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基于信噪比模型的多角度偏振成像仪数据校正方法对比与评价

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：王羿孟炳寰叶晨骆冬根姚萍萍王天昊洪津中国科学技术大大学中国科学院合肥物质科学研究院中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

多角度偏振成像仪在数据校正过程主要包括本底校正和帧转移校正两部分。光电探测器的图像采集是一个随机抽样的过程，数据校正过程需对抽样结果进行运算，从而引入噪声。论文结合多角度偏振成像仪数据校正过程，主要讨论了本底校正和帧... 详细信息

多角度偏振成像仪在数据校正过程主要包括本底校正和帧转移校正两部分。光电探测器的图像采集是一个随机抽样的过程，数据校正过程需对抽样结果进行运算，从而引入噪声。论文结合多角度偏振成像仪数据校正过程，主要讨论了本底校正和帧转移效应校正对信噪比的影响，分析了两种帧转移效应校正方法的情况，分别对信噪比进行建模和仿真，并用大气环境监测卫星多角度偏振成像仪实测数据进行验证。结果表明，本底校正和帧转移效应校正均会使噪声增加，降低信噪比。本底校正时应选择大于5幅本底探测数据。两种帧转移效应校正方法相比，列总量比例法优于暗行法，最大可以使信噪比增加15.8。

关键词：多角度偏振成像仪数据校正信噪比帧转移效应

层状介质模型多道海洋直流电法拖缆变形数据校正模拟分析

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地球物理学进展 2022年第5期37卷 2156-2172页

作者：刘慧芳李波郭秀军中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100

多道海洋直流电法是海洋地球物理探测技术的重要手段之一,应用该方法进行海洋探测时,其用于数据采集的拖缆在外力作用下会产生变形,导致测量的数据产生畸变,进而影响反演结果.本文基于视电阻率、视电阻率变异比及视电阻率变异系数等参数... 详细信息

多道海洋直流电法是海洋地球物理探测技术的重要手段之一,应用该方法进行海洋探测时,其用于数据采集的拖缆在外力作用下会产生变形,导致测量的数据产生畸变,进而影响反演结果.本文基于视电阻率、视电阻率变异比及视电阻率变异系数等参数,通过数值模拟的方法分析了拖缆不同曳航高度、不同变形形状、不同变形方向、不同变形幅度等因素对测量数据及校正后数据的影响并进行定量评价,基于校正后的数据,引入异常变化比等参数综合分析拖缆变形对含气层和孤立含气区异常特征分辨的影响.研究结果表明,拖缆变形不仅会导致测量的视电阻率数据发生畸变,还会使利用实际装置系数校正后的数据视也产生偏差,数据畸变的特征与拖缆变形形式及曳航高度有关,可用视电阻率、视电阻率变异比、视电阻率变异系数综合分析对数据的畸变水平进行量化评价.在一定变形范围内,校正后的数据可以显现含气异常,但反映能力有所下降;当拖缆变形幅度过大时,校正后的数据会差生大幅度波动,不仅淹没原有含气反映,甚至产生虚假异常.

关键词：多道海洋直流电法拖缆变形层状介质数据校正数值模拟

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基于大规模严格机理模型的数据校正

高校化学工程学报 2008年第5期22卷 877-882页

作者：张正江祝铃钰邵之江陈曦钱积新浙江大学工业控制研究所工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027 浙江工业大学化材学院浙江杭州310014

实时优化要求准确的过程模型与过程数据,然而通过仪表测量获取过程数据不仅存在随机误差而且有时还存在过失误差,直接影响实时优化的准确性。根据流程工业过程系统的特点,提出了基于大规模严格机理模型的数据校正,构造了随机误差与过失... 详细信息

实时优化要求准确的过程模型与过程数据,然而通过仪表测量获取过程数据不仅存在随机误差而且有时还存在过失误差,直接影响实时优化的准确性。根据流程工业过程系统的特点,提出了基于大规模严格机理模型的数据校正,构造了随机误差与过失误差的隶属函数并根据它们的隶属度大小来诊断过失误差。当测量信息丰富时,可同时对进料的流量、组分及压力等多种测量数据同时进行数据校正。将基于大规模严格机理模型的数据校正应用于大规模乙烯分离系统进行仿真模拟,测量值仅存在随机误差时,经过数据校正后,满足严格机理模型。测量值引入过失误差时,可准确地诊断出过失误差。模拟计算结果证实了基于大规模严格机理模型的数据校正与过失误差诊断方法的有效性。

关键词：严格机理模型开放式方程数据校正过失误差诊断隶属函数

DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据校正与融合研究

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DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据校正与融合研究

作者：仲晓雅中国矿业大学

学位级别：硕士

夜间灯光数据与传统可见光遥感数据探测白天地物电磁波辐射的特性不同，具有在夜间探测地表发出的城市灯光、自然界火光等光源强度的能力。由于夜间灯光数据不仅具有大尺度、多时相的特性，同时具有能直观表征人类活动强度的独特优点，... 详细信息

夜间灯光数据与传统可见光遥感数据探测白天地物电磁波辐射的特性不同，具有在夜间探测地表发出的城市灯光、自然界火光等光源强度的能力。由于夜间灯光数据不仅具有大尺度、多时相的特性，同时具有能直观表征人类活动强度的独特优点，卫星观测获得的夜间灯光数据已成为广泛使用的地理空间数据产品之一，在城市发展研究领域有较大的应用潜力。长时间序列的夜间灯光影像，对于探讨城市发展机理有十分重要的意义。DMSP/OLS数据和NPP/VIIRS数据覆盖了1992-2020年的全球夜间灯光影像，是科学研究使用最为广泛的两类夜间灯光数据。　　在梳理已有研究后，本研究提出了一套融合DMSP/OLS数据和NPP/VIIRS数据的方法。通过对DMSP/OLS、NPP/VIIRS V2年度数据进行处理及NPP/VIIRS V1月度数据进行年度数据合成，获得了多种夜间灯光年度数据（包括EANTLI数据、NPP/VIIRS V1月度数据合成年度数据和NPP/VIIRS V2年度数据）。通过融合EANTLI数据和NPP/VIIRS年度数据获得了长时间序列的类EANTLI数据，并使用该数据在东三省进行了城市发展评价。该文的主要结论如下：　　（1）DMSP/OLS数据存在不同传感器不同年份数据不可比的问题，构建的时间序列可比较校正方法能够去除不同年份DMSP/OLS数据中的不稳定像元。通过对2000-2013年的DMSP/OLS数据进行了数据预处理、相互校正、多传感器年内融合、时间序列可比较校正和饱和校正获得了2000-2013年的EANTLI数据，提高了时间序列的可比较性，降低了饱和效应，对比度和清晰度都优于原始数据和饱和校正前的数据。　　（2）NPP/VIIRS数据存在大量低值噪声，提出的基于灵活阈值去除NPP/VIIRS数据噪声的方法，适用于NPP/VIIRS V1月度数据和NPP/VIIRS V2年度数据的噪声去除。通过对NPP/VIIRS数据进行数据预处理、噪声处理、极高值处理以及年度数据合成，获得2012-2020年的NPP/VIIRS年度数据，处理后的NPP/VIIRS数据更符合中国夜间灯光的实际情况。通过对比9月均合成、12月均合成以及中位数月均合成三种方法合成的NPP/VIIRS年度数据以及NPP/VIIRS V2年度数据进行对比，发现中位数月均合成年度数据与社会经济的相关性最高，且为月度数据合成年度数据中最为便利的方法。　　（3）提出了EANTLI和NPP/VIIRS长时间序列夜间灯光数据融合的方法，获得了长时间序列的夜间灯光数据。通过整合夜间灯光数据的空间分辨率和统一夜间灯光数据的亮度值属性获得了2000-2020年的类EANTLI数据。校正后的类EANTLI数据拥有和EANTLI数据相匹敌的夜间灯光亮度高动态范围，且夜间灯光亮度总和上升较为平稳，能对传感器的异常变化进行较好的平滑处理，数据的对比度和信息量都呈现上升趋势。　　（4）以东三省地区为例，将类EANTLI数据与传统统计数据相结合进行了东三省城市发展评价，体现了长时间序列夜间灯光数据在城市发展研究中的潜力。使用Zipf指数和基尼指数分析了东三省城市规模分布变化，通过构建城市发展指数指标体系，运用熵值法获得各指标权重，计算获得了各城市不同年份的城市发展指数，分析了东三省城市发展时空演化。东三省的人口规模和夜光规模变化趋势存在一定差异，夜光规模相较人口规模更加集中，居民收入和夜光发展都较为均衡。东三省大部分城市的城市发展指数都呈现了上升的趋势，部分资源依赖型城市和传统农业型城市出现了城市发展指数的下降。城市发展指数出现下降的城市在城市发展的过程中大多存在人口流失的现象。

关键词：夜间灯光影像时间序列数据校正数据融合

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一种混杂系统数据校正新方法

化工学报 2005年第6期56卷 1057-1062页

作者：张奇然荣冈浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

对于既包含连续生产过程又包含离散事件的混杂系统,尤其是对于带有生产方案切换的实际生产过程,通过在物料平衡模型中引入随机调度方程,从而构造出包含随机调度方程参数变量θ的新型协调模型,然后利用一种不确定模型的协调算法对此模型... 详细信息

对于既包含连续生产过程又包含离散事件的混杂系统,尤其是对于带有生产方案切换的实际生产过程,通过在物料平衡模型中引入随机调度方程,从而构造出包含随机调度方程参数变量θ的新型协调模型,然后利用一种不确定模型的协调算法对此模型进行求解,最后,通过仿真研究证实了该方法的有效性和鲁棒性.

关键词：数据校正不确定模型混杂系统

基于混合型鲁棒输入训练神经网络的非线性数据校正方法及其应用

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东南大学学报（自然科学版） 2013年第2期43卷 322-327页

作者：任少君司风琪李欢欢徐治皋东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096

提出了一种基于混合型鲁棒输入训练神经网络的非线性数据校正模型,在基于过程数据的神经网络模型中引入了反映过程机理的约束方程.根据所提模型的网络结构,采用罚函数法将约束方程加入到网络训练目标函数中,并采用BP算法推导出该网络的... 详细信息

提出了一种基于混合型鲁棒输入训练神经网络的非线性数据校正模型,在基于过程数据的神经网络模型中引入了反映过程机理的约束方程.根据所提模型的网络结构,采用罚函数法将约束方程加入到网络训练目标函数中,并采用BP算法推导出该网络的学习方法,进而给出了基于该方法的数据校正流程.分别以一个五维非线性系统和某1 000 MW机组1#高加测点为对象进行算例分析,结果表明:所提出的模型能正确检验出测量数据中的不良值,具有良好的鲁棒性;在完成数据校正的同时还能保证重构数据满足相应的系统机理约束条件;在多测点同时发生故障时,也能保证数据校正的准确性和可靠性.

关键词：混合型鲁棒输入训练神经网络故障诊断机理约束罚函数数据校正

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一种求解数据校正问题的基于经验增强的方法

高校化学工程学报 2011年第3期25卷 482-488页

作者：张正江邵之江陈曦方学毅王可心钱积新浙江大学工业控制技术国家重点实验室工业控制研究所浙江杭州310027 温州大学物理与电子信息工程学院浙江温州325035

基于机理模型的数据校正问题中,过程系统比较复杂时就要面临求解大规模非线性规划问题。如果直接求解,由于方程维数大且为非线性,问题自由度大,因此求解难度较高,容易导致求解收敛失败。数据校正问题的特点是当测量变量的测量值发生变... 详细信息

基于机理模型的数据校正问题中,过程系统比较复杂时就要面临求解大规模非线性规划问题。如果直接求解,由于方程维数大且为非线性,问题自由度大,因此求解难度较高,容易导致求解收敛失败。数据校正问题的特点是当测量变量的测量值发生变化时对同一过程对象模型重复地进行求解计算。基于此特点,今提出了一种基于经验增强的求解方法。此方法通过合理地利用以前求解的经验,以达到提高收敛性的效果。设计了此方法的框架及其具体实现步骤,并应用脱丙烷塔和脱丁烷塔的联塔系统与乙烯分离系统进行测试,结果显示相比于传统求解方法,此方法具有很好的收敛性。

关键词：数据校正机理模型经验增强收敛性

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数据校正在精馏塔系中的应用

化工自动化及仪表 1997年第1期24卷 30-36页

作者：李红军秦永胜徐用懋清华大学自动化系

针对某芳烃联合装置中精馏塔系的双线性数据校正问题，通过引入测度因子函数，将双线性问题转化为线性数据校正问题，进行了稳态数据校正的研究，得出了该类问题的一种解法。仿真实验表明该方法迅速。

关键词：精馏塔数据协调误差检测数据校正

基于独立物流的组分流率与总流率平衡的数据校正新方法

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高校化学工程学报 2004年第4期18卷 477-482页

作者：金思毅童力杨朝合赵文周传光石油大学化学化工学院青岛科技大学化工学院山东青岛266042 青岛科技大学化工学院

在分析适于双线性约束的Simpson法基本原理的基础上,指出了该方法直接用于多组分过程数据校正不满足组分流率与总流率平衡约束的缺陷。同时,为充分利用基于独立物流的Simpson法简单、快速、准确的优点,通过在目标函数中引入组分独立物... 详细信息

在分析适于双线性约束的Simpson法基本原理的基础上,指出了该方法直接用于多组分过程数据校正不满足组分流率与总流率平衡约束的缺陷。同时,为充分利用基于独立物流的Simpson法简单、快速、准确的优点,通过在目标函数中引入组分独立物流与总独立物流平衡的约束条件,推导给出了新的计算方法。实例对比研究表明,新方法克服了Simpson法的缺陷,且新方法与常用的投影矩阵法相比具有较高的精度。

关键词：数据校正独立物流最优化物料平衡多组分