面向体部肿瘤近距离粒子植入的三维自动布源算法研究

【摘要】 目的 针对基于传统共面针的平面布源难以避开骨骼以及重要组织器官的局限性,研发了新型的面向体部肿瘤的近距离粒子植入剂量规划系统（BTPS）。方法 提出了基于空间针的改进模拟退火自动布源算法-模拟退火算法（SA）、剂量评估和剂量体积直方图（DVH）评估的混合使用。结果 结合临床病例对BTPS系统进行了仿真剂量规划验证,以及与商用三维放射治疗计划系统进行了剂量对比实验。仿真规划结果与临床实际一致,平均剂量规划时间缩短到了6 min;剂量对比实验结果验证了算法的安全性与准确性,满足临床要求。结论 BTPS达到了临床要求,能帮助医师精确、快速、有效地完成术前剂量规划。
     

Zynq平台嵌入式本地光谱分离微型高光谱仪研制

高光谱图像数据量大,对数据传输带宽要求高,通常难以在结构紧凑的微型高光谱仪中实现实时调焦与视频流传输等功能。文中基于新型快照马赛克高光谱传图像感器,设计实现了一套嵌入式微型高光谱仪,在本地完成传感器的驱动和高光谱数据分离。单波段光谱图像数据经千兆以太网传输至上位机,从而大幅降低了对传输带宽的要求,大幅增强了调焦与光谱视频预览效果。实测结果显示,该系统高光谱图像传输帧频可达50帧/s,能够满足高时间分辨应用下的实时调焦与动态信息捕获的需求。     

基于局部气候分区的土地覆被变化时空分析

长三角生态绿色一体化示范区位于江苏省、浙江省和上海市的交界处,在长三角一体化进程中发挥着重要作用。为了探究示范区自2008年以来的土地覆被变化及其驱动力,结合2008年的Landsat-5 TM光学影像和双极化PALSAR数据以及2020年的Sentinel-2 MSI多光谱光学影像和双极化PALSAR-2数据,采用局部气候分区(Local Climate Zone, LCZ)分类体系以及随机森林分类方法分别对2008年与2020年示范区进行了土地覆被分类。结果表明,2008~2020年,示范区的建设用地面积显著增加。其中,开阔高层建筑的增幅最为明显,从2008年的12.23 km²增加到2020年的361.26 km²;而低矮植被面积大量减少,从2008年的535.92 km²锐减到2020年的197.26 km²;茂密树木、灌木和矮树均有所减少。土地覆被变化的主要驱动因素为城市扩张、棚户区改造、人口增长以及产业结构优化。本文不仅可为城市化进程中城郊的土地覆被变化研究提供参考,而且还可为推动长三角生态绿色一体化发展示范区建设以及长三角一体化提供决策依据。     

基于GIS与层次分析法的综合成矿预测--以新疆库米什地区为例

新疆库米什地区植被覆盖率低、基岩裸露度高,为遥感地质找矿提供了良好条件。为了提高该地区的找矿效率、实现找矿突破,系统收集了库米什地区的矿产、地质及遥感资料,并采用"掩膜+Crosta主成分分析+阈值分割"方法从ETM+遥感数据中提取了蚀变异常信息。在矿产、地质和遥感多源信息的基础上,总结出矿(化)点、岩体内外接触带、蚀变带、断层、羟基蚀变异常信息和铁染蚀变异常信息6个控矿因子,采用基于知识驱动的层次分析法建立了成矿预测模型,利用数学方法和GIS平台完成了综合成矿预测。最后,以部分未加入模型的矿点与野外实地考察结果,验证了成矿预测效果。结果表明:运用层次分析法在新疆库米什地区初步进行多源信息综合成矿预测,其结果具有一定的准确性,能够为该区进一步地质找矿工作提供参考。     

X射线探测器的多FPGA远程配置

针对光锥阵列X射线探测器中配置多个FPGA时存在的操作复杂、效率低、现场辐射等问题,提出由单ARM对多FPGA进行远程并行配置的解决方案。通过共用配置时钟线和数据线、从串配置模式、ARM同组GPIO口控制同组信号线等方式,保证在硬件上使用较少信号线的前提下实现多FPGA并行配置。在软件设计中将配置数据嵌入程序代码,使配置过程作为系统初始化的一部分完成,从而简化了配置流程、提高了配置效率。实验表明,设计实现了多FPGA的远程并行配置,系统结构简单,与远程主机只需要连接网线和串口线即可,配置时间约为1.6 s。该系统方案可为更大规模阵列FPGA的配置应用提供参考。     

基于深度学习的无人机遥感影像车辆检测

伴随着城市的发展,车辆数量在不断地增加。这一现象不仅增加了城市拥挤状态,而且还促使交通事故频发。要提高城市治理能力,就必须提高对城市车辆的监测能力。使用无人机对上海、赤峰地区的四个场景进行了低空摄影,获取了航空遥感影像数据,然后结合深度学习的Unet卷积神经网络技术对无人机影像中的车辆进行了单目标提取。结果表明,深度学习对无人机影像中车辆的识别能力远高于传统机器学习中的随机森林方法,达到了99%的超高精确度,且每个场景内汽车数的估算结果与真实数量极其接近。根据研究结果可知,将无人机和深度学习技术相结合的车辆检测方法具备实时性和现实可行性,可为城市的车辆实时监测和交通管理提供可靠的技术手段。     

城市内部结构和人口密度对地表温度空间变化的影响——以东京新宿区为例

随着城市化进程的加快和人口的快速增长,城市空间内部格局正发生变化,城市热岛效应不断加剧。本研究旨在根据建筑、人口与地表热环境的关系来寻求可持续发展。与其他研究相比,本文采用了东京新宿区的机载热红外图像、机载激光雷达数据、建筑物矢量数据和人口普查数据等新颖数据,且最大创新点在于对建筑密度、平均高度、平均地表温度(Land Surface Temperature, LST)和人口密度之间进行的定量分析。结果显示,平均LST与建筑密度的相关性最大(r=0.6718),其次是平均LST与人口密度的相关性(r=0.6050);建筑密度与人口密度呈正相关(r=0.4949),平均LST与建筑物平均高度呈负相关(r=-0.3814)。经研究可知,通过合理规划城市内部结构有望为减弱城市热岛效应和实现环境可持续发展提供参考。