基于主成分的大坝观测数据多效应量统计分析研究

传统的单效应量分析在处理具有多重共线性的大坝监测数据时有较大的局限性,本文引入主成分分析方法对相关的多效应量进行重构,探讨确定主成分的方法,提取影响数据变异的少数主成分.对于稳定的观测数据建立基于主成分的多效应量观测值整体控制域;对于有趋势性变化的观测数据,在建立主成分统计预报模型的基础上建立了未来观测值的控制域.通过工程实例证明,利用主成分分析方法进行多效应量分析可以实现数据缩减,减少数据冗余,降低噪声和虚假报警率,能够进行高效地数据分析,具有广阔的应用前景.     

基于云监控技术的微电网光伏系统测控平台

为满足在线检测微电网光伏系统运行参数和大数据视野下的数据分析的需求,搭建了基于云监控技术的微电网光伏系统测控平台。该平台在不改变传统逆变器电路的情况下,加装了Wi Fi模块,运行自主设计的通信协议(包括Wi Fi模块与云服务器的通信协议、Wi Fi模块与逆变器的485通信协议),使逆变器、云服务器和移动设备之间可协同工作。实例验证发现,利用该平台,可实现云服务器对光伏系统运行状态参数的收集,并能支持手机移动端APP对相关参数的实时查询和控制指令的下达。结果显示,该平台可以有效监控光伏系统的工作状态,具有较好的工程实用性。     

探月三期月地高速再入返回飞行器工程参数测量系统设计及飞行结果

月地高速再入返回飞行试验任务目标是验证与半弹道跳跃式返回再入的相关技术,全面可靠的获取试验相关数据,对试验结果评估至关重要,为此飞行器专门设计实现了一套包括力、热、图像等参数采集与存储的工程参数测量系统,本文给出了该系统的设计情况及飞行结果.     

大规模多源遥感数据应用分析与系统实现

随着对地观测技术的发展,人类获取遥感数据的途径和方式也越来越多,遥感数据呈现出大数据的特征.本文通过对大规模多源遥感数据应用所面对的问题进行分析,总结出遥感数据具有总量大、来源多与文件格式不一致、多尺度与投影方式多样、结构复杂以及与其他领域数据具有较大差异等特点.针对大规模多源遥感数据的协同处理应用,提出了解决这类应用需要在统一的数据结构及抽象层次、生产及管理的统一剖分参考框架和分布式高性能处理3个方面开展工作,并介绍了多源数据协同定量遥感产品生产系统在这3方面的实现途径.     

城市天际线对地动态观测:一种新型城市突发事件遥感监测方式探讨

城市突发事件响应急需高时效性的地理空间数据支持.传统遥感数据受时效性、精细度、获取性等方面约束,往往在面临此类事件时无法发挥关键作用.本文提出了一种基于城市天际线固定平台的动态对地遥感模式.该方法通过在超高层建筑(300 m)上架设遥感传感器,经过遥感数据处理过程,获取实时动态的标准化遥感产品.这种遥感方式具备成本低、传感器布设维护容易、无云层干扰、实时观测、观测范围广等优点.城市天际线对地动态遥感方式是城市规模中小尺度动态空间数据获取的有效方式,可以用于城市流动(人流、车流)监控、地表沉降监测、城市夜光分析等,在城市突发事件响应(如火情、洪灾、大规模群体活动)方面具有很大的应用潜力.     

一种高效并行存储方案—LR—XOR

提出了一种并行存储方法 ,即LR XOR斜排存储方法 ,它可以并行存取许多常用数据访问模式 ,对图象处理、数值分析、信号处理等科学与工程计算问题可以更好地发挥出处理单元的最大潜能 .这种方法对处理单元访问数据的主存地址采用异或运算来产生并行存储模块号 ,具有地址运算简单、易于硬件实现等优点 .     

欧盟开放科学战略生态体系建设及其特征分析

随着全球化趋势和大数据时代的来临,开放科学趁势而兴.开放科学代表了一种全新的科学研究范式,依赖于建立在数字化技术和新型协作工具上的协作型研究和新的知识传播方式,影响着整个科研生命周期,科研合作、知识共享、科学组织及科研评估的方式也随之而变.欧盟立足长远,率先制定了开放科学战略,架构了 一个布局全面、协作互动的开放科学生...     

一种面向下垫面不均一的森林碳通量监测方法

特定时刻内通量塔观测结果只能代表其上风向下垫面贡献区域的CO2通量值,当下垫面不均一时,通量塔观测结果是不能真实反映观测区域实际碳通量的.如何将通量观测塔的空间代表性进行有效的由点到面的扩展,亟需一种能够对观测区域采取多点同步精确观测的可行方法.完全的利用现有的无线传感器网络(WSN)技术虽然具有实时多点同步观测的优势,但精度不能满足通量观测的要求.本研究将利用通量塔观测数据对无线传感器接收数据进行校正,通过校正后数据计算观测区域内的通量值,力求解决下垫面不均一时通量塔观测结果不具代表性的问题.根据涡度相关技术和FSAM模型(fux-source area model),采用仿真数据分析方法,研究结果表明通过通量塔观测数据对WSN进行校正能够提高WSN观测精度;利用WSN多点同步监测的优势能够很好地解决下垫面不均一情景下通量塔观测结果不具代表性的问题.WSN结合通量塔进行陆地生态系统碳通量观测上具有很大的应用前景.     

基于输出时滞方法的采样数据系统故障估计

从时滞系统角度率先研究了一类非均匀采样数据系统的故障估计问题.首先,基于输出时滞方法将采样数据系统建模成具有时变时滞输出的连续时间系统;然后,通过分析自适应诊断观测器不再适用于此类连续时滞系统的原因,提出了一种能够保证估计误差指数收敛的增广故障估计滤波器设计新方法;并进一步研究了具有噪声干扰的采样数据系统的时变故障估计问题;最后,通过对某型飞控系统的仿真实验结果验证了所提方法的有效性.     

一种新的顺序数据同化方法

将Monte Carlo方法和H∞滤波技术结合起来,提出了一种适用于非线性系统在不知道观测资料误差统计特性情况下的Monte Carlo H∞滤波顺序数据同化新方法.分别利用Lorenz（1963）系统和浅水方程组对在实际应用中遇到的观测误差时间相关和空间相关问题与集合Kalman滤波同化方法进行了对比数值试验.在观测误差时间或者空间相关且不知道相关统计特性的情况下,新方法的同化结果比集合Kalman滤波方法的更好.结果表明Monte Carlo H∞滤波同化方法对非线性系统是有效和适用的,它不依赖于观测资料的误差估计,对观测误差统计特性的变化具有较好的鲁棒性.另外,新方法中用搜索法寻找到的最小水平因子是随流型演变的.     

基于压缩感知思想的图像分块压缩与重构方法

压缩感知理论在数据获取、数据存储/传输、数据分析和处理方面有很大优势,成为近年来的研究热点.考虑到大多数图像信号信息分布有差异,编码端,在对图像分块的基础上,融合熵估计和边缘检测方法计算各图像块的信息含量,再从两个不同的角度进行分类采样:依据信息量多少将图像块分为平滑、过渡和纹理3类,使用不同的采样率采样;依据信息量的分布特征,采用不同的采样率分配策略进行采样.在解码端,根据不同类型的图像块构造不同的线性算子进行重构,再运用改进的迭代阈值算法去除块效应和噪声.实验证明,算法在提升图像重构质量的同时缩短了重构时间,并且对纹理边缘多的图像的重构效果较其他方法理想.     

三值光学处理器的数据位管理理论和技术

数据位众多是三值光学计算机的突出特点之一，如何有效地管理众多的数据位成为计算机科学领域的新课题．本文通过继承、更新、增补、归纳和梳理相关的研究成果，形成了比较系统的数据位管理理论和技术架构．这个框架包括下列概念和技术：1）数据位管理基本单位“算位”和“算道”，算位用于标记简单数据类型的数据位，算道用于标记复合数据类型的数据位．2）“计算量指标”用于标示一个任务的计算量规模，对大规模、中规模和小规模的任务、系统将采取不同的管理策略．3）“数据位物理形态”指出在数据传送的各个阶段数据位所占用的具体器件．4）“坏位替换”技术实现了用预留的冗余数据位及时替换失效的数据位，依靠这项技术，三值光学计算机具有对数据位软硬件故障的容错能力．5）“整体重构”技术采用定时重构所有数据位的策略，显著减少了重构过程对计算过程的打断次数．6）“数据位分配技术”将对不同规模的任务采用各不相同的规划策略．另外，文中还讨论了用这个理论指导设计三值光学计算机第三个实验系统（SDll）硬件的情况．SDll的设计目标是为探索如何应用三值光学计算机提供实验平台．SDll的光学处理器基本模块有1024个数据位，还有128个冗余数据位，而一个光学处理器可以包含16个基本模块，所以，一个SDll最多可以有16384个数据位，并有2048个冗余数据位．     

植被含水量光学遥感估算方法研究进展

利用光学遥感技术定量估测植被含水量,有助于森林火险评估、农业干旱监测和作物产量估计.本文评述利用光谱反射率、光谱水分指数和辐射传输模型方法反演植被含水量的研究进展,从观测数据和辐射传输模型评估了光谱水分指数估测植被含水量的可靠性.重点针对植被含水量的两个主要定义—可燃物含水量(FMC)和等效水厚度(EWT),分析了植被水分指数对FMC和EWT的反演精度.而且利用观测数据和数据库估算植被含水量,结果表明三类水分指数(WSI,NDII,NDWI1640,WI/NDVI)均与冬小麦冠层FMC有较好的相关性(n=45).最后,本文总结了光学遥感探测植被含水量进一步的发展方向.     

面向AFM的纳米目标快速重定位方法

原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）具有极高的观测分辨率和作业精度,在纳米材料表征与纳米器件组装方面发挥了不可替代的作用.AFM工作区域的选取依赖于光学显微镜,受可见光波波长的限制,光学显微镜的分辨率一般不超过200 nm,这导致光学显微镜无法有效辨识AFM观测目标样本所在的区域.当样本被移动或者更换AFM扫描探针引起样本与探针针尖的相对位置发生变化时,如何重新将AFM探针精确定位到原观测/操作区域具有非常大的挑战性.本文研究提出了一种新的免标记探针重定位方法,综合考虑了样本角度旋转与位置偏移两个因素,首先利用光学显微镜选取样本基底上易于识别的自然特征作为参照点,基于坐标变换原理实现微米级精度的探针盲定位,进而通过AFM扫描图像的匹配获得X-Y水平方向的位置偏差,通过修改AFM的扫描参数实现纳米目标的原位快速精确重定位.该方法的优点在于不需要在纳米目标样本操作区域上制作特殊的标记,操作过程简单、定位快速、定位范围较广且具有极高的重定位精度.对纳米小球、单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes,SWCNTs）、纳米划痕等样本的重定位实验验证了该方法的实用性和高效性.     

不同下垫面的热带气旋强风阵风系数研究

利用设置在近海海上和海岸上的3个观测塔共同获取的一个强台风过程数据以及3个观测塔1个年度的梯度风实测资料,对观测塔不同方位的下垫面进行分类并定量计算出塔周边不同下垫面的粗糙长度参数,在对强台风＂黑格比＂的强风数据代表性判别和样本筛选的基础上,分析了不同下垫面的热带气旋强风阵风系数变化特征,发现以下观测事实和变化规律：1）依据实测风资料,采用对数风廓线法给出的中性大气层结条件下的粗糙长度参数,能够客观刻画出下垫面的细微变化;2）台风强风阵风系数不随风速大小产生趋势变化,但在粗糙下垫面上会产生很大的变幅,这对工程结构的设计取值将产生重要影响;3）阵风系数的高度变化呈幂指数或对数律分布,幂指数法可更好地拟合较光滑下垫面的近地层阵风系数廓线,对粗糙下垫面对数律拟合效果略好;4）对实测数据的分析还发现,阵风系数与其下垫面粗糙长度之间可用幂指数或线性方程来描述;5）本观测个例的阵风系数与WMO的推荐值存在差异——粗糙下垫面的离岸风阵风系数比WMO推荐值大,而来自光滑下垫面的离海风阵风系数则小于WMO的推荐值.     

作物-环境信息的快速获取技术与传感仪器

作物-环境信息的快速获取是精准农业实施最为基本和关键的因素.作物信息主要包括作物生长过程中营养信息、生长发育不同阶段的生理信息和生态信息、呼吸作用、光合作用、根系发育等信息、病虫害信息等.环境信息主要包括土壤信息等.作物-环境信息具有数据海量、多维,空间分布差异大,时变性强等特点.传统的作物-环境信息获取方法耗时费力,无法满足精准农业信息快速获取的需要.为此需要大力研究适用于作物-环境信息快速获取的技术和传感仪器.目前主要采用的信息快速获取方法包括机器视觉、光谱分析以及多光谱与高光谱成像技术等.文中对目前主要开展的作物-环境信息快速获取技术和传感仪器进行了综述,并提出了进一步开展作物-环境信息快速获取技术和传感仪器的研究方向.     

DNA存储技术国际发展态势分析

随着互联网和人工智能等信息技术和数字技术的快速发展,信息量呈指数级飞快增长,传统的硅基存储设备将面临发展瓶颈,而DNA存储具有数据存储密度大、稳定性好、能效低、存储时间长、易备份等优势,可成为数据存储的有效工具。本文对DNA存储技术的发展历程及发展现状进行了概述,对在DNA存储技术领域方面有政策规划与举措的主要国家和地区进行梳理,同时围绕DNA存储技术领域采用文献计量开展国际研发态势研究,结果显示DNA存储技术相关论文发表和专利申请持续增加;国家及地区方面,美国、欧洲及我国已经引起重视并进行了相应布局,美国在DNA存储技术的论文和专利研发上占绝对优势,我国在该领域活跃程度也相对较强。此外,本文进一步分析了该技术领域的发展现状和存在的问题与挑战,并对我国相关技术发展提出了对策建议。     

大数据背景下的信号处理

宽带信号、高维信号、高分辨信号以及多传感器组网技术的快速发展，使得信号采集数据增长率高于数据存储增长率和信号处理速度增长率，信号处理进入了大数据时代．本文指出了大数据背景下的信号处理的关键问题．对于多传感器组网具有的多样性和复杂性的海量信号数据，必须进行信息融合．本文介绍了信号融合的主要模型方法，分析了信息融合技术的发展趋势．智能传感网技术能降低对信号处理和通信容量的要求，有效地在大数据中提取有价值数据．本文给出了智能传感器的基本结构，阐述了智能传感器的计算方法．结合大数据容量信号对高速实时处理的要求，介绍了高速数字信号处理芯片以及高性能硬件平台发展现状，展望了高速信号处理核心技术的发展动向．     

桥梁健康监测海量数据分析与评估——“结构健康监测”研究进展

详细介绍了国家杰出青年科学基金项目＂结构健康监测＂（项目号：50725828）研究进展.该项目针对桥梁环境荷载和静动力响应等海量监测数据的处理分析与评估迫切需求,并紧密结合大跨斜拉桥和悬索桥的结构特点,系统地研究了大跨斜拉、悬索桥梁服役环境作用监测与效应模拟技术、动力性能监控与异常预警技术以及关键构件状态评估与运营维护技术.主要包括：①基于温度、日常风和台风监测数据提出了大跨桥梁服役环境作用模型与模型参数确定方法,并结合大跨桥梁多尺度基准有限元模拟方法研究了桥梁服役荷载效应模拟技术;②基于振动监测数据建立了大跨桥梁整体动力特性参数以及斜拉桥拉索索力、悬索桥主缆和吊杆内力的在线识别方法,形成了＂环境条件归一化＂的桥梁运营状态监控与异常预警技术;③基于应变、梁端位移等监测数据开展了服役环境下钢箱梁焊接细节疲劳荷载效应、主梁伸缩缝的温度和车载效应分析方法研究,形成了桥梁关键构件服役性能监控和寿命评估技术.     

基于89C51单片机制作篮球记分牌显示系统控制部分的研究

本论文介绍了以单片机为主要控制单元,以16×16点阵LED为显示单元的篮球记分牌的功能特点、硬件结构和VB、DBUG软件编程.89C51与PC机通信,完成汉字等十六进制代码的获取,同时完成数据的存储、循环显示和动画处理.本系统能脱机和连续长期运行,具有结构简单,成本低等特点;同时可以无限扩展显示屏的大小.