标

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深度学习检测肺结节难点问题综述

计算机工程与应用 2024年

作者：包强强唐思源谷宇内蒙古科技大学数智产业学院内蒙古科技大学包头医学院计算机科学与技术学院内蒙古科技大学数智产业学院内蒙古自治区模式识别与智能图像处理重点实验室

肺癌在全球范围内是致命性最高的癌症之一，肺结节是肺癌的早期表现形式，基于深度学习的肺结节检测模型因较高的检测准确率与效率逐渐成为辅助医生检测肺结节的有效方法。但是目前基于深度学习的肺结节检测模型仍有不足，一些重难点问... 详细信息

肺癌在全球范围内是致命性最高的癌症之一，肺结节是肺癌的早期表现形式，基于深度学习的肺结节检测模型因较高的检测准确率与效率逐渐成为辅助医生检测肺结节的有效方法。但是目前基于深度学习的肺结节检测模型仍有不足，一些重难点问题需要解决。第一，基于迁移学习、GAN网络、半监督学习与无监督学习解决模型训练时肺结节数据不足与类别不平衡问题。第二，增强模型特征提取能力提升对肺结节检测的敏感度与准确度。第三，提升模型假阳性肺结节筛查能力降低假阳性率。第四，加强模型检测肺结节的可解释能力。第五，基于大模型技术解决以上4个难点问题。最后，介绍检测模型训练与测试所需的数据集与评价指标并对未来肺结节检测优化方向进行讨论。

关键词：肺癌肺结节检测深度学习计算机辅助检测系统

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跨尺度点匹配结合多尺度特征融合的图像配准

液晶与显示 2024年第8期39卷 1090-1102页

作者：欧卓林吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

图像配准在脑部疾病的计算机辅助诊疗和远程手术等方面具有重要作用。U-Net及其变体网络广泛应用于医学图像配准领域,在配准精确度和配准时间上取得了较好效果。然而,现有的配准模型在处理复杂图像形变时,难以学习到图像中微小结构的边... 详细信息

图像配准在脑部疾病的计算机辅助诊疗和远程手术等方面具有重要作用。U-Net及其变体网络广泛应用于医学图像配准领域,在配准精确度和配准时间上取得了较好效果。然而,现有的配准模型在处理复杂图像形变时,难以学习到图像中微小结构的边缘特征,且忽视了不同尺度上下文信息的关联。针对上述问题,本文提出了一种基于跨尺度点匹配结合多尺度特征融合的配准模型。首先,在模型的编码结构中引入跨尺度点匹配模块,增强对图像突出区域特征的表达以及对微小结构边缘细节特征的把握;然后,在解码结构中对多尺度特征进行融合,形成更全面的特征描述;最后,在多尺度特征融合模块中融入注意力模块,突出空间和通道的信息。在3个脑部核磁共振(Magnetic Resonance,MR)数据集上的实验结果表明,以OASIS-3数据集为例,本文方法的配准精确度相较于Affine、SyN、VoxelMorph以及CycleMorph等方法,本文方法分别提升了23.5%、12.4%、0.9%和2.1%;ASD值相较于各方法分别降低了1.074、0.434、0.043和0.076。本文提出的模型能更好地把握图像的特征信息,提升配准的精确度,对医学图像配准的发展具有重要意义。

关键词：医学图像配准编码器-解码器结构特征加权特征匹配注意力机制