Advancing assessment and design of stormwater monitoring programs using a self-organizing map: characterization of trace metal concentration profiles in stormwater runoff

Stormwater runoff poses a great challenge to the scientific assessment of the effects of diffuse pollution sources on receiving waters. In this study, a self-organizing map (SOM), a research tool for analyzing specific patterns in a large array of data, was applied to the monitoring data obtained from a stormwater monitoring survey to acquire new insights into stream water quality profiles under different rainfall conditions. The components of the input data vectors used by the SOM included concentrations of 10 metal elements, river discharge, and rainfall amount which were collected at the inlet and endpoint of an urban segment of the Yeongsan River, Korea. From the study, it was found that the SOM displayed significant variability in trace metal concentrations for different monitoring sites and rainfall events, with a greater impact of stormwater runoff on stream water quality at the upstream site than at the downstream site, except under low rainfall conditions (≤4 mm). In addition, the SOM clearly determined the water quality characteristics for “non-storm” and “storm” data, where the parameters nickel and arsenic and the parameters chromium, cadmium, and lead played an important role in reflecting the spatial and temporal water quality, respectively. When the SOM was used to examine the efficacy of stormwater quality monitoring programs, between 34 and 64% of the sample size in the current data set was shown to be sufficient for estimating the stormwater pollutant loads. The observed errors were small, generally being below 10, 6, and 20% for load estimation, map resolution, and clustering accuracy, respectively. Thus, the method recommended may be used to minimize monitoring costs if both the efficiency and accuracy are further determined by examining a large existing data set.     

多约束条件下UUV空间航迹规划

针对多约束条件下无人水下航行器（UUV）空间航迹规划问题,提出了结合安全曲面和威胁地图的规划方法,建立了水下安全航行曲面,将3D空间规划降为2D航向平面规划,以解决3D规划空间过大的问题。并对敌对威胁和地形威胁统一化处理,构建威胁地图,引入威胁代价和威胁程度启发因子,最后运用A＊算法进行航迹搜索,以获得最优航迹。仿真结果显示,所提出的航迹规划算法简便、快速,生成的航迹能满足地形跟随、地形回避和威胁回避的需要。     

一种信号稀疏表示及其在气象传真图增强中的应用

舰艇在进行鱼雷试验和作战使用过程中,需要以气象传真图作为鱼雷航行和作战的水文气象保障,如何使气象传真图更加清晰可读成为急需解决的现实问题。提出了一种基于信号稀疏表示的针对海上气象传真图增强的新方法。该方法以气象传真图底图和固定的气象符号作为字典函数,充分利用气象传真图的稀疏特性,采用匹配追踪算法进行气象传真图稀疏表示,并利用气象传真图的稀疏系数有效分离噪声。试验结果表明,在气象传真图增强中,该方法明显优于目前的图像增强方法。     

基于纹理感知的目标检测方法

利用人造物体与背景景物存在的纹理差异提出一种基于纹理感知的目标检测方法。该方法利用灰度共生矩阵计算景物的纹理特征,对物体的强度、方向和纹理特征进行非线性融合,突出纹理粗糙度弱的人造物体并抑制纹理粗糙度强的背景。理论分析和实验结果表明,该模型融入了纹理粗糙度和相似性等特征来组织目标,提高了目标检测性能。     

双线性插值在地磁导航中的应用

地磁导航应用中常采用插值运算来提高地磁图的精度,但目前常用的地磁图插值方法都存在计算复杂、不适于实时解算等缺点。提出用双线性插值方法进行地磁图插值,该方法原理简单、计算量小,且适于在微处理器上实时解算,为地磁导航的工程实现提供了参考。     

低空数码航测技术在山地区域制作1:2000数字线划图的试验研究——以贵阳高新区核心扎佐片区为例

低空航测技术以其灵活、高效、精准和成本低的特点,能够快速获取影像并完成地形图的测绘,目前已成为国内空间数据获取的重要手段。基于低空航测技术的特点,以贵阳高新区核心区的扎佐片区为试验点进行测绘,通过利用GNSS测量方法实施基础控制点平面测量和高程拟合;采用光电测距三角高程测量;采用GNSS RTK作业测量控制点的高程;采用低空数码航测结合数字摄影测量网格系统(DPGrid)等全数字化航测生产技术平台完成了地形测量作业。结果表明,对以山地与高低为主的地区进行航测,完成1:2000地形图的测绘任务中可以凸显低空航测技术优势。     

GIS技术在路灯监控系统中的应用研究

当前路灯监控多数采用传统方式,管理方式陈旧,预警结果不够直观,需要人工判读路灯故障线路,降低了工作效率。本文,在已有的监控系统基础上,结合GIS技术、无线网络技术,构建路灯预警模型,设计可视化路灯监控系统,以地图可视化的形式,直观地展现路灯监控系统的预警结果。实践验证表明,此方案具有较好的可行性与实用性,可实现"以图管灯、以图查灯"服务,做到实时预警、预警定位。     

智慧西安规划信息管理平台设计和实现

地理空间数据、规划数据、规划业务完美融合是建设"智慧规划"的基础和关键,物联网、云计算、大数据等相关技术的发展给智慧规划建设奠定了技术基础。利用云计算和SOA等技术构建了一个能够提供从"规划研究-规划编制-规划审批-规划监督-批后管理"全生命周期运行的智慧西安规划信息管理平台。并就该平台,分别探讨了与其相关的规划现状、建设目标、平台架构、系统模块设计等问题。目前该系统已能够为规划局、规划各分局提供实时网络在线规划服务,成功服务于"智慧西安"建设。     

基于LPC1768 的简单几何地图绘制系统

为实现移动机器人环境探知并直观表现的功能,设计一种以前方180°为范围的简单几何地图绘制系统。该系统采用 lpc1768为核心,下位机部分以小型舵机 MG90S和超声模块 HC-SR04的云台组合为基础,上位机通过CVI 编写的程序对下位机测量的数据进行处理,将其通过上位机界面以二维地图形式直观表现;并通过探测3种障碍地图进行验证。实验结果表明：该系统能准确反映机器人前方的环境信息,适用于移动机器人的实时绘图。     

局部路径规划在无人工程机械作业中的应用

为实现无人工程机械在自主作业过程中自主行驶和自主避障的目的,设计一种适用于无人工程机械自主作业的局部路径规划方法。利用环境感知系统采集环境数据,分析处理后得到环境栅格地图,并根据无人工程机械尺寸对障碍物进行膨胀处理,应用D*算法搜索出一条代价最小的无碰撞安全行驶路径。实验结果表明：该方法能根据周围环境实时规划无人工程机械行驶路径,满足复杂地形环境的路径规划要求。