基于无人船系统的水下DEM插值模型分析

以无人船在上海潘泾地区的水下实测数据为例,选取五种插值模型,运用交叉验证和图像对比等方法,分析插值模型在不同地形下的适用性与插值特点,并提出一种能够根据测量区域表面粗糙度自动选择插值方法的改进插值流程算法.结果表明,插值模型误差与地表粗糙度呈空间正相关,测区内不同地表粗糙度对应的最优插值模型不同,改进插值流程的算法能够...     

降雨空间插值方法的比较与改进

对几种常用的降雨空间插值方法,如泰森多边形法、距离平方倒数法、克里金方法的优缺点进行了分析和比较．考虑到高程对降雨量影响较大,在协克里金方法的基础上将高程作为第2类影响因素引入降雨量的空间插值方法中,并提出了引入高程信息的协克里金方法．将3种方法(距离平方倒数法、普通克里金方法、引入高程信息的协克里金方法)用于沿渡河流域降雨量的插值计算,结果表明,考虑高程信息的协克里金方法的插值效果明显优于其他2种方法．     

基于DEM的广东省平均气温空间插值Ⅰ——研究方法

以广东省为研究区域．利用地理信息系统软件ArcGIS9．3,分别运用样条函数法、反距离权重法、普通克里格法对广东省及周边的60个气象站点2003—20｜2年的月平均气温进行空间插值,并根据气温垂直变化规律利用数字高程模型对插值结果进行了修正．采用平均绝对误差和均方根误差对插值结果进行精度评估。试图探索最适合广东省气温空间插值的方法．并通过引入数字高程模型提高插值精度。     

GANs与GRBFNN在空间插值中的对比分析

为了进一步提高空间插值的精度,搭建生成对抗网络(GANs)、最小二乘生成对抗网络(LS-GANs)及Gauss径向基神经网络(GRBFNN).使用国家气象科学数据网1960—2013年619个气象站点数据的平均值,将上述3种深度学习模型对降水量和平均气温的插值结果与普通Kriging(OK)及反向距离加权(IDW)的插...     

多种DEM内插方法实验及精度分析研究

数字高程模型DEM是利用遥感信息经过数字摄测量处理得到的经典产品之一,它是地理信息数据库的核心数据系统.目前,世界发达国均建立了各自的数字高程模型,其广泛地应用于测绘、环境、资源和军事等多种领域,并且发挥着及其重要的作用.由于地形表面的复杂性和多变性,该文给出了多种DEM生成方法,通过实验分析各种内插方法在取不同权值时的内插精度,地面数据点的数量和分布对内插精度的影响,并且分析高斯贝尔曲线的最小二乘法对地表模拟精度的因素.最后综合分析了各种DEM生成方法相应的适用范围.     

降水空间插值方法应用研究——以黄河源区为例

使用反距离加权法、张力样条函数法和普通克里格法对黄河源及其周围地区65个气象站点1990～2001年12年间月平均降水数据进行空间插值,并对模拟结果进行了交叉检验和站点检验.3个检验标准的检验结果表明:3种插值方法的结果都基本能反映黄河源区降水的大体空间分布规律,而普通克里格法略优于其他两种方法.研究结果表明:样本本身的空间分布在很大程度上影响插值精度,台站的密度对插值效果的影响也非常显著.给出了黄河源区年平均降水空间分布图.     

三维地形的动态生成及空间分析

简要评述了地形可视化的研究发展过程 ,着重探讨了三维地形景观生成的理论和方法 ,提出了解决超大数据量数字高程模型 (DEM )快速显示的算法 ,研究了基于三维地形空间分析的理论 .并在此基础上介绍了笔者开发的DEM动态显示和交互操作系统及其应用     

改进萤火虫算法与K-means算法结合的配电网负荷聚类特性分析

负荷聚类特性分析是实现配电网的定制电力、高品质供电、高可靠性供电的重要基础．然而现有的Kmeans聚类分析方法,受限于数据样本集和聚类初始中心的选取等,会出现因初始中心不同造成聚类结果差异大的问题．为此,针对配电网负荷数据特点,提出一种基于改进萤火虫算法和K-means算法结合的配电网负荷聚类特性分析方法．利用萤火虫优化算法全局搜索能力强的优势,考虑类内相似度和类间差异度,寻优K-means算法初始中心,使聚类结果的聚类有效性指标取得最小值;进一步针对萤火虫算法在处理负荷数据时的弱点,通过密度法为萤火虫算法加入优秀初代个体,改进吸引公式以及个体间概率吸引移动的方式优化迭代过程中的个体移动方式,加快萤火虫算法前期收敛速度,并实现后期稳定收敛,算法更快地接近极值,计算速度更快．算例验证了本文所提算法的聚类有效性,并针对某配电台区电力负荷数据,寻得K-means算法最优初始中心,使得聚类结果的戴维森堡丁指标(Davies-Bouldinindex,DBI)最小,负荷聚类结果类内差异小,类间差异大,最终聚类中心的特征代表性强,为负荷类型划分、聚类特性分析提供重要依据,为需求侧差异化电力服务定制...     

基于改进YOLOv3的输送带纵向撕裂多视角检测方法

针对输送带纵向撕裂检测中存在的检测视角单一、速度慢、精度低等问题,文章提出一种基于改进YOLOv3算法的输送带纵向撕裂多视角检测方法。首先对原始YOLOv3网络结构进行优化设计,采用29层网络模型(Darknet-29)作为特征提取网络,将原有的3种不同尺度锚点改用为2种不同尺度(26×26,52×52)锚点;将位于多视角检测点的工业相机所采集的纵向撕裂图像制作成数据集,使用K-means算法对输送带纵向撕裂标签进行维度聚类分析,确定先验框参数;最后将改进的YOLOv3算法在数据集上进行测试与训练,并与其他几种算法进行比较。实验结果表明：该检测方法不仅可以较好地检测出输送带纵向撕裂,还可以分类识别出大裂纹或完全撕裂情形;相较于原始YOLOv3算法,改进后的YOLOv3算法平均检测精度均值提高0.4%,达到98.7%,检测速度提高60.6%,达到53帧/s,模型占用内存减少93 Mb,仅为141 Mb,优于YOLOv2和YOLOv3-Tiny算法。该文提出的输送带纵向撕裂检测方法具有模型占用内存低、检测精度高及速度快等优点,为输送带纵向撕裂提供了一种新的检测方案。     

机载干涉合成孔径雷达地形测绘方法及精度分析

介绍了机载干涉合成孔径雷达地形测绘的工艺流程和方法,分析了机载干涉合成孔径雷达测制的1:10000数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)数字测绘成果的平面和高程精度。讨论了影响数字高程模型(DEM)高程精度的因素,统计分析了机载In-SAR困难地区的平面和高程精度。统计结果表明,采用自主研发的机载干涉合成孔径雷达系统测制的数字高程模型、数字正射影像图、数字线划图,满足1:10000国家规范的精度要求;由于机载InSAR系统不受天气影响,有效地弥补了航空摄影测量受制于天气的不足,因此具有即时飞行、成图周期短的优势。     

基于贝叶斯模型组合的随机森林预测方法

为了能够精准可靠地估计太阳能辐照度,本文提出一种基于贝叶斯模型组合的随机森林算法用于太阳能辐照度预测.首先,引入K-means聚类和K折交叉验证将气象数据训练集生成多个训练子集,以增加训练子集的多样性并保证均匀采样.其次,将随机森林作为基学习器建立集成学习预测模型,导入训练子集并训练各个随机森林.之后,依据各个随机森林在验证集上的预测性能,采用贝叶斯模型组合算法制定组合策略.个体随机森林在测试集上的预测值经过模型组合策略得到最终输出.最后,基于气象实测数据建立仿真实验,并引入其他四种预测方法进行对比仿真研究,通过实验结果验证了文中所提出预测方法在太阳能辐照度预测问题中的准确性和可靠性.     

复杂条带状沟谷地形点云抽稀与内插算法对数字高程模型构建的精度影响

针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法 .利用空间抽稀、体素分割抽稀、随机抽稀3种方法以96%的抽稀率对原始点云数据进行抽稀,得到的抽稀结果再分别应用自然邻点插值法、反距离权重法(IDW)、克里金法、样条函数法4种内插算法进行内插,共构建出12种组合生成DEM的方法,对每种组合方法构建的DEM进行高程和坡度精度评价分析.结果表明,针对泥石流沟谷地形空间抽稀条件下利用IDW进行DEM内插的结果最为可靠,拟合优越度为0.999 540,平均误差为0.746 2 m,中误差为1.262 9 m.     

采用改进K-means算法的退役动力电池快速分选方法

针对退役动力电池一致性差与筛选难问题,提出一种基于改进K-means算法的退役动力电池快速分选方法。根据实际需求,在初步筛选出需要的退役动力电池基础上,先利用优化初始聚类中心及自适应特征权重优化K-means算法,再以电池容量、内阻、开路电压为聚类特征,基于改进的K-means算法对退役动力电池进行聚类来实现退役动力电池快速分选。对退役动力电池样本的仿真结果表明,分选电池整体一致性参数a和b的均值最小,所提算法聚类效果较好;经电池一致性评价方法验证,各簇电池一致性指标均低于3%,所提分选方法可实现退役动力电池一致性分选,有利于批量退役动力电池的梯次利用。     

预测复合材料有效性质的聚类有限元分析及相互作用矩阵性质研究

复合材料的非线性力学性质对其优化利用具有重要意义．基于数据聚类的思想,提出了聚类有限元分析(FCA)方法快速预测复合材料的非线性力学性质．在简要介绍FCA基本原理和方法的基础上,重点研究了FCA方法中联系施加在块上的均匀本征应变与块平均应力之间的相互作用矩阵,讨论了其自平衡性、完备性和奇异性．对于没有引入平均化误差的极限情况(采用常应变单元,每块一个单元),相互作用矩阵奇异完备,给出的块应力在有限元节点上满足平衡条件．对于一般情况,由于块内应变平均化引入的误差,相互作用矩阵非奇异且给出的块平均应力是在块最小势能意义下的平衡力系,通过补充块应变的协调条件,采用降阶模型和块最小余能原理仍可以高效近似预测复合材料的非线性有效性质．由于采用了块内应力应变的平均化,所得结果可为基于聚类分析的其他降阶模型方法面临类似的问题研究提供参考．     

基于双线形软化黏聚区模型的混凝土路面损伤开裂及承载力分析

为探究混凝土塑性软化对混凝土路面损伤及承载力的影响,基于双线形软化黏聚区模型,结合ABAQUS有限元软件,对三点加载混凝土小梁试验全过程进行模拟.比较了单、双线形软化黏聚区模型,计算了应力比为0.15、0.25、0.35的双线形软化黏聚区模型的模拟误差,分析了Winkler地基上混凝土路面板从加载到断裂全过程的承载力和截面应力分布变化.结果表明,采用应力比为0.25的双线形软化黏聚区模型,小梁的加载力-裂纹张开位移曲线模拟结果与试验结果一致,小梁和混凝土板的极限承载力分别出现在底部混凝土发生损伤和开裂阶段,混凝土板极限承载力大小为板底拉应力达到混凝土抗拉强度时的1.75倍,为板底刚开始出现宏观裂缝时的1.09倍.Winkler地基上的混凝土板加载破坏表现出脆性断裂特征.