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矿区土地生态评价及空间分异研究

中国矿业大学学报 2017年第1期46卷 192-200页

作者：徐嘉兴赵华李钢吴立新傅建春中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室

针对矿区土地生态系统的结构、功能与问题,以沛县矿区为例,从自然条件、景观结构、干扰程度和生态效益4个方面构建评价指标体系,综合评价矿区土地生态质量,并定量分析矿区土地生态质量空间分异特征.结果表明:土地生态质量总体趋势以农... 详细信息

针对矿区土地生态系统的结构、功能与问题,以沛县矿区为例,从自然条件、景观结构、干扰程度和生态效益4个方面构建评价指标体系,综合评价矿区土地生态质量,并定量分析矿区土地生态质量空间分异特征.结果表明:土地生态质量总体趋势以农业为主的南部地区好于以工矿建设为主的北部,呈现由工矿和城市为核心向四周辐射递增的格局;生态质量较好的区域占总面积的36.06%,生态质量较差的区域占24.05%;大规模煤炭开采和城镇化建设是影响矿区生态状况的主要原因.进一步对矿区土地生态质量空间进行自相关分析可知,其自相关性为0.537 7,表明矿区土地生态质量表现出较强的空间集聚特征;在空间分布上"高值区"和"低值区"聚集特征明显,并存在一定数量的空间"异常点",为矿区土地综合治理与生态修复提供了一定的数据支撑与理论依据.

关键词：土地生态质量评价空间自相关煤矿

基于双差伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合导航

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第12期40卷 1690-1694,1700页

作者：张秋昭张书毕刘志平郑南山中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116

GPS/SINS组合导航系统的观测模型直接关系着导航系统的精度。提出了一种基于双差伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合观测模型。分析了采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率两种观测模型对组合导航输出参数精度的影响。实测数据结果表明,采用双... 详细信息

GPS/SINS组合导航系统的观测模型直接关系着导航系统的精度。提出了一种基于双差伪距/伪距率的GPS/SINS紧组合观测模型。分析了采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率两种观测模型对组合导航输出参数精度的影响。实测数据结果表明,采用双差伪距和采用双差伪距/伪距率作为观测值均能实现组合导航系统的收敛。引入双差伪距率观测值明显改善了系统的可观测性,不仅提高了组合导航中速度和姿态角的估计精度,也加快了速度误差和姿态角误差估计的收敛速度。

关键词：紧组合双差观测值组合导航惯性导航系统

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矿区生态扰动监测研究进展与展望

测绘学报 2017年第10期46卷 1705-1716页

作者：汪云甲中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116

矿区资源开发致使其面临着严重的生态环境问题,监测和分析矿区生态环境各种典型信号和异常已成为环境保护、生态恢复等工作的重要基础。本文从地表形变与沉降、地下煤火与煤矸石山自燃及其他生态要素监测等方面讨论了矿区生态扰动监测... 详细信息

矿区资源开发致使其面临着严重的生态环境问题,监测和分析矿区生态环境各种典型信号和异常已成为环境保护、生态恢复等工作的重要基础。本文从地表形变与沉降、地下煤火与煤矸石山自燃及其他生态要素监测等方面讨论了矿区生态扰动监测研究进展,进行了国内外进展比较及发展趋势展望。由于采动沉陷与生态环境变化的特殊性、复杂性和高度动态性,单一监测手段难以奏效,将空天地一体化对地观测传感网和矿山物联网相结合,发展矿区生态扰动多源多尺度空天地协同监测与智能感知体系,是未来研究的重点及努力方向。

关键词：矿区生态扰动地表形变与沉降地下煤火煤矸石山自燃监测

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基于手机多源传感器的室内火灾行人行为识别

同济大学学报（自然科学版） 2019年第3期47卷 414-420页

作者：陈国良曹晓祥国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

针对室内火灾情境下人员安全的有效监控问题,提出了一种基于手机多源传感器的室内火灾行人细粒度行为识别与匹配方法.借助手机内置多源传感器完成对行人当前表征行为特征的数据采集,在异常子序列探测后提取行为特征向量,利用基于关键点... 详细信息

针对室内火灾情境下人员安全的有效监控问题,提出了一种基于手机多源传感器的室内火灾行人细粒度行为识别与匹配方法.借助手机内置多源传感器完成对行人当前表征行为特征的数据采集,在异常子序列探测后提取行为特征向量,利用基于关键点序列的动态时间规整(Key-DTW)算法或者相应训练成型的分类模型分别对特征各异的行为进行匹配、理解;并对不同传感器组合方式和不同设备位置的识别能力进行比较;最后,综合识别结果进而分析行人当前生理、心理、位置状态,为室内应急救援工作提供决策信息.经模拟试验验证,该方法不仅能够对行人应激性细粒度行为有较高的识别准确率,对于持久性的动作也有着很高的匹配精确性和效率.

关键词：室内火灾多源传感器行为识别机器学习 Key-DTW算法

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局部单应约束的高精度图像自动配准方法

测绘学报 2012年第3期41卷 401-408页

作者：杨化超张磊姚国标王永波国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

提出一种基于SIFT特征的抗差图像匹配算法。算法分为两个阶段:①初始匹配,综合利用SIFT特征匹配方法和基于SIFT特征尺度和方位信息的自适应归一化互相关(normalized cross correlation,NCC)方法建立初始相关,并基于几何关系一致性检测... 详细信息

提出一种基于SIFT特征的抗差图像匹配算法。算法分为两个阶段:①初始匹配,综合利用SIFT特征匹配方法和基于SIFT特征尺度和方位信息的自适应归一化互相关(normalized cross correlation,NCC)方法建立初始相关,并基于几何关系一致性检测剔除误匹配;②匹配传播,在初始相关的基础上,利用自适应NCC和局部单应约束进行匹配传播,迭代产生更多的匹配点并采用几何关系一致性检测剔除可能的误匹配。初始单应采用最小二乘匹配方法估计得到,并采用自适应NCC为其提供良好的初始值。与现有的基于SIFT特征的图像配准方法相比,算法在抗几何变形和配准精度等方面具有优越性。

关键词：图像配准尺度不变特征变换匹配传播局部单应最小二乘匹配

WiFi-PDR室内组合定位的无迹卡尔曼滤波算法

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测绘学报 2015年第12期44卷 1314-1321页

作者：陈国良张言哲汪云甲孟晓林中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 诺丁汉大学

针对当前室内定位的应用需求和亟待解决的关键问题,结合城市室内环境下广泛存在的WiFi无线信号以及智能手机传感器信息,提出了一种WiFi无线信号联合行人航迹推算(PDR)的室内定位方法。该方法采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对WiFi和PDR定... 详细信息

针对当前室内定位的应用需求和亟待解决的关键问题,结合城市室内环境下广泛存在的WiFi无线信号以及智能手机传感器信息,提出了一种WiFi无线信号联合行人航迹推算(PDR)的室内定位方法。该方法采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对WiFi和PDR定位信息进行融合处理,有效克服了WiFi单点定位精度低和PDR存在累计误差的问题。针对融合算法中WiFi指纹匹配计算量大的问题,用k-means聚类算法对WiFi指纹库进行聚类处理,降低了指纹匹配算法的计算量,提高了算法的实时性。通过在华为P6-U06智能手机平台上实际测试,在时间效率上经过聚类处理后系统定位耗时有很大程度的改善,平均降幅为51%,其中最大降幅达到64%,最小的也达到了36%;在定位精度上,当室内人员为行走状态时WiFi定位平均误差为7.76m,PDR定位平均误差为4.57m,UKF滤波融合后平均定位误差下降到1.24m。

关键词：室内定位手机传感器 WiFi 行人航迹推算 k-means 无迹卡尔曼滤波

基于光谱吸收特征的土壤重金属反演及吸附机理研究（英文）

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 316-323页

作者：王惠敏谭琨武复宇陈宇陈力菡中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200241

土壤中的重金属含量较少,难以在光谱曲线上表现出明显的特征,现有的土壤重金属反演实验多是通过统计的方法寻找重金属的敏感波段,不能准确解释土壤重金属的反演机理,难以建立土壤重金属反演的普适性模型,通过分析铁锰氧化物、有机质、... 详细信息

土壤中的重金属含量较少,难以在光谱曲线上表现出明显的特征,现有的土壤重金属反演实验多是通过统计的方法寻找重金属的敏感波段,不能准确解释土壤重金属的反演机理,难以建立土壤重金属反演的普适性模型,通过分析铁锰氧化物、有机质、粘土矿物在土壤光谱曲线上的吸收特征,深入研究了土壤重金属对可见光近红外光谱的影响,分析了褐土中的重金属反演机理。以徐州试验田为例,共采集80个土壤样本。首先,利用ASD地物光谱仪测定土壤样本的光谱反射率,并采用电感耦合等离子体质谱仪检测土壤样品中的Cr,Cd,Cu,Pb和Zn的含量。然后,土壤光谱经过包络线去除处理,与重金属相关的吸收峰在480,1780和2200 nm附近,所显现的吸收峰主要受土壤中的铁锰氧化物、有机质、粘土矿物的影响。在吸收峰位置提取了光谱吸收特征的四个参数:Depth480,Depth1780,Depth2200和Area2200,分析了它们随五种重金属含量变化的增减趋势,发现四个参数数值与五种重金属含量有很强的相关性。分析单个变量反演重金属发现,参数Depth480反演Cr和Pb的效果较好,参数Area2200,Depth1780反演Cd,Cu和Zn的效果比较好。同时使用四个光谱吸收特征参数,利用最小二乘法、岭回归法、支持向量回归法求取回归系数,建立的五种重金属含量的反演模型比使用单变量建立的反演模型预测能力强且稳定,五种重金属Cr,Cd,Cu,Pb和Zn反演效果最好的验证集决定系数分别是0.71,0.84,0.92,0.80,0.89。结果表明,在此研究区域Cr和Pb容易被铁锰氧化物吸附,而Cd,Cu和Zn更容易被有机质、粘土矿物吸附。此研究为探究土壤光谱特征与土壤重金属含量之间的关系提供了参考。

关键词：土壤重金属光谱吸收特征反演机理岭回归

多普勒平滑伪距在GPS/INS紧耦合导航中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2014年第10期39卷 1158-1162页

作者：郑南山李增科中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

针对GPS/INS紧耦合导航中GPS伪距观测值精度较低的问题,提出了一种多普勒平滑伪距在GPS/INS紧耦合导航的应用算法。首先给出了GPS/INS紧耦合导航详细的动力学模型和观测模型,在载波相位平滑伪距的基础上推导了多普勒平滑伪距的具体算法... 详细信息

针对GPS/INS紧耦合导航中GPS伪距观测值精度较低的问题,提出了一种多普勒平滑伪距在GPS/INS紧耦合导航的应用算法。首先给出了GPS/INS紧耦合导航详细的动力学模型和观测模型,在载波相位平滑伪距的基础上推导了多普勒平滑伪距的具体算法和方差-协方差计算公式,并引入遗传算法对平滑因子进行最优估计;然后利用实测数据验证了新算法的有效性。结果表明,平滑算法能够有效提高伪距观测值的精度,从而提高组合导航的定位精度,相对于载波相位平滑伪距,多普勒平滑伪距的精度略有提高,而且多普勒平滑伪距不受周跳的影响,算法的效率更高。与此同时,伪距观测值精度的提高使其与伪距率观测值精度相当,增强了滤波系统的稳定性。

关键词： GPS/INS紧耦合导航多普勒遗传算法平滑因子

徐州冬季雾-霾天颗粒物粒径及气溶胶光学特性变化特征

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中国环境科学 2016年第8期36卷 2260-2269页

作者：郎红梅秦凯袁丽梅肖昕胡明玉饶兰兰王璐瑶中国矿业大学国土环境与灾害观测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

为研究徐州冬季雾-霾天气形成过程中颗粒物粒径及气溶胶光学特性的变化特征,分析了2014年12月1日-2015年2月28日徐州大气颗粒物质量浓度（PM（10）、PM（2.5）、PM1）、数浓度（0-1μm、1-2.5μm、2.5-10μm）和气溶胶光学特性等数据.... 详细信息

为研究徐州冬季雾-霾天气形成过程中颗粒物粒径及气溶胶光学特性的变化特征,分析了2014年12月1日-2015年2月28日徐州大气颗粒物质量浓度（PM（10）、PM（2.5）、PM1）、数浓度（0-1μm、1-2.5μm、2.5-10μm）和气溶胶光学特性等数据.结果表明：0-1μm粒径范围细颗粒物的大量增多是引发徐州冬季雾-霾天气的主要因素,徐州冬季地面风速小（静风或轻风天气）,较高的大气相对湿度对雾-霾的形成和维持起着重要影响作用.持续时间较长的雾霾天气,因颗粒物吸湿增长和水汽附着,1-10μm粒径范围大气颗粒物在雾霾时段易发生沉降而减少,后随相对湿度降低雾霾转为短时间的霾天气,1-10μm颗粒物数浓度大幅上升.徐州冬季500nm波段AOD total和AOD fine mode具有相同的变化趋势,雾-霾日AOD total和AOD fine mode显著高于非霾日.AOD fine mode与AOD coarse mode的比值雾-霾日亦明显高于非霾日,而且在雾-霾日Angstrom波长指数主要集中在1-1.6,表明徐州冬季雾-霾时段大气中细颗粒物为主控粒子.

关键词：雾-霾吸湿增长细颗粒物 AOD Angstrom波长指数