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面向多源异质遥感影像地物分类的自监督预训练方法

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测绘学报 2024年第3期53卷 512-525页

作者：薛志祥余旭初刘景正杨国鹏刘冰余岸竹周嘉男金上鸿信息工程大学河南郑州450001 北京航空气象研究所北京100085 华北水利水电大学河南郑州450046 93110部队北京100843 93116部队辽宁沈阳110000

近年来,深度学习改变了遥感图像处理的方法。由于标注高质量样本费时费力,标签样本数量不足的现实问题会严重影响深层神经网络模型的性能。为解决这一突出矛盾,本文提出了用于多源异质遥感影像地物分类的自监督预训练和微调分类方案,旨... 详细信息

近年来,深度学习改变了遥感图像处理的方法。由于标注高质量样本费时费力,标签样本数量不足的现实问题会严重影响深层神经网络模型的性能。为解决这一突出矛盾,本文提出了用于多源异质遥感影像地物分类的自监督预训练和微调分类方案,旨在缓解模型对于标签样本的严重依赖。具体来讲,生成式自监督学习模型由非对称的编码器-解码器结构组成,其中深度编码器从多源遥感数据中学习高阶关键特征,任务特定的解码器用于重建原始遥感影像。为提升特性表示能力,交叉注意力机制模型用于融合异源特征中的信息,进而从多源异质遥感影像中学习更多的互补信息。在微调分类阶段,预训练好的编码器作为无监督特征提取器,基于Transformer结构的轻量级分类器将学习到的特征与光谱信息结合并用于地物分类。这种自监督预训练方案能够从多源异质遥感影像中学习到刻画原始数据的高级关键特征,并且此过程不需要任何人工标注信息,从而缓解了对标签样本的依赖。与现有的分类范式相比,本文提出的自监督预训练和微调方案在多源遥感影像地物分类中能够取得更优的分类结果。

关键词：遥感多源异质数据预训练自监督学习土地覆盖分类

基于一维变分法的微波辐射计反演边界层温湿廓线

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1699-1708页

作者：黄威李宛桐胡帅脱宇峰鱼艇倪祥龙中国人民解放军63898部队河南济源459000 天津气象雷达研究试验中心天津300061 中国人民解放军国防科技大学气象海洋学院长沙410073 中国人民解放军63891部队河南洛阳471000

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛... 详细信息

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛率不高等问题,提出利用地面气象要素改进算法在近地面层的反演精度和引入正则化算子提升算法的收敛特性.利用探空数据对上述改进方法的提升效果进行验证,结果表明:地面气象要素的引入使得反演算法在地表温湿度的均方根误差分别降低了78.2%和55.5%,对于上层大气温湿廓线也有小幅提升;正则化算子对算法的反演时间和反演精度影响很小,但是可以显著地减少未收敛样本个数和提升反演廓线的质量.

关键词：一维变分温湿廓线微波辐射计正则化算子

CO_(2)激光对氧化钒成像设备干扰实验研究

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激光与红外 2024年第4期54卷 607-611页

作者：邹前进张恒伟刘明菊路亚旭刘小虎王东陈育斌 63891部队河南洛阳471003 63893部队河南洛阳471003

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧... 详细信息

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧化钒成像设备实验。在激光辐照饱和条件下,光斑中心像元出现饱和现象,激光辐照结束后,该像元响应较辐照前增加了约20个灰度;该像元周围像素出现了环状异常,非均匀性校正后探测器恢复正常;在激光辐照点损伤条件下,出现了圆环干扰效应,光斑中心像元出现了损伤,即使非均匀性校正也无法恢复;给出了相应激光功率密度。根据实验结果,对衍射效应进行了仿真,指出衍射、探测器热效应及热量“溢出”是导致探测器像元异常像素数大于辐照光斑的原因。本文对非制冷氧化钒探测器研制及干扰效应研究具有重要参考意义。

关键词：氧化钒成像设备干扰 CO_(2)激光实验

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基于长基线的BDS精密星历精度对比分析

导航定位学报 2024年第3期12卷 120-129页

作者：马锐马亮师志强 61243部队乌鲁木齐830006

为对比分析欧洲定轨中心(CODE)、德国地学研究中心(GFZ)与武汉大学(WHU)3种北斗卫星导航系统(BDS)精密星历精度及BDS地球静止轨道(GEO)卫星精度影响,本文选取亚洲和欧洲区域多模全球导航定位系统(GNSS)实验跟踪网(MGEX)测站,从基线结果... 详细信息

为对比分析欧洲定轨中心(CODE)、德国地学研究中心(GFZ)与武汉大学(WHU)3种北斗卫星导航系统(BDS)精密星历精度及BDS地球静止轨道(GEO)卫星精度影响,本文选取亚洲和欧洲区域多模全球导航定位系统(GNSS)实验跟踪网(MGEX)测站,从基线结果可靠性、内符合精度、外符合精度3个方面对比分析。结果表明:3种精密星历BDS基线约束固定解NRMS值均小于0.3,说明基线结果精度可靠;BDS基线各分量固定误差均在1 cm以内,比例误差优于9×10^(-9)。亚洲区域,CODE内、外符合精度最高,以GPS基线结果为外部参考,基线平均3D误差为5.13cm;欧洲区域,三种精密星历精度一致,且BDS内符合精度优于GPS,基线平均3D误差为1.90cm左右。亚洲区域禁用BDS GEO卫星后,GFZ与WHU BDS基线水平与垂直分量内符合精度分别平均提高约26.3%、23.9%,外符合精度分别提高约39.1%、51.0%。BDS数据高精度处理时,根据区域选择精密星历并禁用GEO卫星。

关键词：北斗卫星导航系统(BDS) 地球静止轨道卫星精密星历内符合精度外符合精度

基于Attention-Unet网络的FY-4A卫星降水估计

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气象学报 2024年第3期82卷 398-410页

作者：关吉平高延波黄从雷李济张立凤国防科技大学气象海洋学院长沙410073 95019部队气象台襄阳441100

准确的卫星降水估计是开展天气、气候、水文、生态等研究的重要基础,并且可以降低由降水直接导致的洪水等自然灾害造成的损失。目前业务运行的卫星降水产品主要使用物理反演方法,存在反演过程中降水特征信息较为片面等缺点。近年来随着... 详细信息

准确的卫星降水估计是开展天气、气候、水文、生态等研究的重要基础,并且可以降低由降水直接导致的洪水等自然灾害造成的损失。目前业务运行的卫星降水产品主要使用物理反演方法,存在反演过程中降水特征信息较为片面等缺点。近年来随着深度学习技术不断发展,其挖掘隐藏特征信息的能力也逐渐被引入到各种非线性过程研究。以Attention-Unet为核心搭建具备处理卫星多通道数据能力的卫星降水估计网络框架,利用风云4A卫星(FY-4A)多通道扫描辐射计9—14通道数据构建数据集进行降水估计模型训练。为评估该模型的效果,将Attention-Unet模型的降水估计结果与业务运行的卫星降水产品以及其他成熟深度学习网络模型进行对比。结果表明,Attention-Unet模型的降水估计效果优于使用传统物理反演方法的卫星降水产品FY4A-QPE和CMORPH,也优于作为对比的Unet模型和PERSIANN-CNN模型。在FY-4A多通道数据基础上,在模型训练中加入与降水有较大相关的地形数据,结果表明模型在保持降水区域识别能力的基础上降水量估计误差更小。

关键词：风云 4A 卫星 Attention-Unet 卫星降水估计地形

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反无人机蜂群杀伤链动态构建策略研究

现代防御技术 2024年

作者：包勇程帅解放军32151部队

随着无人机蜂群技术的快速发展，其去中心化和自主协同特性对现代防空系统带来了前所未有的挑战。本文分析了无人机蜂群的关键技术，并针对其在军事应用中的优势，提出了一种基于动态杀伤链构建的反无人机蜂群策略。本研究重新界定了杀... 详细信息

随着无人机蜂群技术的快速发展，其去中心化和自主协同特性对现代防空系统带来了前所未有的挑战。本文分析了无人机蜂群的关键技术，并针对其在军事应用中的优势，提出了一种基于动态杀伤链构建的反无人机蜂群策略。本研究重新界定了杀伤链的概念，强调了其在提升战术灵活性、促进技术创新融合及形成新的作战理念方面的重要性。提出的策略涵盖多域感知、分布式指挥控制、资源优化和拦截技术创新，旨在提高防御系统对无人机蜂群威胁的适应性和反应速度。最后，结合陆战场环境，设计了不同策略的实现途径，为未来反无人机蜂群作战提供了新的视角和支持。

关键词：无人机蜂群杀伤链动态构建指挥控制

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驻波型相位调控声镊操控稳定性研究

声学学报 2024年第3期49卷 449-457页

作者：朱纪霖高东宝曾新吾许章林谢翰祥中国人民解放军92682部队湛江524002 国防科技大学气象海洋学院长沙410073

为研究驻波型声镊的聚焦声场特征及其操控微粒的稳定性,使用有限元方法建立了相位调控聚焦声场控制模型并搭建了声镊实验系统,测量了系统中微粒多方向移动的位置精度,并分析了聚焦声场的分布规律及其影响。理论与实验结果表明,所设计声... 详细信息

为研究驻波型声镊的聚焦声场特征及其操控微粒的稳定性,使用有限元方法建立了相位调控聚焦声场控制模型并搭建了声镊实验系统,测量了系统中微粒多方向移动的位置精度,并分析了聚焦声场的分布规律及其影响。理论与实验结果表明,所设计声镊系统能够在平面内完成微粒操控。相位调控声镊在微粒操控稳定性方面存在区域差异性,越靠近中心区域的声场操控稳定性越强,越靠近边界区域的声场操控稳定性越差。通过细化移动步长可一定程度上提高微粒操控的稳定性。

关键词：声镊声辐射力微粒操控相位调控

西太平洋台风活动对中国西北地区东部夏季降水的影响

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大气科学 2024年第2期48卷 507-520页

作者：王顼张立凤王羱刘洋谢勇国防科技大学气象海洋学院长沙410005 解放军75839部队广州510000 江西省气象局南昌330006

基于1979~2020年(42年)降水及台风资料,利用常用的统计方法和随机森林方法,研究了西太平洋台风对我国西北地区东部(33°N~45°N,93°E~110°E,ENWC)降水的影响。结果发现,在台风频数和降水量都出现峰值的7、8、9月,出现在西北太平洋的... 详细信息

基于1979~2020年(42年)降水及台风资料,利用常用的统计方法和随机森林方法,研究了西太平洋台风对我国西北地区东部(33°N~45°N,93°E~110°E,ENWC)降水的影响。结果发现,在台风频数和降水量都出现峰值的7、8、9月,出现在西北太平洋的台风对台风期间的ENWC平均日降水(TP)有影响。7月份台风的位置和强度对降水影响显著,8月份台风的位置、强度和频数对降水都有影响,9月份影响较小。台风的影响具有地域选择性,不同的月份这种选择性不同,对不同等级降水的影响也不同。其影响主要表现在EOF分解的第二模态以及强降水和极强降水等级上,这说明了台风不是影响TP的主要因素,这种影响是间接的和非线性的,台风的出现是通过影响东亚地区中高纬度的槽脊系统、西太平洋副热带高压以及低纬度低涡的强度和位置来形成有利于降水的条件,从而影响降水的分布和强度。相对于多元线性回归方法,基于随机森林方法建立的降水模型能更好地拟合出降水分布和强度,这说明台风对TP的影响主要是非线性的,且降水强度越强,非线性作用越明显。同时,随机森林模型也显示出台风的位置是影响ENWC降水的最关键因素。

关键词：中国西北地区东部降水西太平洋台风随机森林方法

2001-2020年巴基斯坦恐怖袭击事件时空演变分析

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世界地理研究 2024年第5期33卷 60-72页

作者：蔡中祥黄哲琨郭勇公茂玉王岩常耀伟信息工程大学郑州450001 32021部队北京100000

为揭示2001—2020年巴基斯坦恐怖袭击事件的时空演变规律,基于全球恐怖主义数据库收录数据,采用核密度、标准差椭圆、空间自相关等地理统计方法进行分析研究,结果表明:2001—2020年巴基斯坦恐怖主义形势经历了三个阶段,阶段转折点与政... 详细信息

为揭示2001—2020年巴基斯坦恐怖袭击事件的时空演变规律,基于全球恐怖主义数据库收录数据,采用核密度、标准差椭圆、空间自相关等地理统计方法进行分析研究,结果表明:2001—2020年巴基斯坦恐怖主义形势经历了三个阶段,阶段转折点与政治权力交替高度吻合;空间分布从“三角形”转变为“N字形”,形成了以卡拉奇、白沙瓦、奎达为核心的3大恐怖袭击聚集区,伤亡人数的密度值显著减小,但恐袭活动范围有所增大,且卡拉奇、奎达地区恐袭密度值下降不明显;不同阶段恐袭事件的空间自相关呈现分异性,原FATA、奎达聚集区聚类特征主要为H-H特征,而卡拉奇聚集区为H-L特征;使用爆炸物的恐怖袭击频次最多,近年来,对军事、警察和记者媒体的袭击开始增多;巴基斯坦恐袭事件的演变受认同因素、政治因素、社会经济因素、地理位置因素等驱动,并被宗教极端主义和民族分离势力利用,造成巴基斯坦恐袭事件范围不断扩大、中心城市成重灾区、影响愈发恶劣等后果。

关键词：恐怖袭击空间自相关重心迁移驱动因素巴基斯坦