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基于多时相遥感图像的地表智能检测与评估研究

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基于多时相遥感图像的地表智能检测与评估研究

作者：郭金源湖南大学

学位级别：硕士

遥感卫星已成为获取大尺度宏观地表信息的重要手段,在地表分类、变化监测和评估等领域具有广泛的应用。随着遥感平台的不断发展,遥感卫星可以重复对同一区域进行监测,多时相数据获取也变得越来越容易。相比单时相遥感图像,多时相遥感图... 详细信息

遥感卫星已成为获取大尺度宏观地表信息的重要手段,在地表分类、变化监测和评估等领域具有广泛的应用。随着遥感平台的不断发展,遥感卫星可以重复对同一区域进行监测,多时相数据获取也变得越来越容易。相比单时相遥感图像,多时相遥感图像可以记录地物实时信息,包含更多的地物联系性以及周期性变化信息。自然资源是人类赖以生存的基础,保护自然资源是人类持续生存的保障。因此,对利用遥感图像智能分析进行自然资源监测也提出了更高的要求。具体来讲,首先希望高精度的检测地表概况;其次希望充分挖掘时序信息对该地表变化情况进行检测;最后希望结合智能检测结果和原始的多景图像分析整个变化过程,对区域进行生态评估,从而为科学管理和决策提供参考依据,促进资源的可持续发展。然而当前深度学习技术在处理多时相遥感图像时仍然存在样本难以获取、特征难以充分利用等挑战。因此,本文基于多时相遥感图像进行了如下研究:1)针对当前深度学习忽略了研究对象的特殊性问题,提出了一种基于多时相遥感图像的先验监督地物检测算法。该算法利用基于物候先验的损失函数,聚焦于引导训练过程向作物更容易被识别的方向,在尽可能不增加网络计算量的同时提高了网络识别的准确性。另外考虑到单模态遥感图像存在不同的缺陷,该算法还提出了一种新颖的综合多源图像互补信息的方法,以提高模型智能处理的性能。2)针对当前深度学习对训练样本的需求量大、特征提取不充分等问题,提出了一种基于超像素图卷积和像素三维卷积时空谱特征融合的多时相半监督地表变化检测算法。该算法首先通过多个图卷积和时相卷积组成的时空谱图子网络提取超像素级别大尺度的特征,并结合图编码模块实现端到端的训练;其次,联合改进的三维卷积神经网络获取像素级别微妙的时空谱特征;最后,使用少量样本融合不同尺度的时空谱特征进行变化检测,从而解决变化检测对时相要求较高以及特征提取不充分的问题。此外,利用GCN的特性,结合只在少量标记样本上计算交叉熵损失完成网络的半监督训练,缓解了深度学习对训练样本依赖性高的问题。3)针对当前地表生态环境评估方法耗费大量人力物力、对图像要求较高等问题,提出了一种兼具遥感时效性和表征生态学意义的长时间尺度下的地表生态环境评估方法。该评估方法包括生态环境功能指数、生态环境稳定指数、生态环境胁迫指数,既通过使用多景遥感图像计算解决了对图像要求高的问题,同时又包括反映自身生产力、稳定性、人类活动对其影响的指标,考虑更加全面、更具有生态评价实际意义。此外,该方法所有指标直接通过遥感图像计算获得,省时省力。

关键词：多时相遥感图像深度学习地物检测变化检测生态评估

面向HY-1C卫星CZI陆地遥感图像的云检测方法研究

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遥感学报 2023年第1期27卷 55-67页

作者：杨彬郭金源何鹏叶小敏刘建强湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 南华大学机械工程学院衡阳421001 国家卫星海洋应用中心北京100081 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081

搭载在中国首颗海洋水色业务卫星HY-1C上的海岸带成像仪CZI(Coast Zone Imager)于2019年6月开始业务化运行,其获取的大量海岸带、陆地和海洋数据对于海洋灾害与环境监测研究具有重要意义。CZI对地观测受云干扰,影响数据的后续应用。现... 详细信息

搭载在中国首颗海洋水色业务卫星HY-1C上的海岸带成像仪CZI(Coast Zone Imager)于2019年6月开始业务化运行,其获取的大量海岸带、陆地和海洋数据对于海洋灾害与环境监测研究具有重要意义。CZI对地观测受云干扰,影响数据的后续应用。现有的云检测算法大都基于RGB图像或者包含热红外的多光谱展开,对于HY-1C CZI这类RGB-近红外4个波段遥感图像研究较少。为此,本文提出了一种针对HY-1C CZI遥感图像的非监督遥感图像云检测方法。该方法包含训练样本选择、特征提取、支持向量机SVM(Support Vector Machine)分类和后处理这4个过程。在训练样本选择中,结合暗通道反射率、归一化植被指数和白度指数,提出了一种训练样本自动提取算法。该算法使用白度指数作为遥感图像细节信息提取数据源,并通过逐步细化过程精确提取样本。针对特征提取,选取图像的空—谱特征信息,包含反射率、光谱指数、纹理和结构特征,使云与非云区域的差异最大化。基于自动提取的训练样本及其特征描述,采用SVM对CZI遥感数据进行初分类,并在此基础上进行导向滤波、孔洞填充和几何判断后处理,以获取云检测结果。该算法的优势在于:(1)无需人工标注即可自动获取训练样本;(2)能够充分利用近红外波段信息。本文将该算法运用于植被、土壤、湿地和冰雪场景这4种典型场景中,并与目前流行的非监督云检测算法对比分析。相较于其他云检测算法,定性分析结果表明本文云检测结果与人工标注的云分布真实图具有较好的一致性;定量结果表明本文提出的算法在各个场景上都具有最低的错误率。通过以上对比分析,表明本文提出的云检测算法在不同的场景下识别结果都更加准确,证明了本文算法对于HY-1C CZI陆地遥感图像云检测的有效性。

关键词： HY-1C 海岸带成像仪云检测白度指数非监督

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与时俱进开拓创新努力创建一流企业

施工企业管理 2003年第4期 35-36页

作者：郭金源山东送变电工程公司

近年来,面对中国加入WTO、电力体制改革的新形势,山东送变电工程公司与时俱进,深化改革,开拓进取,勇创一流,保持了企业强劲的发展势头.

关键词：山东送变电工程公司档案管理企业形象电力工业经营管理安全管理

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浅析基于卷积神经网络的推荐系统

信息系统工程 2019年第10期32卷 103-105页

作者：高晖春郭金源陈东玲陈鹏飞刘畅天津师范大学地理与环境科学学院

随着互联网的飞速发展,我们进入信息爆炸的时代,人们很难从海量数据中提取出有效信息,推荐系统应运而生。神经网络是一大研究热点,也给推荐系统的发展带来新的机遇,因此,我们提出一种基于卷积神经网络的推荐系统,引入两个物品隐因子,并... 详细信息

随着互联网的飞速发展,我们进入信息爆炸的时代,人们很难从海量数据中提取出有效信息,推荐系统应运而生。神经网络是一大研究热点,也给推荐系统的发展带来新的机遇,因此,我们提出一种基于卷积神经网络的推荐系统,引入两个物品隐因子,并通过用户评分过的物品的隐向量之和表示用户;利用卷积神经网络不断学习来计算物品隐因子,以此得出用户的推荐物品列表。与目前先进的算法作比较,实验结果显示,本算法具有更好的准确率和稳定性,有效缓解了数据稀疏性问题。

关键词：推荐系统协同过滤神经网络

2005—2019年金花茶自然保护区生态环境质量评价

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测绘通报 2021年第11期 7-11页

作者：郭金源赵海盟韩雪蓉李嘉力李丽和杨海菊杨彬湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 桂林航天工业学院广西高校无人机遥测重点实验室广西桂林541004 广西壮族自治区生态环境监测中心广西南宁530028

生态评价对自然保护区的科学有效管理和可持续发展具有重要意义。本文基于空间分辨率为30 m的Landsat影像和时间分辨率为8 d的GLASS数据,采用由生态环境功能指数、生态环境稳定指数、生态环境胁迫指数加权构建的生态环境质量指数(EQI),... 详细信息

生态评价对自然保护区的科学有效管理和可持续发展具有重要意义。本文基于空间分辨率为30 m的Landsat影像和时间分辨率为8 d的GLASS数据,采用由生态环境功能指数、生态环境稳定指数、生态环境胁迫指数加权构建的生态环境质量指数(EQI),对2005—2019年金花茶自然保护区的生态环境质量进行评价。结果表明,金花茶自然保护区生态环境质量整体良好;2005—2019年生态环境质量不断得到改善;生态环境质量等级为差和低的区域主要分布在保护区四周,所占比例自2014年逐年增加,这与周边居民人为活动密切相关。

关键词：生态环境质量指数金花茶自然保护区生态环境生态环境功能指数生态环境结构指数生态环境胁迫指数

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改性木薯淀粉胶粘剂的制备及性能研究

中国胶粘剂 2018年第2期27卷 21-25页

作者：徐阳郭金源潘亮肖志峰刘英男姜洋张彦华东北林业大学材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

以琥珀酸酐为酯化剂,采用干法酯化法对木薯淀粉进行酯化改性;酯化改性淀粉中的羧基和羟基与橡胶乳液(如羧基丁苯胶乳)中的特定官能团进行化学反应或分子间力的作用,再于热压组坯之前加入少量异氰酸酯交联剂进行改性,制得了改性淀粉胶粘... 详细信息

以琥珀酸酐为酯化剂,采用干法酯化法对木薯淀粉进行酯化改性;酯化改性淀粉中的羧基和羟基与橡胶乳液(如羧基丁苯胶乳)中的特定官能团进行化学反应或分子间力的作用,再于热压组坯之前加入少量异氰酸酯交联剂进行改性,制得了改性淀粉胶粘剂。研究结果表明:干法酯化降低了木薯淀粉的结晶度;当w(羧基丁苯胶乳)=12%(相对于改性胶粘剂质量而言)时,羧基丁苯胶乳对淀粉胶粘剂的改性效果良好,既可使淀粉分子间的连接较为密集(致密程度、耐水性提高),又可使淀粉的颗粒几乎消失(分散性提高)。

关键词：胶粘剂木薯淀粉异氰酸酯橡胶乳液改性

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不同场景下影像特征提取算法的适用性研究

测绘与空间地理信息 2021年第8期44卷 39-43页

作者：倪嘉联郭昱含王强杨彬郭金源天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

近年来,随着摄影测量技术的不断发展,动态测量逐渐走入人们的视野。而动态测量对于特征提取而言,不仅意味着速度快,还需兼顾精度高。目前经典的特征提取算法在高速度与高精度之间并不能两全,就不同的场景,特征提取算法应有不一样的选择... 详细信息

近年来,随着摄影测量技术的不断发展,动态测量逐渐走入人们的视野。而动态测量对于特征提取而言,不仅意味着速度快,还需兼顾精度高。目前经典的特征提取算法在高速度与高精度之间并不能两全,就不同的场景,特征提取算法应有不一样的选择。本文通过比较SIFT、SURF、SIFTGPU与ORB四种算法,探讨不同场景特征匹配算法的选择参考。实验表明,SIFT算法最稳定,同时速度最慢,对平台要求最高。SIFTGPU有很棒的速度与较好的正确率,对多种场景的适应性良好。SURF速度较慢,但在特征缺乏的场景较为占优。ORB在特征丰富场景更具优势,要获得质量更高的特征点,需根据场景调整参数。

关键词：图像匹配特征提取适用性比较动态测量

基于SBAS In SAR技术的叙古高速沿线滑坡识别与监测

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自然资源遥感 2024年

作者：杨辰金源邓飞史绪国中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院广东省佛山地质局中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部广西岩溶动力学重点实验室联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心

叙永-古蔺(叙古)高速公路位于四川盆地南缘,线路周边地质条件复杂,其安全运营受到地质灾害威胁,因此,叙古高速沿线地质灾害的识别分析具有十分重要的意义。合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)技术... 详细信息

叙永-古蔺(叙古)高速公路位于四川盆地南缘,线路周边地质条件复杂,其安全运营受到地质灾害威胁,因此,叙古高速沿线地质灾害的识别分析具有十分重要的意义。合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)技术具有全天时全天候、覆盖范围大和毫米级地表形变监测的优势,在广域滑坡识别监测中发挥了重要作用。基于此,采用小基线数据集(small baseline subset,SBAS)InSAR技术对2017年2月—2020年9月Sentinel-1升降轨数据集进行处理分析,获取叙古高速沿线地表形变速率,共探测到包括集美滑坡等在内的18处滑坡体,分析发现滑坡形变主要与人为活动相关。结果同时表明,升降轨数据结合有助于更准确地识别灾害点分布。随着数据的积累与技术的不断发展,InSAR技术可以在地质灾害防治中发挥越来越重要的作用。

关键词：滑坡探测合成孔径雷达干涉测量叙古高速小基线数据集

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数电发票在企业税务管理数字化中的应用实践

财务与会计 2024年第17期 48-52,57页

作者：金源朱海莹上海国家会计学院智能财务研究院上海财经大学会计学院

数电发票对企业税务管理数字化建设提出了新要求。本文从介绍数电发票的特点与应用价值入手,提出企业需基于整体环境评估选择数电发票实施方案,并以科技企业H公司为例,对其自建数电发票平台,依托平台形成全生命周期发票管理能力,助力涉... 详细信息

数电发票对企业税务管理数字化建设提出了新要求。本文从介绍数电发票的特点与应用价值入手,提出企业需基于整体环境评估选择数电发票实施方案,并以科技企业H公司为例,对其自建数电发票平台,依托平台形成全生命周期发票管理能力,助力涉税数据沉淀和应用的具体实践做法和成效进行介绍。

关键词：数电发票税务管理数字化全生命周期发票管理