数字化下的涉水管网地理信息系统应用

地下管线是一个城市的生命线,其中涉水管网在地下管网中又占据非常重要的地位。为充分发挥涉水管网信息在城市建设、规划、管理、防洪减灾中的作用,构建涉水管网地理信息系统,在充分利用现有硬件和软件支撑环境的基础上,构建专业的空间属性数据库,以数据的动态更新、修改存储、展示查询和管理为基础应用,在业务上服务于应急抢险、规划建设、运行维护、共享发布等过程,按权限的不同划分不同的业务应用。系统集管网信息发布、三维预览、数据更新和移动应用平台等子系统于一体,实现地理信息展示、管网综合分析、数据更新管理等关键功能,实现涉水管网信息的集中保存、快捷查询和检索、信息共享和交换,有助于提升城市应急抢险救灾能力,减少市政工程规划建设的失误,提高涉水管网运行维护管理水平,统一管网信息共享与发布机制。     

基于SOFM和BP短期负荷预测方法

基于以自组织特征映射神经网络(Self-organizing feature map,SOFM)先聚类、神经网络再预测的模型以往多用在对疾病、天气方面的预测,由此提出了一种以SOFM与误差反向传播算法的神经网络(Back Propagation,BP)相组合应用为基本原理的短期电力负荷预测的组合模型。该模型主要基于SOFM网络的主要特性聚类,预先将训练样本集采取聚类分析,对其分为具有相似数据的若干子类,再根据每一子类构造一个BP网络模型。利用内蒙古自治区某市的实际日平均负荷数据进行仿真,证明了本文方法的有效性。     

空间金字塔分解的深度可视化方法

针对基于深度卷积神经网络的图像分类模型的可解释性问题,通过评估模型特征空间的潜在可表示性,提出一种用于改善理解模型特征空间的可视化方法.给定任何已训练的深度卷积网络模型,所提出的方法在依据原输入图像使得模型类别得分激活最大化时,首先对反向传播的梯度进行归一化操作,然后采用带动量的随机梯度上升训练策略,反向回传修改原输入图像.引入了通过激活最大化获得的图像可解释性的正则化方法,常规正则化技术不能主动调整模型特征空间的潜在可表示性,结合现有正则化方法提出空间金字塔分解方法,利用构建多层拉普拉斯金字塔主动提升目标图像特征空间的低频分量,结合多层高斯金字塔调整其特征空间的高频分量得到较优可视化效果.通过限制可视化区域,提出利用类别显著性激活图技术加以压制上下文无关信息,可进一步改善可视化效果.对模型学习到的不同类别和卷积层中单独的神经元进行合成可视化实验,实验结果表明提出的方法在不同的深度模型和不同的可视化任务中均能取得较优的可视化效果.     

扩展BVP振子弱周期扰动下的振荡与同步

针对扩展bonhoeffer-van der pol(BVP)振子易受不确定因素影响的问题,提出了将非线性动力学分析与数值模拟相结合的方法,并考察了弱扰动对混合模式振荡类型和同步行为的影响.根据模拟结果得知,多种类型的混合模式振荡受弱扰动的影响出现了坍塌现象,且从理论上证明了两个耦合bonhoeffer-van der pol振子的膜电压比慢变量到达完全同步时所需的耦合强度要大,在二维参数平面上,膜电压到达同步时所取参数范围应小些.结果表明,与膜电压相比,慢变量更容易达到同步,且变量之间呈现一种线性关系.     

3D reconstruction method based on contour features

To guarantee the accuracy and real-time of the 3D reconstruction method for outdoor scene, an algorithm based on region segmentation and matching was proposed. Firstly, on the basis of morphological gradient information, obtained by comparing color weight gradient images and proposing a multi-threshold segmentation, scene contour features were extracted by a watershed algorithm and a fuzzy c-means clustering algorithm. Secondly, to reduce the search area, increase the correct matching ratio and accelerate the matching speed, the region constraint was established according to a region''s local position, area and gray characteristics, the edge pixel constraint was established according to the epipolar constraint and the continuity constraint. Finally, by using the stereo matching edge pixel pairs, their 3D coordinates were estimated according to the binocular stereo vision imaging model. Experimental results show that the proposed method can yield a high stereo matching ratio and reconstruct a 3D scene quickly and efficiently.     

一种改进的多目标粒子群优化算法

针对多目标粒子群优化算法在迭代过程中收敛速度和多样性方面的不足,提出一种改进的多目标粒子群优化算法(IMOPSO).采用基于栅格和拥挤距离的协同外部档案维护策略,通过更准确地选择收敛性和多样性性能更好的非劣粒子作为全局最优值,加快整个种群的收敛速度;采用分段Logistic混沌映射、外部档案检测机制及修改的粒子速度更新公式,分别在初始化阶段和迭代过程中增强种群的多样性;最后,通过对标准测试函数仿真测试证明了改进后的算法能够快速收敛至Pareto最优前沿并保持较好的多样性.     

基于眼动实验和模板技术的应急地图设计研究

在近年来发生的应急事件中,地图发挥着越来越重要的作用,但是不同的任务类型、使用对象和使用环境要求应急地图的设计务必快速高效、主题突出,而且不能千篇一律。但是,应急地图的设计制作中存在着制图周期长、地图现势性差、制图模块不可重用、缺少设计原则、成图效率低下、忽略用户差异等问题,严重阻碍了应急地图的推广和应用。 文章对应急地图研究现状和设计中存在的问题进行分析,对应急地图的设计情境进行归纳,提出应急地图设计原则,基于眼动实验获取应急地图符号设计知识,基于模板技术提出一种快速设计应急地图的思路和方法,并给出各阶段设计的实例效果图。     

一种基于深度信息的人头检测方法

针对目前人头检测方法对光线变化敏感和易受阴影干扰的问题,提出了一种基于深度图像的人头检测方法.首先通过运动目标检测,得到运动人员所在区域;然后对该区域使用改进的立体匹配算法,该匹配算法对传统的WTA匹配算法进行改进,只对强纹理点进行匹配,对弱纹理点只进行视差验证,并根据三角投影原理计算出深度图.由于深度图中人员与周围场景的深度分布不同,根据深度分布将人头区域提取出来,得到候选区域,最后将候选区域经过形态学运算并根据区域轮廓的特征来判断是否为人头.实验结果表明:该方法在不同光线环境条件下的检测正确率为94%以上,误检测率仅为5.77%,检测精度高,对光线和阴影的抗干扰性良好,能够很好地适应复杂环境.     

局部平均显著梯度保边滤波算法

针对传统平均保边滤波算法中存在的光晕伪影现象,提出一种显著图局部平均梯度的保边滤波算法.利用显著图像边缘对比度突出的特点,简化边缘区域和非边缘区域间的阈值设定工作,并根据显著图的平均梯度自适应的平滑图像中的细节和噪声部分,同时保持边缘清晰.实验结果表明,显著图局部平均梯度的保边滤波算法利用显著特性有效地避免了传统平均滤波算法中的光晕伪影现象.相对于传统平均滤波算法,在降噪、多尺度增强以及HDR方面都有较好的表现.     

Grid-Based Path Planner Using Multivariant Optimization Algorithm

To solve the shortest path planning problems on grid-based map efficiently, a novel heuristic path planning approach based on an intelligent swarm optimization method called Multivariant Optimization Algorithm (MOA) and a modified indirect encoding scheme are proposed. In MOA, the solution space is iteratively searched through global exploration and local exploitation by intelligent searching individuals, who are named as atoms. MOA is employed to locate the shortest path through iterations of global path planning and local path refinements in the proposed path planning approach. In each iteration, a group of global atoms are employed to perform the global path planning aiming at finding some candidate paths rapidly and then a group of local atoms are allotted to each candidate path for refinement. Further, the traditional indirect encoding scheme is modified to reduce the possibility of constructing an infeasible path from an array. Comparative experiments against two other frequently use intelligent optimization approaches: Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) are conducted on benchmark test problems of varying complexity to evaluate the performance of MOA. The results demonstrate that MOA outperforms GA and PSO in terms of optimality indicated by the length of the located path.