方向自适应的星载光子计数激光测高植被冠层高度估算

星载光子计数激光测高系统具有较高的沿轨距离分辨率,能够探测得到植被冠层和地表的连续高程信息。然而星载植被点云的低点云密度和低信噪比,对植被相对冠层高度的估算方法提出了新的要求。本文提出了一种方向自适应的星载光子计数激光测高植被点云冠高估算方法。首先通过寻找点云高程统计直方图中代表冠层和地面位置的极值进行粗去噪,大致得到信号高程所在的范围,并估算出冠层,地面和噪声点云的平均密度以及地表坡度。随后对粗去噪后的点云进行方向自适应的密度聚类精去噪,其邻域的方向为地表坡度,与密度有关的阈值均根据估算出的点云密度自适应的做出调整。在滤波后,结合点云的密度和高程百分比分别找出地面与树冠顶端的初始点,并通过三角网方法(TIN)扩展初始点以进行分类,最终确定地表与树冠顶端的高程。采用ATLAS星载激光测高仪的植被点云对算法进行了验证,结果表明算法能够正确估算植被冠高,十分适用于坡度较大和叶面积指数较低的地区,其中冠顶与地面的高程和机载LIDAR数据高程的决定系数R~2分别为0.99与0.77,均方根误差RMSE为0.28 m与2.6 m。     

基于随机森林的京津冀地区PM2.5遥感反演及变化分析

大气细颗粒物PM_2.5是影响人类生存环境和身体健康的主要大气环境污染物,研究PM_2.5质量浓度季节变化的规律及空间分布特征,对于大气污染物的预防和治理有着重要的意义。利用2018~2020年MODIS卫星L2级AOD产品、MERRA-2气象数据以及地面站点PM_2.5实测数据,基于改进的随机森林算法,构建AOD-PM_2.5反演模型,对京津冀地区PM_2.5质量浓度进行估算,并分析PM_2.5质量浓度空间分布特征以及季节变化规律。结果表明：①春夏秋冬4组模型决定系数（R²）均值分别为0.78、0.66、0.83、0.83,模拟精度较高。②2018~2020年京津冀地区春夏秋冬四季PM_2.5浓度呈显著的空间分布特征及季节变化规律。其中PM_2.5污染最大值出现在冬季,最小值出现在夏季。③历年同季节相比,京津冀地区PM_2.5污染范围和浓度数值均有所减小,2020春季和秋季PM_2.5污染范围与2018年、2019年相比改善较明显。     

改进Adam优化器在瓦斯涌出量预测中的应用研究

目前对基于神经网络的瓦斯涌出量预测模型的研究主要集中在瓦斯涌出问题上的表现,对模型训练中优化器性质的关注与改进较少。基于神经网络的瓦斯涌出量预测模型的训练常采用Adam算法,但Adam算法的不收敛性易造成预测模型的最佳超参数丢失,导致预测效果不佳。针对上述问题,对Adam优化器进行改进,在Adam算法中引入一种随迭代更新的矩估计参数,在保证收敛速率的同时获得更强的收敛性。以山西焦煤西山煤电集团马兰矿某回采工作面为例,在相同的循环神经网络（RNN）预测模型下测试了改进的Adam优化器在瓦斯涌出量预测中的训练效率、模型收敛性与预测准确度。测试结果表明：(1)当隐藏层数为2和3时,改进的Adam算法较Adam算法的运行时间分别缩短了18.83,13.72 s。当隐藏层数为2时,Adam算法达到最大迭代数但仍没有收敛,而改进的Adam算法达到了收敛。(2)在不同隐藏层节点数量下,Adam算法都没有在最大迭代步长内收敛,而改进的Adam算法均达到了收敛,且CPU运行时间较Adam算法分别缩短16.17,188.83,22.15 s。改进的Adam算法预测趋势的正确性更高。(3)使用tanh函数时...     

弹性均压槽空气静压推力轴承的实验研究

用弹性薄板实现的可变均压槽与固定均压槽结合应用的空气静压推力轴承,是作者提出的一种新结构轴承.文中运用空气静压推力轴承性能测试试验台测试空气推力轴承的载荷及气膜厚度.对该轴承的刚度性能进行了实验研究和分析,结果表明,该新型气体静压推力轴承的计方案能够提高轴承的刚度.     

低渗透油藏水力压裂井应力场转向定量评价

基于多孔介质流-固耦合理论和有效应力定律,建立了孔隙压力与地应力相互作用的低渗透油藏水力压裂井应力场转向评价模型,采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量分析了低渗透油藏开发过程中水力裂缝附近区域地应力场的变化特征。计算结果表明:水力裂缝导致近裂缝区域地应力场分布特征大幅度改变,沿裂缝与垂直裂缝方向应力场大小变化各向异性,应力场转向范围随初始水力裂缝长度增加而动态变化。     

高效液相色谱法检测葡萄酒中的8种生物胺

目的建立快速测定葡萄酒中的组胺、尸胺、腐胺、酪胺、色胺、精胺、亚精胺和β-苯乙胺的液相色谱分析方法。方法采用邻苯二甲醛/巯基乙胺混合溶液为衍生化试剂,设置在线自动衍生化进样程序,反相高效液相色谱法测定葡萄酒中的8种生物胺。结果在0.25~10 mg/L范围内,液相色谱的荧光响应值与葡萄酒中生物胺含量呈线性关系,8种生物胺的检出限在20~100μg/L范围之间,RSD5%,日间精密度在2.5%~6.3%之间,加标回收率在91.2%~104.1%之间。结论本方法在25 min内能够测定葡萄酒中的8种生物胺,操作简单、结果准确可靠、重现性好。     

基于摄像头检测的防盗拍系统开发和算法研究

针对电影院中的非法盗拍现象,提出了对智能摄像头检测系统的改造和算法设计。硬件部分的人工光源模块提供定向光照,与之相配合的软件算法部分融合层级特征检测、直方图比较、主成分分析、K最近邻分析等多种方法,对摄像头镜头反射高光模式进行检测和识别。通过实验数据集的验证,系统对摄像头敏感度高,检测准确率高,具有理论研究价值和实际应用价值。系统硬件模块和算法模块可拓展且可移植于其他应用领域。     

基于半解析模型的激光测高回波海水海冰波形分类方法

现有利用激光测高波形的地物分类方法绝大多数基于机器学习的分类原理,是一种基于经验的分类方法。从激光回波的理论模型出发,通过推导纯海水表面回波和含有海冰的表面回波的解析模型,对纯海水回波和含有海冰回波逐个采样点按时域距离加权计算总振幅差异值,以该差异值作为依据建立一种半解析型的海水、海冰分类方法;通过机载LiDAR将在格陵兰北部海冰区的实测点云数据判断GLAS激光脚点对应的地面类型,对GLAS在该区域实测波形进行基于论文方法的分类准确性验证;结果显示,在剔除饱和波形影响后,分类总体精度OA大于95%,Kappa系数接近0.89,具有非常好的分类效果。论文将使得激光测高仪地物类型分类方法由基于机器学习为依据向半理论解析模型为依据的分类方向延伸,为后续基于激光回波数据的地物分类方法提供重要的参考思路。     

利用波形匹配实现卫星激光测高脚点精确定位的方法

激光测高仪分米量级的绝对高程精度可以满足地面高程控制点的需求,但其十几米甚至几十米的平面偏移使得其激光脚点仅能在平坦地表区域作为高程控制点使用。通过推导激光回波模型建立回波模型仿真器,综合考虑激光能量时空分布、地表轮廓、地表反射率等器件和目标参数的影响,对没有考虑地表反射率影响的现有波形匹配方法进行改进;进而,使用机载LiDAR点云数据和GLAS波形、能量数据,以仿真波形和真实波形相关系数最大原则进行波形匹配,寻找GLAS激光脚点中心坐标的精确位置。结果表明:在GLAS系统接收能量正常的工作周期内,波形匹配的平均相关系数大于0.9,通过波形匹配提高GLAS激光脚点的平面精度,能够实现约2 m的平面定位精度。研究方法能解决复杂地表条件下的激光高程控制点获取问题。     

球磨法超细化的V_(60)Ti_(25)Cr_3Fe_(12)合金微观应变与吸放氢性能的关系

钒基储氢合金在球磨制粉过程中会造成晶格缺陷,这些缺陷会使吸放氢性能恶化。采用XRD、TEM、SEM和PCT研究了球磨法制备的平均粒径100nm~2μm的V_(60)Ti_(25)Cr_3Fe_(12)合金粉微观应变与吸放氢性能的关系。结果显示,球磨过程引入了非晶化、晶格畸变、位错和微观应变。400℃热处理后合金的微观应变(y1)随球磨时间(x1)的函数关系为y1=0.313+0.170x1-0.00695x12,微观应变变化速率的函数y'1=0.170-0.0139x1。球磨时间增加,微观应变的变化速率(y'1)线性减小;球磨初始y'1为最大值,y'1(0)(max)=0.170(%h-1),此时微观应变快速积累;球磨12h后,y'1(12)=0.0032(%h-1),此时微观应变的积累趋于饱和。球磨时间从0h增加到12h,微观应变从0.313%增加到1.354%。微观应变的增加使高平台的二氢化物(γ相)的含量从65.2%减少到13.2%,低平台的一氢化物(β相)的含量从32.5%增加到80.3%,导致有效放氢量从1.81%(质量分数)减小到0.58%(质量分数)。微观应变(x2)与放氢量(y2)负相关,函数关系为y2=1.999-1.124x2。