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基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物损坏评价方法

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2445-2461页

作者：廖孟光戴华阳李梦涛阎跃观龙四春湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201

针对目前建筑物采动损坏评价因素的不尽合理与区域性评判结果的局限性,提出基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物采动损坏评价方法。采用理论分析、数值模拟和现场调查等方法对建筑物采动损坏评价进行了研究与探讨。首先,采用数值模... 详细信息

针对目前建筑物采动损坏评价因素的不尽合理与区域性评判结果的局限性,提出基于地表敏感变形和房屋因素的矿区建筑物采动损坏评价方法。采用理论分析、数值模拟和现场调查等方法对建筑物采动损坏评价进行了研究与探讨。首先,采用数值模拟方法,揭示地表变形、建筑物结构类型、主变形方向与建筑物长轴的夹角等因素对建筑物损坏影响规律,模拟结果表明:①当沿建筑物长轴的变形增大时,建筑物的损坏程度增大,得出了平房建筑加速损伤的地表变形临界值为曲率K=0.6 mm/m^(2),水平变形ε=6 mm/m;②不同结构的建筑物损坏程度不同,其中具有圈梁或构造柱的建筑物抗变形能力强,研究并确定了二层砖混结构(圈梁和构造柱)损坏程度的地表临界变形值;③建筑物对其长轴方向的地表变形较为敏感,影响损坏大,但对其长轴的垂直方向的变形不太敏感,而变形与建筑物斜交方向的建筑物损坏程度介于2者之间。其次,基于地表敏感变形因素、主变形方向、房屋因素共选取7个评价指标,建立建筑物采动损坏评价的未确知测度模型,根据各评价指标对建筑物的重要程度,采用层次分析法定权;最后,应用于峰峰矿区和徐州矿区3个村庄的建筑物损坏实例,结果表明:在选取的50户140余栋建筑物评价中,预测准确率在80%以上,预测精度高于传统方法,且预测效果良好,弥补了传统评价方法的不足,验证了评价指标选取和评价模型的可靠性。

关键词：建筑物采动损坏地表敏感变形评价指标建筑物长轴

基于载波相位平滑伪距与精密单点定位获取的TEC在GNSS电离层层析中的对比分析

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地球物理学进展 2024年第2期39卷 460-470页

作者：李婷郑敦勇苑鹏飞何畅勇林东方廖孟光湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湘潭411201 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湘潭411201

利用GNSS(Global Navigation Satellite System)建立电离层层析(Computerized Ionospheric Tomography,CIT)模型反演电离层的结构,并探测和研究电离层的活动及其变化规律是目前的研究热点,其中相位平滑伪距(Carrier Phase Smoothing Pseudorange,CPSP)和精密单点定位技术(Precise Point Positioning,PPP)是两种主要的电离层电子含量(Total Electron Content,TEC)获取方式,但这两种方法对电离层层析的性能影响,目前尚未有研究进行比较分析.有鉴于此,本文利用欧洲区域2017年9月7、8两日的GNSS数据,分别基于CPSP和PPP获取TEC进行电离层层析反演并分析比较其精度,这两种反演方法分别称为CPSP-CIT和PPP-CIT.其结果显示,CPSP-CIT与测高仪之间的RMSE均值为0.9292×10^(11)el/m^(3)、PPP-CIT与测高仪之间的RMSE均值为0.6915×10^(11)el/m^(3),可看出,相较于CPSP-CIT,PPP-CIT的精度提高了25.6%.为进一步验证上述结果的准确性,分别计算了CPSP-CIT、PPP-CIT与Swarm卫星数据的RMSE值,其结果显示CPSP-CIT、PPP-CIT与Swarm卫星数据之间的平均RMSE值分别为0.4774×10^(11)el/m^(3)和0.4275×10^(11)el/m^(3),可看出,以Swarm卫星数据为参考,PPP-CIT的精度相较于CPSP-CIT提高了10.5%.综上所述,PPP-CIT的反演精度高于CPSP-CIT,其反演结果更趋近实测数据.

关键词：电离层层析相位平滑伪距精密单点定位电离层总电子含量

基于语义分割模型的温州市红树林识别方法及时序变化分析

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遥感技术与应用 2024年

作者：王韫廖孟光褚楠陈醒李少宁周俊杰湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南科技大学区域可持续发展研究院湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室

为实现更加准确的红树林提取与监测，以温州市鳌江沿岸等4个红树林种植区为研究区域，采用Sentinel-2遥感影像数据，基于DeepLabV3+语义分割模型对红树林的分布进行识别提取与精度验证，并应用于2019～2023年红树林的时序变化分析。结... 详细信息

为实现更加准确的红树林提取与监测，以温州市鳌江沿岸等4个红树林种植区为研究区域，采用Sentinel-2遥感影像数据，基于DeepLabV3+语义分割模型对红树林的分布进行识别提取与精度验证，并应用于2019～2023年红树林的时序变化分析。结果表明：(1)由DeepLabV3+网络构建的红树林信息提取模型，能较好的区分红树林与非红树林区域，误提、漏提现象较少；(2)与传统机器学习方法相比，语义分割算法明显更优，其中DeepLabV3+方法的精度最高，其精确率为84.89%,Kappa系数为0.82；(3)红树林的生长受地理位置和生长环境的影响较大，海岸潮间带或入海口处的红树林更易受到台风、潮汐等的影响，互花米草等外来物种对红树林生长空间的侵占等因素都是造成红树林幼苗成活率低、生长速度慢的关键因素之一。因此，基于DeepLabV3+的语义分割模型能较好的识别与提取红树林，为温州市红树林的监测与评估提供数据基础支撑。

关键词： Sentinel-2 红树林语义分割 DeepLabV3+ 时序变化温州市

基于虚拟坐标的矢量地图差值扩展可逆水印方法

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地理与地理信息科学 2024年第1期40卷 11-17,25页

作者：戴千一吴柏燕湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学测绘遥感信息工程湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201

传统差值扩展技术受数据相关性限制,直接应用于矢量数据可逆水印方案易导致较低的水印容量和较大的数据失真,对顶点相关性低的矢量地图,水印效果更差。为实现更高的水印容量并控制数据失真,该文针对传统差值扩展技术提出改进:①在顶点... 详细信息

传统差值扩展技术受数据相关性限制,直接应用于矢量数据可逆水印方案易导致较低的水印容量和较大的数据失真,对顶点相关性低的矢量地图,水印效果更差。为实现更高的水印容量并控制数据失真,该文针对传统差值扩展技术提出改进:①在顶点坐标之间插入虚拟坐标,以虚拟坐标为参考点计算坐标差值;②将计算得到的坐标差值直方图向左平移,使直方图峰值点与原点重合;③水印以差值扩展的方式嵌入平移后的坐标差值中。实验结果表明:该算法的水印容量为2 bit/点,至少是传统差值扩展水印容量的6倍;与传统差值扩展方法相比,数据失真更小,原始地图坐标与水印地图坐标的RMSE和地图坐标最大改变量Max-R均大幅降低,算法严格可逆且对顶点相关性低的矢量地图水印效果仍然很好。

关键词：矢量地图可逆水印差值扩展虚拟坐标直方图平移

基于模糊层次理论的城市群路网匹配模型构建及其应用

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地球科学 2024年第8期49卷 3020-3028页

作者：李朝奎李婷周新邵唐炉亮张新长胡焜豪湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南城市学院信息与电子工程学院湖南益阳413000 湘潭金豪软件开发有限公司湖南湘潭411201

随着国家城市群基础设施建设步伐的加快,对城市道路网数据现势性的需求急剧增加.针对当前以位置和长度为主要参数的道路网匹配算法的不稳定性,以及分析结果的不确定性和可靠性差等问题,提出了一种新的基于模糊层次理论的路网匹配模型,... 详细信息

随着国家城市群基础设施建设步伐的加快,对城市道路网数据现势性的需求急剧增加.针对当前以位置和长度为主要参数的道路网匹配算法的不稳定性,以及分析结果的不确定性和可靠性差等问题,提出了一种新的基于模糊层次理论的路网匹配模型,该模型通过融合多个评价指标进行构建,并对其指标权重进行优化,采用该模型对路网的一致性进行评价.以长株潭城市群道路网为实验对象进行实验验证.实验结果表明:提出的匹配模型能够有效改善道路网匹配精度,且具有较好的稳定性和可靠性.道路匹配的准确率和召回率分别达到了92.9%和86.2%,比现有的典型匹配方法的86.7%和83.8%均有了显著提高.研究成果为道路网匹配与评价提供一种新的更为有效之方法.

关键词：城市群道路网匹配模型模糊层次分析法长株潭地理学

潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1342-1355页

作者：胡文杰彭葳刘斌邢学敏朱珺林东方长沙理工大学湖南省公路先进建养技术国际科技创新合作基地长沙410114 长沙理工大学交通运输工程学院长沙410114 湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略.潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide,SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading,OTL)位移... 详细信息

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略.潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide,SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading,OTL)位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差,而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差.本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序,重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响,并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正.结果表明,研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性,其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a^(-1);通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正,能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差,弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足.在大气延迟误差改正的基础上,时序InSAR形变残差的标准差(Standard Deviation,STD)由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm;本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性,可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度.

关键词：固体潮海洋潮汐负荷沿海形变监测 InSAR 多条带拼接

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多源遥感森林火情监测的进展与展望

遥感学报 2024年第8期28卷 1854-1869页

作者：曹云刚雷若丹西南交通大学高速铁路安全运营空间信息技术国家地方联合工程实验室成都611756 西南交通大学地球科学与工程学院成都611756

掌握森林火情时空特征及其演变态势对于灾害防控具有重要意义。随着大量新一代亚米级星载平台和传感器投入使用、轻小型无人机系统的飞速发展、智能化遥感反演方法的不断优化,当前多源遥感技术已具备低成本、近实时、多尺度、宽覆盖、... 详细信息

掌握森林火情时空特征及其演变态势对于灾害防控具有重要意义。随着大量新一代亚米级星载平台和传感器投入使用、轻小型无人机系统的飞速发展、智能化遥感反演方法的不断优化,当前多源遥感技术已具备低成本、近实时、多尺度、宽覆盖、高精度的火情监测能力,协同多源遥感数据对森林火灾进行监测、分析和持续跟踪,能够为森林火灾提供有效预测和评估,进一步为防灾减灾决策提供科学依据。针对多源遥感技术的快速发展,本文综述了其在森林火情灾前、灾中、灾后的多元化应用,系统分析了当前火险评估、可燃物参数反演、火点检测、火灾行为分析、火烧迹地识别、火烧烈度评价及植被恢复监测等方向的发展现状,评述了火情遥感在数据、方法上的发展过程并对后续的研究趋势进行了探讨。总的来讲,多源遥感技术为开展局部、区域和全球范围的火灾研究提供了一种低成本、多时相、高效率的手段,未来研究预计将继续以多源遥感技术协同为基础,通过改进并整合新的遥感分析方法进一步理解火灾模式,提升火情监测能力。

关键词：多源遥感森林火情数据融合火险评估火点检测火灾排放火灾坏境火灾损失

病态问题解算精度的相对均方误差比较分析方法

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大地测量与地球动力学 2024年第7期44卷 704-708页

作者：林东方朱凯林谢建王璇湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南省湘潭市411201 湖南科技大学测绘遥感信息工程湖南省重点实验室湖南省湘潭市411201 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南省湘潭市411201

病态问题导致参数估值方差较大,在参数真值未知的情况下,难以对正则化与TSVD(truncated singular value decomposition)方法进行精度比较。针对此问题,提出一种均方误差相对比较分析方法。首先,基于正则化估值相对变化量与TSVD估值相对... 详细信息

病态问题导致参数估值方差较大,在参数真值未知的情况下,难以对正则化与TSVD(truncated singular value decomposition)方法进行精度比较。针对此问题,提出一种均方误差相对比较分析方法。首先,基于正则化估值相对变化量与TSVD估值相对变化量确定二者相对于最小二乘估值的相对偏差,避免偏差计算对真值的依赖;然后,利用相对偏差以及相对标准差确定均方根误差相对下降量,通过比较相对下降量大小确定最优的解算方法;最后,通过两组实验验证均方误差相对比较分析方法的可行性与有效性。

关键词：病态问题正则化方法 TSVD 精度分析

基于Buck-Boost矩阵变换器的400 Hz中频电源控制方法及参数优化

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信息与控制 2024年第4期53卷 550-560页

作者：钟达栩龚俊张小平湖南科技大学海洋矿产资源探采装备与安全技术国家地方联合工程实验室湖南科技大学信息与电气工程学院

针对传统400 Hz中频电源存在的拓扑结构复杂、体积大等不足，提出采用Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter, BBMC)作为其功率变换电路并提出相应的控制与参数优化方法。首先，介绍了BBMC拓扑结构及其基本工作原理，建立了... 详细信息

针对传统400 Hz中频电源存在的拓扑结构复杂、体积大等不足，提出采用Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter, BBMC)作为其功率变换电路并提出相应的控制与参数优化方法。首先，介绍了BBMC拓扑结构及其基本工作原理，建立了BBMC的数学模型。然后，结合400 Hz中频电源的控制要求提出一种基于准比例谐振控制的双闭环控制策略并对其具体设计方法进行了深入研究。接着，采用樽海鞘群算法对其控制参数进行了优化。最后，对其控制效果进行了仿真和实验验证，同时与传统基于重复控制的复合控制策略进行了对比分析。实验结果表明：将BBMC应用于400 Hz中频电源不仅有效地减小了其电源装置的体积和重量，而且所提出的控制与参数优化方法相较于传统基于重复控制的复合控制方法具有更好的稳态和动态性能，因而具有较好的应用价值。

关键词： 400 Hz中频电源 Buck-Boost矩阵变换器准比例谐振控制樽海鞘群算法