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融合车载影像与点云的道路边界提取与矢量化

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 631-639页

作者：李庞胤米晓新丁鹏辉孙为晨张华祖刘翀董震杨必胜武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 时空数据智能获取技术与应用教育部工程研究中心湖北武汉430079 青岛市勘察测绘研究院青岛市海陆地理信息集成与应用重点实验室山东青岛266034

车载激光点云的数据不完整和影像连续帧之间的地物重影现象给提取连续、完整的道路边界带来了巨大挑战。提出了一种融合点云与全景影像的道路边界提取与矢量化方法。首先,分别从点云和全景影像中提取初始道路边界点,然后基于非闭合Snak... 详细信息

车载激光点云的数据不完整和影像连续帧之间的地物重影现象给提取连续、完整的道路边界带来了巨大挑战。提出了一种融合点云与全景影像的道路边界提取与矢量化方法。首先,分别从点云和全景影像中提取初始道路边界点,然后基于非闭合Snake模型融合两种数据源中的道路边界点,实现结构化和非结构化道路边界的准确提取与矢量化。该融合过程首先基于点云中的道路边界构建特征图,并以车载影像中的道路边界提取结果为初始轮廓,然后基于道路边界的几何特性构建非闭合Snake模型,最后通过求解该模型实现多源道路边界点的融合,并完成道路边界线的矢量化。将该方法应用于2个城市场景数据集,结果表明:该方法可有效提取形状多样的结构化和非结构化道路边界,对由于遮挡导致的数据不完整和多帧影像中的地物重影具有较强的鲁棒性,对城区道路边界提取的精度、召回率、F1值分别优于95.43%、89.27%、93.38%。

关键词：道路边界提取移动激光扫描(MLS) 多模态数据融合

多源遥感数据在战场环境智能态势感知的现状及展望

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中国空间科学技术 2024年第1期44卷 11-22页

作者：邵振峰党超亚张红萍吴长枝齐晓飞黄俊武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 西安测绘研究所西安710054 陆军装备部驻武汉地区第二军事代表室武汉430000

面对复杂战场环境信息的快速变化,及时全面准确地掌握复杂战场环境态势,是未来打赢信息化战争的前提条件。为了探索多源遥感数据对战场环境态势感知的发展方向,基于广泛调研战场环境态势感知的遥感需求,首先对战场环境态势智能感知的概... 详细信息

面对复杂战场环境信息的快速变化,及时全面准确地掌握复杂战场环境态势,是未来打赢信息化战争的前提条件。为了探索多源遥感数据对战场环境态势感知的发展方向,基于广泛调研战场环境态势感知的遥感需求,首先对战场环境态势智能感知的概念和内涵进行了阐述,然后对多源遥感数据的处理与战场态势感知应用现状进行概述,分析了遥感在战场态势智能感知面临的挑战,最后提炼总结了遥感在战场态势感知的进展和发展趋势。遥感为战场环境态势感知提供多种观测数据,遥感与人工智能算法结合可以为军事战场环境态势感知提供多种应用,为指挥人员决策提供数据支持,但仍然存在大量挑战需要解决。在分析现阶段成果和面临挑战的基础上,提出了遥感在战场环境智能态势感知的前瞻,指出了基于遥感的深度学习可解释性和智慧战场是遥感在战场智能态势感知发展所面临的困难。

关键词：战场环境智能态势感知人工智能遥感智慧战场

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路段级导航属性信息挖掘

测绘学报 2024年第2期53卷 367-378页

作者：张彩丽向隆刚李雅丽高松峰潘传姣河南城建学院测绘与城市空间信息学院河南平顶山467000 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 沈阳建筑大学交通与测绘工程学院辽宁沈阳110000

大量的自动或半自动道路提取方法如雨后春笋,但生成的产品通常缺乏导航属性信息,如路段的等级、限速等,制约“大路优先”“限速提醒”等智能导航服务。因此,本文以路段为分析单元,考虑上下游邻接路段强相关性,提出一种改进的路段等级、... 详细信息

大量的自动或半自动道路提取方法如雨后春笋,但生成的产品通常缺乏导航属性信息,如路段的等级、限速等,制约“大路优先”“限速提醒”等智能导航服务。因此,本文以路段为分析单元,考虑上下游邻接路段强相关性,提出一种改进的路段等级、限速属性信息挖掘方法。首先进行轨迹、路网数据预处理,实现轨迹点与归属路段的连接。然后基于对数据和任务的认识进行多模态道路互补特征设计。最后顾及目标路段及其上下游邻接信息,利用随机森林开展面向路段的等级、限速信息分析。与单类特征相比,集成路网与轨迹特征之后提高了路段等级、限速分类准确率。与仅顾及目标路段进行路段等级、限速分类相比,顾及空间邻接信息进行路段等级、限速分类效果更好。

关键词：众源轨迹导航属性挖掘多模特征融合空间邻接信息道路等级识别道路限速识别

重力卫星数据反演地表质量变化的点质量模型法研究进展

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1503-1516页

作者：苏勇李建成徐新禹王长青余彪李琼谷延超武汉大学测绘学院湖北武汉430079 西南石油大学土木工程与测绘学院四川成都610500 湖北珞珈实验室湖北武汉430079 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430071 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

利用多代重力卫星观测数据监测全球质量变化,使人类对全球物质迁移和环境变化有了更加深刻的认识和理解。由于卫星星载仪器精度和分辨率的限制以及建模误差等多种因素的影响,利用重力卫星数据解算的全球质量变化模型受到条带误差的影响... 详细信息

利用多代重力卫星观测数据监测全球质量变化,使人类对全球物质迁移和环境变化有了更加深刻的认识和理解。由于卫星星载仪器精度和分辨率的限制以及建模误差等多种因素的影响,利用重力卫星数据解算的全球质量变化模型受到条带误差的影响,广泛采用的滤波平滑手段虽然可以对其削弱,但同时会引起更严重的信号泄漏问题。为了克服这些问题,并进一步提高重力卫星数据解算地表质量变化模型的时空分辨率和精度,许多学者基于牛顿万有引力定律发展了点质量模型法,该类方法直接建立地表质量变化参数与卫星受摄运动的关系,并采用约束矩阵处理条带误差和向下延拓产生的不适定问题。综述了点质量模型法的研究进展,详细梳理了不同点质量模型法的基本理论和方法,分析了不同约束矩阵的构建策略和特点,简要总结了点质量模型法的后处理方法,以期能为点质量模型法的后续发展和研究提供参考。

关键词：卫星重力测量全球地表质量变化时变重力场点质量模型法

基于轻量型移动测量系统的地外熔岩隧道3D探测与地表验证

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深空探测学报(中英文) 2024年

作者：赵昕梁福逊李健平陈一平杨必胜武汉大学计算机学院武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室中山大学测绘科学与技术学院

熔岩隧道广泛存在于地球及地外天体，可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护，地外熔岩隧道探测具有重要意义。然而，熔岩隧道探测存在许多挑战，已有的地球熔岩隧道探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低，难以用于地外熔岩隧道... 详细信息

熔岩隧道广泛存在于地球及地外天体，可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护，地外熔岩隧道探测具有重要意义。然而，熔岩隧道探测存在许多挑战，已有的地球熔岩隧道探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低，难以用于地外熔岩隧道探测。针对上述问题，提出一种基于轻量型移动测量系统的熔岩隧道3D探测方法，利用穿戴式设备实现高效精细地地图构建和三维形态表达，并通过地球熔岩隧道探测进行验证。首先利用激光扫描高效获取熔岩隧道内点云，并基于迭代卡尔曼滤波算法生成熔岩隧道3D点云实时地图。然后结合地面滤波、隧道壁提取、法向量估计等点云智能处理方法，实现熔岩隧道的三维智能化重建，并作形态学分析。选取海南省海口市的仙人洞及七十二洞作为地外熔岩隧道的模拟场景进行实验，结果表明，所提方法实现了熔岩隧道3D实时自主测图，生成的点云地图及3D模型相比于已有研究结果更精准、地貌形态细节信息更多，可更好地满足熔岩隧道的形态分析需求，有望为地外熔岩隧道探测提供基础。

关键词：熔岩隧道轻量型移动测量系统激光点云三维建模形态学分析

聚赖氨酸抗菌肽改性明胶多功能水凝胶的构建与应用

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 164-172页

作者：江云静黄童黛曹玉玉白荣先吴杰王祖曦孙红梅湖北工业大学生物工程与食品学院发酵工程教育部重点实验室国家细胞调控与分子药物“111”引智基地工业微生物湖北省重点实验室湖北省工业发酵协同创新中心武汉430068

将ε-聚赖氨酸(EPL)抗菌肽接枝到明胶上,合成ε-聚赖氨酸改性明胶(GEL-E)后,以GEL-E、羧甲基壳聚糖(CMC)和氧化硫酸软骨素(OCS)为原料,制备了一种具有可注射性、自愈合性及抗菌性的多功能快速凝胶化水凝胶——GEL-E/CMC/OCS水凝胶.该水... 详细信息

将ε-聚赖氨酸(EPL)抗菌肽接枝到明胶上,合成ε-聚赖氨酸改性明胶(GEL-E)后,以GEL-E、羧甲基壳聚糖(CMC)和氧化硫酸软骨素(OCS)为原料,制备了一种具有可注射性、自愈合性及抗菌性的多功能快速凝胶化水凝胶——GEL-E/CMC/OCS水凝胶.该水凝胶具有较高的储能模量、弹性形变性能、自愈合性能、可注射性能以及抗菌性能.将甘草酸二钾(DG)载入水凝胶,赋予水凝胶抗炎特性以及促伤口愈合能力.初步评价了水凝胶的释药行为.结果表明,药物释放可达100%.同时,评价了载药后水凝胶的细胞相容性以及促细胞迁移能力,发现水凝胶对细胞的毒性很低,且可以促进细胞迁移.研究结果表明,该水凝胶具有良好的力学性能、生物相容性以及促细胞迁移能力,在促进伤口愈合领域具有广阔的应用前景.

关键词：多功能水凝胶聚赖氨酸抗菌肽伤口敷料

界面密度对城市街道自然通风和污染扩散影响的数值模拟

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1672-1682页

作者：刘稳黄正东詹庆明邵振峰赵福云郭仁忠深圳大学建筑与城市规划学院智慧城市研究院广东深圳518060 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东深圳518060 武汉大学城市设计学院湖北武汉430072 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

在完全过渡到绿色交通之前,由高密度建设和车辆尾气排放直接引起的城市街道空气污染问题是城市大气污染治理的一个重要议题。针对城市街道设计管控中界面密度这一重要形态参数,构建典型城市街道空气流动和污染扩散的三维数值模型,利用... 详细信息

在完全过渡到绿色交通之前,由高密度建设和车辆尾气排放直接引起的城市街道空气污染问题是城市大气污染治理的一个重要议题。针对城市街道设计管控中界面密度这一重要形态参数,构建典型城市街道空气流动和污染扩散的三维数值模型,利用计算流体力学模拟方法研究界面密度对城市街道自然通风和空气质量的影响,并评估不同界面密度下城市街道自然通风性能和污染扩散能力。研究表明,街道任意一侧界面密度降低,整体上均有利于城市街道自然通风性能和污染扩散能力的提升,而相比街道下游,上游界面密度降低对街道通风环境和空气质量的改善效果更为显著;建筑布局形式对不同界面密度下城市街道整体空气流动和污染扩散的影响具有临界效应,该临界的上游界面密度约为0.8;相比对称式布局,采用错列式布局更有利于提升街道自然通风性能和污染扩散能力,从而促进街道空间空气流通和环境品质改善。

关键词：界面密度街道设计自然通风计算流体动力学模拟空气污染建筑布局

基于轻量型移动测量系统的地外熔岩管3D探测与地表验证

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深空探测学报（中英文） 2024年第4期11卷 385-393页

作者：赵昕梁福逊李健平陈一平杨必胜武汉大学计算机学院武汉430072 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 中山大学测绘科学与技术学院珠海519082

熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问... 详细信息

熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问题,提出一种基于轻量型移动测量系统的熔岩管3D探测方法,利用穿戴式设备实现高效精细的地图构建和三维形态表达,并通过地球熔岩管探测进行验证。首先利用激光扫描高效获取熔岩管内点云,并基于迭代卡尔曼滤波算法生成熔岩管3D点云实时地图。然后结合地面滤波、管道壁提取、法向量估计等点云智能处理方法,实现熔岩管的三维智能化重建,并作形态学分析。选取海南省海口市的仙人洞及七十二洞作为地外熔岩管的模拟场景进行实验,结果表明,所提方法实现了熔岩管3D实时自主测图,生成的点云地图及3D模型相比于已有研究结果更精准、地貌形态细节信息更多,可更好地满足熔岩管的形态分析需求,有望为地外熔岩管探测提供基础。

关键词：熔岩管轻量型移动测量系统激光点云三维建模形态学分析

基于权重动态变形和双重网络自我验证的遥感影像分类方法

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激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 275-285页

作者：张庆芳丛铭韩玲席江波荆青青崔建军杨成生任超峰顾俊凯许妙忠陶翊婷长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

目前主流的神经网络在面对复杂多样的地物目标时难以精确区分,同时样本数量少、弱监督条件也容易为神经网络带来大量噪声与错误。为此,在分析遥感影像的地物特点后,提出一种基于权重动态变形的双重网络遥感影像分类方法,通过构架灵活、... 详细信息

目前主流的神经网络在面对复杂多样的地物目标时难以精确区分,同时样本数量少、弱监督条件也容易为神经网络带来大量噪声与错误。为此,在分析遥感影像的地物特点后,提出一种基于权重动态变形的双重网络遥感影像分类方法,通过构架灵活、简易却有效的权重动态变形结构,构建经过改进的分类网络与目标识别网络,形成双网络对照的自我验证,从而提高学习性能、修复误差、增补遗漏、提高分类精度。实验结果表明,所提方法在容易实施的基础上,表现出更强的地物认知能力和更强的噪声抵抗能力,即其能够适应各种遥感影像的分类任务,具有较为广阔的应用潜力。

关键词：遥感影像分类神经网络权重动态变形双重神经网络自我验证