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实践教学在应用型本科人才培养中的重要意义——评《Python数据分析与挖掘实战(第2版)》

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中国教育学刊 2023年第11期 I0042-I0042页

作者：惠蓉滇西应用技术大学测绘与信息工程学院

自2015年起,高校开始开设数据科学与大数据技术专业。2018年起,全国招收大数据相关专业的学校数量呈井喷式增长,各校都在积极摸索大数据专业的建设与实践。大数据的相关技术从基本平台架设逐渐过渡到侧重大数据分析、云计算、云数据库... 详细信息

自2015年起,高校开始开设数据科学与大数据技术专业。2018年起,全国招收大数据相关专业的学校数量呈井喷式增长,各校都在积极摸索大数据专业的建设与实践。大数据的相关技术从基本平台架设逐渐过渡到侧重大数据分析、云计算、云数据库、数据安全管理等,越来越多的人着眼于大数据分析、数据挖掘、深度学习、机器学习和人工智能等的研究。在新型产业以及新经济的深入发展之下,对人才的需求也越来越高,尤其是高素质、高技能的复合型大数据人才,更是要求极高。

关键词：大数据分析云数据库机器学习数据挖掘人工智能数据相关云计算 Python

点面特征约束下利用对偶四元素描述的点云配准模型求解方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第9期48卷 1546-1554页

作者：李绕波袁希平甘淑毕瑞高莎胡琳昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心云南昆明650093 滇西应用技术大学工程学院云南大理671009

点云数据的高精度配准是保证空间物体表面三维数据完整性的关键,针对相邻测站点云数据存在位置、姿态和尺度差异的问题,提出一种在点面特征约束下利用对偶四元素描述的点云配准模型求解方法。首先,利用对偶四元素表示空间相似变换的旋... 详细信息

点云数据的高精度配准是保证空间物体表面三维数据完整性的关键,针对相邻测站点云数据存在位置、姿态和尺度差异的问题,提出一种在点面特征约束下利用对偶四元素描述的点云配准模型求解方法。首先,利用对偶四元素表示空间相似变换的旋转矩阵和平移向量,在此基础上顾及尺度因子,依据点在平面内和点在平面外分别所构建的向量与平面的法向量之间存在垂直和平行的空间拓扑关系,并以此作为空间相似变换的约束条件,基于最小二乘准则构建平差模型;然后,引入Levenberg-Marquardt法解算平差模型,以避免平差处理中可能由初始值的不恰当性,或由雅克比矩阵所构建的实对称矩阵接近奇异时而导致迭代不收敛;最后,通过两组实验与现有方法进行对比分析,实验结果表明,所提方法能有效实现点云配准。因此,点面特征约束下顾及尺度因子且利用对偶四元素实现空间相似变换的方法具有较强的实用价值。

关键词：测量点云配准对偶四元素点面特征尺度因子

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复杂地貌无人机遥感3D场景构建

山地学报 2022年第1期40卷 151-164页

作者：毕瑞甘淑袁希平高莎胡琳昆明理工大学国土资源工程学院云南省高校高原山地空间信息测绘技术应用工程研究中心滇西应用技术大学

针对地形起伏变化较小、形态特征单一的地貌，无人机遥感多采用“已”字形垂直视角或模拟多镜头垂直视角航线从5个方向对目标对象进行数据采集，构建3D场景，但是对于地貌形态、空间分布急剧变化的山地环境，通过传统航线方式获取地貌... 详细信息

针对地形起伏变化较小、形态特征单一的地貌，无人机遥感多采用“已”字形垂直视角或模拟多镜头垂直视角航线从5个方向对目标对象进行数据采集，构建3D场景，但是对于地貌形态、空间分布急剧变化的山地环境，通过传统航线方式获取地貌影像时容易出现工作效率低、飞行安全性低、精度低等问题，适宜的航线规划方案是确保无人机飞行安全、提高工作效率、获取高质量影像的前提。本文基于无人机遥感技术，以云南省恐龙谷南缘的环状构造地貌入口处的典型坑唇地貌为研究区，利用RTK无人机获取坑唇地貌山脊上的大坡度地层露头影像，规划井字形格网交叉倾斜视角航线，采用SfM和MVS算法构建3D场景，基于目视解译、GIS地形特征提取和分析等方法实现多角度、多方法、精确的地貌特征识别、量测和地形特征分析。研究表明：(1)井字形交叉格网倾斜航线能构建平均精度达97.4%,具有厘米级精度的大坡度地层露头地貌3D场景。(2)目视解译得到的11条地层露头平均长度为92.62 m、平均倾角为12.40°,中部地层露头分布稀疏，两侧较为密集，山脊上部的地层露头走向为西南—东北、中部为南—北、下部为东南—西北。(3)地层露头整体近似为连续的阶梯状错断分布，大部分地层露头分布在高程为1695～1715 m、坡度为40°～60°、坡向为西南的山脊中部，且山脊中部有2个明显断层，垂直断距为5.42 m和16.18 m,山脊下侧的地层露头坡度最大，地形变化明显。本研究成果可为利用无人机遥感技术在复杂山地环境下获取高质量地貌影像和精细化地貌识别及其地形特征分析提供一种有效的参考方法。

关键词：无人机遥感 3D场景构建井字形格网航线

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基于地形复杂度的山区水土流失风险评价

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：魏休耘甘淑袁希平李绕波滇西应用技术大学地球科学与工程技术学院云南省高校高原山地空间信息测绘技术应用工程研究中心昆明理工大学国土资源工程学院

水土流失研究中通常以大范围区域数据为主导，探究小范围山地地区精细化表达，对评价小范围山地地区水土流失情况具有重大现实意义。利用无人机数据生成高精度的数字高程模型（DEM）与三维模型，基于DEM数据计算多个地形因子，结合相关... 详细信息

水土流失研究中通常以大范围区域数据为主导，探究小范围山地地区精细化表达，对评价小范围山地地区水土流失情况具有重大现实意义。利用无人机数据生成高精度的数字高程模型（DEM）与三维模型，基于DEM数据计算多个地形因子，结合相关性分析、聚类分析实现地形因子的分类，再使用变异系数法和主成分分析法实现地形因子的筛选与确权并建立地形复杂度模型。随后，在地形复杂度模型中引入常数偏移量并进行归一化得到水土流失风险评价因子模型。最后，将其与三维模型和实地踏勘数据进行验证分析。结果表明：1）水土流失风险评价因子模型中坡度、地表切割深度、剖面曲率、平面曲率的系数分别为1.933、0.338、0.206和2.633；2）对于整个试验区，中风险区面积比例为28.5%，分布较为分散。极高风险区比例为4.42%，集中分布在南侧以及西北侧。总体而言，该区域以中低风险为主；3）F1和F2区域水土流失风险较高，因为其存在陡峭地形、低植被覆盖率和土壤沙化等问题。F3区域由于平坦地形和种植大量农作物，表现出相对轻微的水土流失情况。该模型能够准确提取水土流失区域，为小范围山地地区的水土流失和土壤侵蚀等地学研究提供有益的参考。

关键词：无人机地形复杂度水土流失相关性分析变异系数主成分分析

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3维激光扫描技术在历史建筑保护中的应用

激光技术 2023年

作者：郭钰杨永明昆明理工大学国土资源工程学院滇西应用技术大学测绘与信息工程学院云南省高校山地实景点云数据处理及应用重点实验室

为了更好地将即时定位与地图构建（SLAM）3维激光扫描技术应用在历史建筑保护中，实现利用3维点云模型对历史建筑进行数字化保护，以云南白族历史建筑为研究对象，采用了SLAM 3维激光扫描技术获取历史建筑高精度点云模型，该技术不仅能... 详细信息

为了更好地将即时定位与地图构建（SLAM）3维激光扫描技术应用在历史建筑保护中，实现利用3维点云模型对历史建筑进行数字化保护，以云南白族历史建筑为研究对象，采用了SLAM 3维激光扫描技术获取历史建筑高精度点云模型，该技术不仅能够快速地完成数据采集工作、提高历史建筑数字化保护工作的效率，还可以形成历史建筑丰富的数字化成果；通过对实验区数据的理论分析和实验验证，证明了SLAM 3维激光扫描技术在历史建筑数字化保护中的可行性。结果表明，距离中误差为0.004 m，点位中误差为0.037 m和0.021 m，SLAM 3维激光扫描技术不仅能够快速、准确地完成历史建筑数据采集过程并形成高精度点云模型，基于该模型提取的平立剖面图能够达到相关规范精度要求。该研究为历史建筑数字化保护提供了一种新的思路和方法，有望在未来的应用中发挥更为积极的作用。

关键词：激光技术图像处理历史建筑保护平立剖图

玉龙雪山暖温性针叶林大型真菌资源多样性调查

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中国瓜菜 2024年第5期37卷 81-89页

作者：陈光富吴霞范中玉喻屏滇西应用技术大学招生与就业服务中心云南大理671006 丽江师范高等专科学校应用技术学院云南丽江674199 中国科学院昆明植物研究所昆明650201 滇西应用技术大学测绘与信息工程学院云南大理671006

为厘清玉龙雪山暖温性针叶林大型真菌资源的物种组成,采用样地调查法对玉龙雪山南麓针叶林内的大型真菌与伴生木本植物进行调查与采集。结果表明,有真菌资源22科39属79种,其中毒菌19种,药用菌7种,食用菌46种,还有7种野生菌的资源利用情... 详细信息

为厘清玉龙雪山暖温性针叶林大型真菌资源的物种组成,采用样地调查法对玉龙雪山南麓针叶林内的大型真菌与伴生木本植物进行调查与采集。结果表明,有真菌资源22科39属79种,其中毒菌19种,药用菌7种,食用菌46种,还有7种野生菌的资源利用情况不明;红菇科、牛肝菌科和鹅膏菌科为优势科,鹅膏属、牛肝菌属、红菇属和乳菇属为优势属;生态类型包括粪生真菌、木腐真菌、土壤腐生菌、外生菌根菌和真菌共生菌等5类,以外生菌根菌的种数最多;伴生木本植物有14科17属41种。暖温性针叶林内菌类资源与植物种类组成较为丰富,优势类群明显,极具开发潜力。

关键词：大型真菌玉龙雪山暖温性针叶林资源多样性

改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型

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自然资源遥感 2023年第1期35卷 107-114页

作者：赵凌虎袁希平甘淑胡琳丘鸣语昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心昆明650093 滇西应用技术大学地球科学与工程学院大理671000

针对传统的道路提取方法在高分辨率遥感影像中存在提取效果差和提取速度慢的问题,提出了改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型。采用MobileNetv2主干特征提取网络与Dice Loss函数相结合,较好地平衡了高分辨率遥感影像道路提取... 详细信息

针对传统的道路提取方法在高分辨率遥感影像中存在提取效果差和提取速度慢的问题,提出了改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型。采用MobileNetv2主干特征提取网络与Dice Loss函数相结合,较好地平衡了高分辨率遥感影像道路提取精度与速度的矛盾,实现较高提取精度的同时减少了模型参数,满足了时效性的要求。基于开源道路提取数据集的实验结果表明:①该文提出的道路提取模型在高分辨率遥感影像上具有可行性,提取道路的整体精度达到98.71%,具有较高的提取精度;②在提取道路的速度方面该方法平均帧数达到120.05,模型参数量仅为5.81 M,总体上比原模型更加轻量化,表明该方法满足了时效性的要求。该方法在大幅减少参数量、满足时效性的同时保证了提取的精确度,为提高基于高分辨率影像的道路提取精度和速度提供了一种新的改进思路和方法。

关键词：遥感影像道路提取深度学习语义分割 DeepLabv3+模型

禄丰恐龙谷三种典型沉积岩的高光谱响应特征分析及识别模型方法研究

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光谱学与光谱分析 2023年第9期43卷 2855-2861页

作者：王俊杰袁希平甘淑胡琳赵海龙昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心云南昆明650093 滇西技术应用大学地球科学与工程学院云南大理671009

高光谱遥感技术能够更细致地检测出岩矿的光谱特征,为高光谱岩矿识别提供了强有力手段。基于特定吸收特征波段的高光谱岩矿识别模型依赖很高的先验知识且难以满足区分不同类型岩石的要求,因此探索建立准确、高效的高光谱岩石自动识别模... 详细信息

高光谱遥感技术能够更细致地检测出岩矿的光谱特征,为高光谱岩矿识别提供了强有力手段。基于特定吸收特征波段的高光谱岩矿识别模型依赖很高的先验知识且难以满足区分不同类型岩石的要求,因此探索建立准确、高效的高光谱岩石自动识别模型具有重要意义。在禄丰恐龙谷地区采集三类典型的沉积岩(泥岩、砂岩和灰岩各21个)作为目标样本,采用ASD FieldSpec3地物光谱仪获取沉积岩样本在350~2500 nm范围内的高光谱数据,对原始光谱进行一阶微分、连续统去除变换并分析其光谱特征,采用连续投影(SPA)、竞争性自适应重加权采样(CARS)和迭代保留信息变量法(IRIV)三种特征变量选择算法选取原始光谱及其变换光谱中的特征波长,基于全波段和特征波长数据分别建立支持向量机(SVM)和随机森林(RF)识别模型。结果表明:三种特征变量选择算法对高光谱数据都具有较好的降维效果,从原始光谱及两种变换光谱选取出的特征波长数量在7~59个之间。综合光谱变换处理与特征变量选择算法进行模型测试对比试验,发现组合连续统去除-SPA-SVM模型方法在识别三类目标沉积岩上的表现最好,其识别精度为0.9524,此时选取出用于输入模型的特征波长数量为10个,只占全波段的0.5%,大大降低了模型的运算量,其中2个特征波长位于550 nm附近的Fe^(2+)和Fe^(3+)吸收带,2个位于900 nm附近Fe^(3+)吸收带,5个位于1900和2200 nm附近的水分子、羟基吸收带,其分布可以较好地反映沉积岩化学成分差异导致的光谱吸收特征规律。实验结果表明采用光谱变换与特征变量选择算法进行高光谱沉积岩自动识别是可行的,能为高光谱岩矿识别方法提供参考。

关键词：高光谱沉积岩光谱分析特征波长选取支持向量机

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一种优化的泥石流无人机影像匹配算法

测绘科学 2022年第11期47卷 104-112页

作者：宗慧琳袁希平甘淑赵振峰张晓伦昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 云南省高校高原山地空间信息测绘技术应用工程研究中心昆明650093 滇西应用技术大学地球科学与工程学院云南大理671006

针对泥石流区无人机影像在采用AKAZE算法匹配时效果好但计算效率较低的问题,该文提出一种AKAZE特征与BEBLID描述符相结合并融合网格运动统计策略的特征匹配算法。先使用AKAZE算法构建非线性尺度空间来检测局部稳定特征,构建BEBLID描述... 详细信息

针对泥石流区无人机影像在采用AKAZE算法匹配时效果好但计算效率较低的问题,该文提出一种AKAZE特征与BEBLID描述符相结合并融合网格运动统计策略的特征匹配算法。先使用AKAZE算法构建非线性尺度空间来检测局部稳定特征,构建BEBLID描述符对检测到的特征点进行二值描述,接着用暴力匹配法完成初步匹配,再用网格运动统计方法进行第一次粗差剔除,最后加入核线约束,进一步提纯内点,得到可靠匹配结果。将文中算法与经典SIFT算法、ORB算法、AKAZE算法、AKAZE-LATCH算法进行实验对比分析。结果表明:所提方法匹配正确率与AKAZE算法基本接近,匹配速度却提升了40%左右,与ORB算法的速度接近,正确匹配点对数量相较几种对比方法都明显提高,且匹配点空间分布分散均匀,具有明显的优势和实用性。

关键词：无人机影像特征提取 BEBLID描述符网格运动统计影像匹配