图像处理在土壤流失量像元地形因子新算法中的应用

图像处理在土壤流失量像元地形因子新算法中的应用唐万龙，卜兆宏（中国科学院南京土壤所）随着地理信息系统（ＧＩＳ）技术的迅速发展，以像元为基础的坡度和坡长代替了以图斑为基础的坡度和坡长，因此就产生了计算像元因子（Ｓｉ，Ｌｉ）的新算法。新算法比较客观地表示...     

基于随机映射的快速图像修复算法

传统基于样本块的图像修复方法是在图像全局区域内循环搜索最优相似块,且结构传播过程易受置信因子影响,使得算法运算量大、时间长、效率低。针对以上问题,提出基于随机映射的修复算法。该算法采用随机映射的方法搜索与待修复区域在结构和纹理相似的样本区域,去除冗余的样本搜索空间;其次优化了基于置信因子和边缘信息的优先级计算方法,改进了最优相似块的计算方法,增强了图像结构传播的正确性。实验结果表明,该方法的修复速度比传统方法提高了5~10倍,且增强了图像修复效果。     

基于最小二乘的UWB信道盲估计算法

针对超宽带系统的离散信道模型,利用接收信号的一阶统计量,提出一种基于最小二乘（LS）的盲信道估计算法。利用接收信号的循环卷积特性,在一个符号间隔内建立模型,最后利用LS算法求解。仿真表明,该算法与基于导频序列的ML估计方法和LS估计方法相比,均方误差（MSE）性能相差不大,但计算复杂度明显降低,同时提高了系统传输效率。     

基于MapReduce模型的侵蚀地形因子计算方法研究

针对传统侵蚀地形因子提取方法在处理海量数据时出现的瓶颈,提出一种基于MapReduce模型的侵蚀地形因子计算方法。该方法将并行计算模型MapReduce与改进的通用土壤流失方程（revised universal soil loss equation,RUSLE）相结合。利用最大坡降原理和B+树建立流向关系查找树来表现地形数据的相关性;利用MapReduce模型进行流路查找与栅格汇聚来替代传统正反向遍历算法,解决侵蚀地形因子计算过程中汇水和累计坡长的计算效率问题。实验结果表明,对于基于海量数字高程模型数据的地形因子提取,该方法能够在计算精度允许的范围内有效提高效率。     

一种基于PDD算法的ADI-FDTD算法研究

为提高隐含变向时域有限差分算法（ADI-FDTD）的计算效率,鉴于并行对角占优算法（PDD）求解三对角方程的高效性,引入PDD算法实现了基于MPI的ADI-FDTD的并行计算。通过对运算时间、通信时间的分析,讨论了算法的效率。分析了由于PDD算法的近似处理所引入的计算误差,研究了误差估计与子区域网格数和Courant因子的关系,该研究工作有利于合理选择子区域网格数和Courant因子,进而减小计算误差。最后,通过算例验证了结论的正确性。     

基于不同算法的Motif预测比较分析与优化

研究转录因子结合位点（TFBs）的主要预测模型及其预测的算法,通过基于调控元件预测的3种代表性的算法MEME、Gibbs采样和Weeder预测拟南芥基因组。比较结果表明,Gibbs采样算法和Weeder算法预测长、短motif效率较高。重点分析MEME算法,提出结合不同算法查找motif的优化方法,并以实验验证该方法能有效提高预测效率。     

基于进化蚁群算法的移动机器人路径优化

针对蚁群算法进行路径规划中出现的运行时间长、搜索效率低和容易出现死锁的问题,提出一种基于达尔文进化论思想的蚁群算法.首先,针对空白栅格搜索效率低的问题,提出一种蚁群算法简易模式;然后在启发函数中引入目标影响因子和障碍物影响因子以提高算法的全局搜索能力,避免陷入死锁;最后利用达尔文的进化论改进蚁群算法的信息素更新规则用于加快算法的迭代速度,缩小运行时间.在不同规模的栅格地图环境下的实验表明,所提出的进化蚁群算法能够加快迭代速度,提高搜索效率,实现最优路径并避免算法死锁问题.     

传感网络在水电边坡变形优化检测中应用仿真

在水电边坡变形的检测过程中,需要根据坡变幅度,布置传感节点,传递相关数据,由于坡变幅度一般都伴随不规则起伏,造成传感器节点传递的信号无法形成线性特征,传统的检测方法为了克服非线性变化,需要在大起伏区域布置多个节点,以保证检测的准确性,一旦水电边坡规模大,地质条件较为复杂,将会导致检测节点过多,降低了检测效率。为解决上述问题,提出采用坡变估计模型的水电边坡变形优化传感器检测方法。构建传感网络水电边坡变形检测模型,分别对大坡变区域进行模型的坡变参数预估、参数精估、检验模型适应性、模型修正和模型预报,根据上述模型进行模型最优化评测,实现传感网络在水电边坡变形优化检测。实验结果表明,利用改进算法进行水电边坡变形优化检测,可以减小检测误差、提高检测的准确性,提高检测效率。     

基于WSNs的定位策略在滑坡监测中的应用

将无线传感器网络(WSNs)应用在滑坡监测上,通过对传感器节点位置的监测关注坡体运动从而预测滑坡的发生.针对传统定位算法对坡体节点定位精度低的问题,提出一种改进的基于RSSI的加权质心定位算法(IWCLA),该算法考虑坡体节点所处的外部环境,引入锚节点误差系数,实时调整RSSI测距,同时引入锚节点环境因子的概念,将环境因子和修正距离的商作为算法权值,增强权值选取的合理性,降低外部环境的影响力.仿真结果表明:该算法明显地提高了坡体传感器节点的定位精度.     

蚁群算法的优化及在TSP问题上的应用

蚁群算法是一种模仿真实蚂蚁群集体行为的全局启发式随机搜索算法,目前蚁群算法存在易陷入局部最优、搜索时间长等问题。提出一种改进的蚁群算法,加入扰动策略、挥发因子动态调整策略以避免算法陷入局部最优值,采用奖励策略提高搜索效率。通过在旅行商问题上验证得知,改进后的算法可以获得已知最优值,与最大最小蚁群算法相比,解的平均值、出现最优值的概率都有提高。     

倾斜因子K均值优化数据聚类及故障诊断研究

为提高海量数据挖掘和聚类的效率和精度,以应用于压缩机机械故障智能诊断中.将遗传算法与K均值聚类算法进行互补,提出基于倾斜分类K均值优化数据聚类算法.算法引入倾斜因子,避免较小类数据产生次优解的现象发生.在传统的K均值数据聚类算法基础上,通过倾斜因子排除了少数类局部最优解的干扰,提高遗传算法的收敛速度,也可以避免过早收敛到局部最优解中.仿真实验中以某天然气压气站采集的故障状态下的压缩机振动信号提取的特征量数据作为研究对象,进行数据聚类分析.仿真实验表明,通过改进的数据聚类算法对故障信号关联维特征量进行分类识别,能有效对四类天然气压缩机故障进行诊断分类,准确率能提高18.7％,研究结果在数据优化聚类及在机械故障诊断中的应用中具有良好的指导意义和实践价值.     

基于数字高程模型数据的坡面稳定性三维分析方法

针对大范围区域内坡面稳定性分析的应用需求和目前边坡稳定性计算方法的缺陷,提出了一种基于数字高程模型（DEM）数据的三维分析方法。该方法采用球面代替椭球面进行滑面的搜索,并通过对二维分析结果的积分运算来计算三维条件下的边坡安全系数,最后根据安全系数确定可能的滑坡位置和形状。实际的应用结果表明,该方法简化了滑体搜索算法,能够保证边坡稳定性分析的精度,并提高了分析计算的效率。     

基于纹理分水岭的斜坡单元提取算法

斜坡单元在以滑坡为主的地质灾害预防和评价中有着广泛的应用，其提取和划分是滑坡灾害风险评估的首要工作和重要基础。针对传统地理信息系统（GIS）方法提取的斜坡单元存在平行边界和误分割问题，提出了基于纹理分水岭的斜坡单元提取方法，通过分割地形图像划分斜坡单元。首先通过预处理地形数据得到数字高程模型（DEM）图像，利用灰度共生矩阵提取DEM纹理特征；然后计算融合灰度和纹理特征的梯度图像，对梯度图像进行基于标记的分水岭分割，使其能够准确获取山体和流域边界；最后，结合正负地形，对山体对象进行分水岭分割以实现斜坡单元的提取。实验结果表明，所提方法对不同地貌类型和分辨率的DEM图像都有良好的划分效果；相较于传统的GIS方法，该方法能够正确分割水平面和倾斜面，有效避免因洼地填平处理而产生的平行边界问题。     

一种低成本动态车载导航坡度识别方法

针对车载导航系统对行驶过程中道路坡度、相对高度变化识别的需要,提出了1种基于里程仪、单轴加速度计的坡度与相对高度估计算法,克服了传统倾角仪无法在加速运动下测量的不足,能够满足车辆任意运动状态下的测量要求,并在此基础上设计了与倾角仪测量简单融合算法与坡度行车判别策略,可以实现坡度行车的准确快速判断与测量,为复杂情况下车载导航仪道路自动判断提供有力支持。     

应用DEM数据进行耕地坡度分级量算方法研究

数字高程模型(DEM)的应用对全省各县开展的二次土地调查具有指导性意义。以榆中县为实验区,通过应用DEM进行耕地坡度分级量算并对其适宜性进行分析,通过对不同坡度计算模型的对比分析,对耕地坡度与地形坡度差异的分析,对用不同比例尺(不同分辨率)DEM量算耕地坡度的成果对比分析,对不同坡度值确定方法所表达的坡度值的准确性对比分析,得出以下结论: 在黄土高原沟壑区可采用地形坡度代替耕地坡度,并且选择20 m等高距DEM进行耕地坡度量算是最优选择 |采用坡度图与数据库叠加进行耕地坡度等级量算的耕地坡度派生方法中,使用概率坡度模型较为可行。     

基于改进鲸鱼算法寻优SVM的船用柴油机燃油系统故障诊断方法研究

鉴于船用柴油机的复杂性,难以及时有效地进行维护保养决策,故此提出一种拉普拉斯分值和改进鲸鱼算法的支持向量机相结合的故障诊断方法.首先利用LS对征兆样本集进行降维处理,然后通过IWOA来优化SVM的惩罚因子和核参数,构造成分类器模型来进行故障诊断.将改进的算法与传统的算法进行比较,验证了改进鲸鱼算法寻优SVM在故障诊断方面的有效性.     

一种MIMO-OFDM系统的信道估计算法

导频辅助的最小平方（LS）算法是MIMO—OFDM系统中常用的信道估计方法,特点是易于实现,但精度不高。基于最小均方误差（MMSE）的信道估计算法性能较好,但复杂度高,难以实现。提出了一种基于离散傅里叶变换（DFT）的信道估计算法,首先将LS信道估计循环前缀长度以外的时域响应值置零,然后选择重要路径,再通过计算参考导频的相位偏移量来进行补偿,最终实现信道的估计。算法能够满足一定的估计精度,且便于实现。仿真数据证明了算法的有效性。     

A Mathematical Model for the Identical Slope Curved Surface

in the design of civil and water conservancy projects, the identical slope suffice isfrequently used. Its mathematical model may be formulated as an envelope of a cone when itS vertexmoves along the cylindrical helix. According to the principle of conStrUcting the envelope curves of afamily of circles, the parametric equstion for the identical slope surface is established. The parametricform makes it most convenient to draw the contour lines and grade lines, and is well suited toproduce indexed projection of identical slope surface in civil and water conservancy projects.     

平面双足机器人虚拟斜坡行走步态生成算法研究

在平面双足机器人上应用虚拟斜坡行走方法设计了具有4个参数的步态生成算法．根据虚拟斜坡行走成立的基本条件研究了步态参数之间的关系,最终将独立参数减少到3个．步态参数具有明确的物理意义,可以实时地、便捷地调节行走速度．在平面机器人Stepper上采用所提出的步态生成算法,实现了1.243.88腿长秒的连续速度切换．     

白云鄂博铁矿东矿边坡稳定性研究

针对白云鄂博铁矿东矿C区边坡产生的3处不稳定滑体,结合现场工程地质勘察和岩石力学试验,采用理正岩土分析软件5.5版及加拿大岩质边坡稳定性分析计算软件SLIDE5.0对削坡、锚索加固、注浆的二次加固措施进行了分析计算,通过计算得到的安全系数来综合判断该二次加固措施的有效性。分析计算结果表明,通过削坡、锚索加固、注浆的加固措施,可以使白云鄂博铁矿东矿C区边坡最危险滑面的安全系数达到1.186,符合设计边坡稳定安全系数要求。文章最后提出了实施这些措施时的注意事项。