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测量机器人智能变形监测关键技术及应用研究

水利水电技术(中英文) 2025年

作者：李双平刘祖强张斌郑俊星王栋王华为苏森南李永华长江空间信息技术工程有限公司(武汉) 湖北省水利信息感知与大数据工程技术研究中心国家大坝安全工程技术研究中心华中科技大学土木与水利工程学院

随着我国水利基础设施建设管理的持续高质量推进，保障这些工程安全和稳定运行已成为关键要点。聚焦传统的多台测量机器人未组网运行模式的痛点，提出一种基于多台测量机器人集成与协作的智能变形监测系统，旨在借助实时气象场模型校正... 详细信息

随着我国水利基础设施建设管理的持续高质量推进，保障这些工程安全和稳定运行已成为关键要点。聚焦传统的多台测量机器人未组网运行模式的痛点，提出一种基于多台测量机器人集成与协作的智能变形监测系统，旨在借助实时气象场模型校正以及监测网实时组网平差技术，大幅提高监测的精度与可靠性。攻克了多台测量机器人在智能变形监测系统里的集成与协作难题，达成了机器人设备间的无障碍通信以及任务的合理分配，有力提升了系统的总体效能。成功开发了实时气象场模型，可以精准获取并运用大气参数，对测距数据进行精细校正，进而显著减小环境因素给测量结果带来的影响。研发了实时组网平差技术，保证了数据处理的高效性与准确性。该系统已经在溪洛渡水电站、三峡枢纽、丹江口枢纽、乌东德水电站、白鹤滩水电站、南水北调等众多重大水利工程的安全监测中成功应用，系统的监测精度达到了±1.5mm，不仅显著提升了工程运维的智能化水平，也为重大基础设施的安全管理提供了强有力的技术支持。研究成果填补了行业内技术空白，为类似的水利工程安全监测提供了宝贵的经验和参考，同时也推动了我国基础设施监测技术向着更高的层次发展。

关键词：测量机器人智能变形监测实时组网平差实时气象场模型

基于混合蝙蝠智能算法优化PLSR的柑橘叶片氮含量预测方法

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西南大学学报（自然科学版） 2025年第2期47卷 160-170页

作者：刘霞周凌霄夏心杰韩如婷吕强谢让金易时来西南大学柑桔研究所/国家柑桔工程技术研究中心/国家数字种植业(柑橘)创新分中心重庆400712

高光谱成像技术具有快速、无损检测的特点,尤其在农作物生长监测方面具有广阔的应用前景。叶片氮含量是评估作物生长状况的重要指标之一,对诊断作物生长状况和制定精准施肥策略至关重要。通过获取柑橘叶片高光谱和检测叶片氮含量,探索... 详细信息

高光谱成像技术具有快速、无损检测的特点,尤其在农作物生长监测方面具有广阔的应用前景。叶片氮含量是评估作物生长状况的重要指标之一,对诊断作物生长状况和制定精准施肥策略至关重要。通过获取柑橘叶片高光谱和检测叶片氮含量,探索二者的数学关系与模型,旨在建立柑橘叶片氮含量高光谱监测技术。为提升高光谱数据建模的精度,采用了标准正态变量变换(SNV)、平滑滤波函数(SG)等方法去除光谱数据中的噪声。利用竞争自适应加权采样法(CARS)和连续投影算法(SPA)筛选出与叶片氮含量关联度高的特征波段,结合偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)、基于遗传算法(GA)和蝙蝠算法(BA)等对PLSR进行智能优化(O-PLSR)后预测叶片氮含量。结果表明:与SVR模型相比,PLSR模型呈现更高的精度;结合GA和BA算法对PLSR模型进行优化处理,进一步提高了建模精度,相较原始PLSR模型,决定系数(R^(2))最高提高了14.8%,且经SG滤波、CRAS特征波段选取、O-PLSR优化后的模型(SG-CRAS-O-PLSR)表现出最优的估算性能,其R^(2)、均方根误差分别为0.94和0.55。由此可见,建立的SG-CARS-O-PLSR模型具有较高的精度,可为今后推进实施果园信息化与智能化精准高效施肥管理提供理论依据和技术支持。

关键词：柑橘高光谱成像技术叶片氮含量偏最小二乘回归

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自然资源时空大数据挖掘与知识服务研究进展

地球信息科学学报 2025年

作者：邓敏王达中南大学地球科学与信息物理学院湖南省地理空间信息工程技术研究中心

【意义】自然资源时空大数据作为自然资源开发利用的泛在观测，蕴含了丰富的资源要素分布、时空过程演化与关联关系知识。【进展】本文聚焦于自然资源时空大数据挖掘与知识服务，探讨了5种自然资源时空大数据挖掘方法及其知识服务重要... 详细信息

【意义】自然资源时空大数据作为自然资源开发利用的泛在观测，蕴含了丰富的资源要素分布、时空过程演化与关联关系知识。【进展】本文聚焦于自然资源时空大数据挖掘与知识服务，探讨了5种自然资源时空大数据挖掘方法及其知识服务重要应用。首先，分别阐述了时空聚类分析、关联挖掘、异常探测、预测建模和地理风险评估的核心思想、技术体系、方法流程及其在自然资源管理和国土空间决策中的重要应用。然后，提出了描述型、诊断型、预测型和决策型四类自然资源时空知识服务体系，为资源现状监测、规划用途管制和防灾减灾等重大应用提供重要支撑。最后，指出了当前自然资源管理正从数据汇聚分析迈向以知识为核心的智能化服务，逐渐形成大数据-大分析-大知识-大服务的研究与应用范式。【展望】未来工作将延拓数据与知识协同驱动的挖掘方法，着重解决时空知识库与知识服务面临的标准化问题，并探索生成式大模型等前沿技术在自然资源领域中的潜在应用，为自然资源信息化、智能化建设提供新动力。

关键词：自然资源时空大数据数据挖掘时空知识知识服务研究进展

多源遥感协同的洞庭湖团洲垸决口险情应急监测方法研究

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长江科学院院报 2025年

作者：姜莹向大享蒋婕妤程学军陈喆李经纬长江科学院空间信息技术应用研究所武汉市智慧流域工程技术研究中心湖南省水利水电科学研究院

河湖堤防是防汛抗灾的重要屏障，近年来受强降雨及高洪水位影响，决口险情时有发生，严重危及生命财产安全。决口险情应急处置对时效性、信息准确性、全局性及观测协同性具有较高要求，如何科学有效地对决口险情进行动态实时监测，为灾... 详细信息

河湖堤防是防汛抗灾的重要屏障，近年来受强降雨及高洪水位影响，决口险情时有发生，严重危及生命财产安全。决口险情应急处置对时效性、信息准确性、全局性及观测协同性具有较高要求，如何科学有效地对决口险情进行动态实时监测，为灾后快速评估和防洪应急抢险决策提供技术支撑，具有迫切的现实需求。本文在分析决口险情监测任务需求的基础上，顾及时-空-频-谱等约束，构建一种多源遥感协同监测方法，利用模糊多属性决策思路评价不同协同方案在决口险情及引发的次生洪涝灾害任务中的动态监测能力，并通过反演决口宽度、垸区淹没面积等指标，实现多卫星监测组合的统一量化评定及决口险情过程追踪。为了验证多源遥感协同监测方法在决口险情及洪涝灾害应急处置中的性能，以“7.5洞庭湖团洲垸湖堤决口险情”为例进行实验和论证分析，实验结果表明：决口及洪涝场景下分别求解的协同监测方案综合适应度最优，且反演的决口宽度反演值与水文测报值趋势相符，相对误差为0.98%；淹没面积反演值与洪水复演模型计算值趋势大体一致，相对误差为-2.39%，协同监测方案可满足险情应急监测任务对响应时效性、协同性等现实需求。

关键词：多源遥感协同应急监测洞庭湖团洲垸决口险情模糊多属性决策

超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定土壤中氯氟吡氧乙酸、烟嘧磺隆及阿特拉津残留

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分析科学学报 2025年

作者：毕建玲辜洋建于小翠刘丙顺陈萍田兴磊山东省物化探勘查院山东省地质勘查工程技术研究中心地下资源环境高精度探测山东省工程研究中心山东省地质科学研究院

采用石墨化碳黑(Graphitized Carbo n Blac ks,GCB)净化柱对样品进行前处理,建立了超高效液相色谱-三重四极杆质谱法检测土壤中氯氟吡氧乙酸、烟嘧磺隆及阿特拉津残留的方法。以2%甲酸-乙腈溶液对样品中目标物进行涡旋振荡提取,经加入1... 详细信息

采用石墨化碳黑(Graphitized Carbo n Blac ks,GCB)净化柱对样品进行前处理,建立了超高效液相色谱-三重四极杆质谱法检测土壤中氯氟吡氧乙酸、烟嘧磺隆及阿特拉津残留的方法。以2%甲酸-乙腈溶液对样品中目标物进行涡旋振荡提取,经加入1g无水硫酸镁GCB净化柱净化,采用Acquity UPLCBEH C18色谱柱(50 mm×2.1 mm,1.7μm)进行洗脱分离,质谱分析采用电喷雾离子源正离子模式,多反应离子监测,外标法定量。结果表明,氯氟吡氧乙酸、烟嘧磺隆、阿特拉津3种目标物在0.50～500μg/L浓度范围内线性关系良好(R2≥0.9973),检出限分别为0.6、0.4、0.2μg/kg,加标回收率为83.7%～90.9%,相对标准偏差为1.42%～5.67%。实际土壤样品测试中,基体加标回收率为82.1%～92.2%,平行样品测定满足要求。本方法操作简单、准确性和灵敏度高,适用于土壤样品中氯氟吡氧乙酸、烟嘧磺隆及阿特拉津残留的测定。

关键词：土壤超高效液相色谱-三重四极杆质谱法氯氟吡氧乙酸烟嘧磺隆阿特拉津

基于AHP-FCE的辐射事故应急演习评估研究

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核技术 2022年第11期45卷 68-77页

作者：孟凡兴杨明王浩孙禄建房江奇杨金政核工业航测遥感中心石家庄050000 中核核应急航空监测工程技术研究中心石家庄050000

为提升辐射事故应急演习质量、实时评估演习效果,在构建辐射事故应急演习评估指标体系的基础上,将层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)与模糊综合评价法(Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)有机结合,建立辐射事故应急演习评... 详细信息

为提升辐射事故应急演习质量、实时评估演习效果,在构建辐射事故应急演习评估指标体系的基础上,将层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)与模糊综合评价法(Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE)有机结合,建立辐射事故应急演习评估模型。该模型根据辐射事故应急演习流程,综合演习准备、演习实施、演习总结阶段,形成了以辐射事故应急演习效果为总目标,下设5个一级指标和15个二级指标的辐射事故应急演习评估体系;通过AHP进行指标权重分配,采用FCE进行计算排序,实现对辐射事故应急演习的综合评估。通过实例验证表明,AHP-FCE模型具有良好的适应性与合理性,对辐射事故应急演习评估有很好的应用价值。

关键词：层次分析法模糊综合评价法辐射事故应急演习综合评估

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基于无人机多光谱数据的水体有机污染高分辨率反演——以珠江三角洲为例

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地理与地理信息科学 2025年

作者：李依玲邓孺孺郭昱李嘉怡李玉华中山大学地理科学与规划学院广东省水环境遥感监测工程技术研究中心南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室

有机污染是珠江三角洲重要污染类型之一,有机污染精细监测对于水环境保护具有重要意义。该文从辐射传输过程视角,考虑有机污染物、叶绿素、悬浮泥沙的协同影响,建立基于无人机多光谱数据的有机污染遥感反演模型,选取珠江三角洲地区典型... 详细信息

有机污染是珠江三角洲重要污染类型之一,有机污染精细监测对于水环境保护具有重要意义。该文从辐射传输过程视角,考虑有机污染物、叶绿素、悬浮泥沙的协同影响,建立基于无人机多光谱数据的有机污染遥感反演模型,选取珠江三角洲地区典型河涌、河道及水库库湾进行有机污染反演并分析空间分布情况。结果表明:（1）模型的决定系数R2达0.859,RMSE为0.658 mg/L,精度满足反演要求;（2）研究选取的河涌、河道、水库库湾3类污染水体中,河涌的有机污染程度最高,主体CODMn浓度达10.0 mg/L以上,有机污染来源主要为生活污水和工业废水,河道、水库库湾的有机污染程度轻,大部分在4mg/L以下,但部分缓流水体受附近净水厂、养殖场排污的影响,有机污染程度较严重。

关键词：有机污染无人机遥感辐射传输模型珠江三角洲

基于4G-RTU的水体γ放射性在线监测系统研制

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核技术 2024年第1期47卷 76-86页

作者：张胜王永军王瑞军黄清波张春雷武明洋核工业航测遥感中心石家庄050002 国家核应急航空监测技术支持中心石家庄050002 中核核应急航空监测工程技术研究中心石家庄050002

针对当前海洋、湖泊、水库、河流等水体放射性在线监测和应急监测的实际需要,研制了一套水体γ放射性在线监测系统。监测系统由基于Na I探测器的γ射线监测装置、4G远程终端(4G Remote Terminal Unit,4G-RTU)通信单元、供电一体化防水... 详细信息

针对当前海洋、湖泊、水库、河流等水体放射性在线监测和应急监测的实际需要,研制了一套水体γ放射性在线监测系统。监测系统由基于Na I探测器的γ射线监测装置、4G远程终端(4G Remote Terminal Unit,4G-RTU)通信单元、供电一体化防水抗压浮体装置以及配套软件组成。利用监测系统开展了γ射线监测装置的主要性能指标、系统的适应性和准确性以及软件功能等测试,采集了足量的原始能谱数据,进行了设计指标与实测指标的对比分析,并开展了初步应用研究。结果表明:在4G网络覆盖的范围内,该系统能够实现全天时远程操控设备,完成实时在线监测并上传数据,满足应用需求,达到预期功能。系统的可探测能量范围为30~3 000 keV,对^(137)Cs的662 keV γ射线的能量分辨率为7.3%;对^(208)Tl的2 614 keV γ射线的能谱漂移为0.33%,能谱能量线性度为0.999 970;系统在连续工作7 h条件下,能谱稳定性最大值为2.28%,最小值为-2.36%,对^(137)Cs的最小可探测活度(Minimum Detectable Activity,MDA)为0.75 Bq·L^(-1);系统的工作温度范围为-5~+50℃。该系统可用于海洋、湖泊、河流等水体的放射性在线监测和应急监测领域,具有重要的推广价值和应用前景。

关键词： 4G-RTU 水体 γ放射性在线监测

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2021年春季塔里木盆地典型沙尘天气过程气溶胶垂直分布及传输

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干旱区研究 2025年

作者：田文君薛一波张小啸雷加强李生宇范敬龙张恒中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心中国科学院大学塔克拉玛干沙漠生态系统新疆野外科学观测研究站

利用2021年4月下旬塔克拉玛干沙漠腹地激光雷达观测资料，结合ERA5再分析资料、HYSPLIT模式和环境监测及气象观测站的数据，分析沙尘气溶胶光学信息的垂直分布特征，对塔里木盆地大范围沙尘天气的产生原因、发展过程、潜在来源和传输路... 详细信息

利用2021年4月下旬塔克拉玛干沙漠腹地激光雷达观测资料，结合ERA5再分析资料、HYSPLIT模式和环境监测及气象观测站的数据，分析沙尘气溶胶光学信息的垂直分布特征，对塔里木盆地大范围沙尘天气的产生原因、发展过程、潜在来源和传输路径进行探讨。结果表明：沙漠腹地在4月19日20:00—21日14:00和22日14:00—26日18:00出现了两次强沙尘天气过程，沙尘集中分布在0～5 km高度，0～2 km消光系数＞0.3 km-1；退偏比＞0.6，远高于沙尘气溶胶的判定阈值0.31；两次沙尘天气过程均受高空低槽和地面冷空气共同影响，第一次沙尘天气过程主要由翻越天山的冷空气导致，喀什、和田和阿克苏均出现扬沙天气，和田PM10浓度于22日达到峰值3763 μg·m-3，沙尘来自盆地西部；第二次沙尘天气主要来源于盆地东北处的冷空气入侵，库尔勒和阿克苏的PM10浓度于25-26日突增至1200 μg·m-3以上，沙尘源区位于沙漠腹地、盆地东北部及北部；第二次沙尘天气过程的污染传输高度更高、持续时间更长且影响范围更广。沙漠腹地塔中尘源丰富，沙尘天气期间沙尘气溶胶垂直分布超过4 km，沙尘传输高度显著大于沙尘天气高发区和田和民丰。

关键词：塔里木盆地沙尘天气气溶胶垂直分布激光雷达塔中 PM