基于无人机全景影像的河道岸线地物变化检测方法

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作者 黄育华 吴念辉 +3 位作者 陈杰 梁文俊 赵薛强 管继祥 《人民长江》 北大核心 2025年第3期230-236,共7页

为了提升针对违章建筑和河道岸线非法占用目标的检测精度,基于Drone-YOLO目标检测基线模型,融入模拟河道岸线区域特征的数据增强模块,并结合BiFPN特征金字塔网络结构,设计并实现了Drone-YOLO-RCD多尺度无人机图像实例分割算法;并且根据... 为了提升针对违章建筑和河道岸线非法占用目标的检测精度,基于Drone-YOLO目标检测基线模型,融入模拟河道岸线区域特征的数据增强模块,并结合BiFPN特征金字塔网络结构,设计并实现了Drone-YOLO-RCD多尺度无人机图像实例分割算法;并且根据该算法构建了一套地物变化检测系统,形成了一种基于无人机全景影像的河道岸线地物变化检测方法。在自制数据集PGIS_RCD上的实验结果显示:相较于Drone-YOLO基准算法,Drone-YOLO-RCD算法在六大地类的平均精度mAP@0.5上提升了0.044,实现了对违章建筑和非法占用问题的精准识别以及地物变化检测。研究成果推动了河道岸线生态环境的“数字化”管理,可为科学掌握河道岸线建筑活动范围提供有力的技术支持。 展开更多

关键词 地物变化检测 河道岸线巡检 Drone-YOLO 实例分割算法 无人机全景影像

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无人船水下地形测量系统的开发与应用 被引量：24

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作者 赵薛强 《人民长江》 北大核心 2018年第15期54-57,共4页

利用计算机技术、自动化技术和现代测绘技术,研发了集成无人船、GPS、测深仪、避障雷达、无线通讯设备、计算机、电子罗盘、动力系统等多种设备为一体的无人船测量系统。系统具备自动过滤渔网、自动避障、油电混合驱动等功能,适应于浅... 利用计算机技术、自动化技术和现代测绘技术,研发了集成无人船、GPS、测深仪、避障雷达、无线通讯设备、计算机、电子罗盘、动力系统等多种设备为一体的无人船测量系统。系统具备自动过滤渔网、自动避障、油电混合驱动等功能,适应于浅滩、水库、湖泊池塘等测量困难水域的水下断面和地形测量。实际应用结果表明:特定困难区域的水下地形测量与传统的人工船测量相比,无人船测量具有效率高、精度高的优势。无人船测量系统作为一种新的测量技术和方法,在未来的水上作业中将有更加广阔的应用前景。 展开更多

关键词 水下地形测量 GPS 避障雷达 测深仪 无人船

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无人机自动巡检智慧监控系统研究与应用 被引量：20

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作者 赵薛强 凌峻 《人民长江》 北大核心 2022年第6期235-241,共7页

为加强水利工程建设期及运营期的监控,实时掌握工程建设进度,实现水利工程的常态化、自动化和智能化巡检、巡查,基于无人机、物联网、4G/5G、GIS、深度学习和目标检测算法等先进技术和方法,开展了无人机自动巡检系统集成技术、多路远程... 为加强水利工程建设期及运营期的监控,实时掌握工程建设进度,实现水利工程的常态化、自动化和智能化巡检、巡查,基于无人机、物联网、4G/5G、GIS、深度学习和目标检测算法等先进技术和方法,开展了无人机自动巡检系统集成技术、多路远程视频回传技术、图像异常特征物识别技术和正射影像分类识别技术研究,构建了无人机自动巡检技术体系,研发了无人机自动巡检智慧监控系统,并将其应用于大藤峡水利枢纽工程智慧巡检中。实际应用效果表明:该系统实现了90%以上的违规敏感点识别和海量巡检大数据批量化入库的存储管理,将巡检效率提升了3倍以上,图像识别成功率由59.83%提高到90.17%,正射影像的建筑物识别效率和成功率也大幅提升。该技术可为水利工程建设期内动态性监管提供实时可视化巡检数据,也可为防汛应急抢险、河道岸线违法等水利行业监管监察提供强有力的技术支撑。 展开更多

关键词 无人机自动巡检 地理信息系统 深度学习 智慧水利 大藤峡水利枢纽工程

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一种无人机图像识别技术体系研究与应用 被引量：4

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作者 赵薛强 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第5期195-200,共6页

为了实现水利工程巡检、河湖岸线、河湖环境监测等海量无人机图像异常特征物的智能化检测识别,提高管理效率,满足智慧水利建设的需求,基于YOLO v3算法框架,通过引入注意力模块SE,构建了高精度的YOLO v3-SE目标检测算法,形成了无人机图... 为了实现水利工程巡检、河湖岸线、河湖环境监测等海量无人机图像异常特征物的智能化检测识别,提高管理效率,满足智慧水利建设的需求,基于YOLO v3算法框架,通过引入注意力模块SE,构建了高精度的YOLO v3-SE目标检测算法,形成了无人机图像识别技术体系,并将其成功应用于多个水利工程的海量无人机图像的异常特征物检测识别中。结果表明:通过自建66000张图片数据的训练集和35514张图片数据的测试集,本算法与原始YOLO v3算法、改进的SKSet-YOLO v3算法和CBAM-YOLO v3算法相比,在积水、塌方、运输船、滑坡、聚集型垃圾和分散型垃圾等6类目标物的检测精度AP均有较大幅度的提升;平均检测精度mAP也分别从59.83%提升至90.17%、从79%提升至90.17%、从72%提升至90.17%,精度得到明显提升,满足水利工程智慧化监控的需求。 展开更多

关键词 YOLO v3-SE 图像识别 通道注意力模块 水利工程 技术体系

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数字孪生水下三维实景数据底板获取技术研究 被引量：3

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作者 赵薛强 张永 《水利信息化》 2023年第2期24-27,33,共5页

为获取高精度的水下三维模型细节纹理结构,满足数字孪生建设对水下三维实景数据底板获取的需求,实现对水下构筑物的实时可视化动态监测,基于GNSS和USBL技术研究构建水陆一体化定位系统,融合水陆一体化定位技术、有缆ROV和水下摄影测量... 为获取高精度的水下三维模型细节纹理结构,满足数字孪生建设对水下三维实景数据底板获取的需求,实现对水下构筑物的实时可视化动态监测,基于GNSS和USBL技术研究构建水陆一体化定位系统,融合水陆一体化定位技术、有缆ROV和水下摄影测量设备等研发水下摄影测量系统,实现数字孪生水下三维实景数据底板的获取,并采用多波束测深、水下三维全景成像声呐等系统,对水下摄影测量系统获取的三维实景模型数据成果精度进行验证。结果表明:水下摄影测量系统获取的三维实景模型精度满足规范要求,可用于数字孪生流域/工程等水下基础数据底板的建设,也可为水下高精度三维场景重构再现和水利工程水下构筑物实时动态监测提供技术支撑。 展开更多

关键词 数字孪生 水下三维实景模型 数据底板 获取技术 水下摄影测量 精度评价 水陆一体化定位

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多波束测深系统在西江九江险段汛前汛后监测分析中的应用 被引量：6

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作者 赵薛强 王小刚 +1 位作者 张永 何宝根 《人民珠江》 2016年第2期74-77,共4页

利用多波束测深系统开展西江干流九江大桥段河道汛前、汛后水下地形测量,并生成了水下地形三维图,利用GIS强大的空间分析技术开展汛前、汛后监测数据分析研究,结果表明该段河床是稳定的,但河床险段下游存在小幅河床冲刷,长期的冲刷可能... 利用多波束测深系统开展西江干流九江大桥段河道汛前、汛后水下地形测量,并生成了水下地形三维图,利用GIS强大的空间分析技术开展汛前、汛后监测数据分析研究,结果表明该段河床是稳定的,但河床险段下游存在小幅河床冲刷,长期的冲刷可能会对河床产生危害,可采取一定的河床加固措施用以长期稳定该处河床。 展开更多

关键词 多波束 监测 GIS分析 九江大桥

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基于GIS技术的珠江河口水下地形冲淤变化分析 被引量：4

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作者 赵薛强 张永 +1 位作者 何宝根 赵铭 《人民珠江》 2012年第1期79-82,共4页

利用GIS技术,建立了珠江河口2000—2010年间不同时期的水下地形三维模型,以此作为基础资料,通过叠合分析计算不同时期的水下地形图,分析了4个区域10年来的岸线演变、冲淤变化和水下地形演变情况。结果表明,珠江河口在2000—2010年间总... 利用GIS技术,建立了珠江河口2000—2010年间不同时期的水下地形三维模型,以此作为基础资料,通过叠合分析计算不同时期的水下地形图,分析了4个区域10年来的岸线演变、冲淤变化和水下地形演变情况。结果表明,珠江河口在2000—2010年间总体呈现淤积之势,水动力和清淤疏浚工程成为珠江河口水下地形演变的主要因素。 展开更多

关键词 演变分析 珠江河口 水下地形

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海陆空大数据测绘系统的构建与应用 被引量：1

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作者 赵薛强 王小刚 +1 位作者 何宝根 张永 《人民珠江》 2016年第12期91-94,共4页

利用多波束测深系统、三维激光扫描系统和无人机航摄系统,结合4S技术和云计算平台构建了海陆空大数据测绘系统,实现了海陆空三位一体化测量和大数据的快速处理、分析和管理。结果表明:海陆空大数据测绘系统在数据采集、处理、分析和管... 利用多波束测深系统、三维激光扫描系统和无人机航摄系统,结合4S技术和云计算平台构建了海陆空大数据测绘系统,实现了海陆空三位一体化测量和大数据的快速处理、分析和管理。结果表明:海陆空大数据测绘系统在数据采集、处理、分析和管理方面具有传统测绘系统无法比拟的优势,提高了测绘效率,实现了陆地水下地形三维一体化无缝拼接和陆地水下三维一体化漫游,真实地再现了陆地水下的三维虚拟场景,拓宽了应用领域,生成了多样化的地理信息成果;实现了测绘产品的再利用,通过研究分析测区的地形变化情况,可及时掌握陆地水土流失的趋势和河道冲淤变化程度,更好地为测区水土保持、河道管理提供基础性的依据,掌握了系统的数据处理和基于4S技术的河道地形演变分析方法。 展开更多

关键词 大数据测绘系统 云计算平台 4S技术 三维设计

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数字孪生基础数据高程基准统一技术研究

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作者 赵薛强 凌峻 钱立兵 《人民长江》 北大核心 2023年第6期126-131,168,共7页

为满足孪生流域等数字孪生建设对基础地理信息数据的强烈需求,确保工程建设高程基准的统一,基于GNSS观测技术和重力场模型,开展了数字孪生基础数据高程基准统一研究。构建了顾及地形特征的高精度区域似大地水准面模型,形成了数字孪生基... 为满足孪生流域等数字孪生建设对基础地理信息数据的强烈需求,确保工程建设高程基准的统一,基于GNSS观测技术和重力场模型,开展了数字孪生基础数据高程基准统一研究。构建了顾及地形特征的高精度区域似大地水准面模型,形成了数字孪生基础数据高程基准统一模型库,并利用模型精度和检测精度两种评价方法对高程模型和多场景采集的多源基础数据的高程改正成果开展精度评价。结果表明:①似大地水准面模型的内符合精度为±2.6 cm,外符合精度为±3.1 cm,优于EGM2008模型结合二次曲面拟合法等其他拟合算法,成果精度满足规范要求;②多源基础数据的高程改正成果中误差在±10 cm以内,满足数字孪生建设对基础数据的精度要求。该模型方法构建简单且精度高,具有广阔的应用前景,不仅可应用于数字孪生建设等领域,也可为大范围的工程测量、陆海高程基准统一等提供技术支撑。 展开更多

关键词 数字孪生 GNSS 似大地水准面模型 地形特征 高程基准

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贴近摄影测量在水利工程监测中的应用 被引量：23

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作者 王小刚 赵薛强 王建成 《人民长江》 北大核心 2021年第S01期130-133,共4页

为实现近距离获取物体的精细化纹理影像、满足水利工程监测对物体全方位精细化建模和地理信息提取的高要求,基于贴近摄影测量技术构建了水利工程监测方法,并将其成功应用于五嘎冲水库滑坡监测项目中。结果表明:(1)贴近摄影测量获取的影... 为实现近距离获取物体的精细化纹理影像、满足水利工程监测对物体全方位精细化建模和地理信息提取的高要求,基于贴近摄影测量技术构建了水利工程监测方法,并将其成功应用于五嘎冲水库滑坡监测项目中。结果表明:(1)贴近摄影测量获取的影像地面分辨率达到毫米级,可获取覆盖拍摄对象的亚厘米级甚至毫米级超高分辨率影像;(2)水利工程监测的成果精度在±1 cm以内,满足规范要求。贴近摄影测量技术其精细化提取地理信息和高度还原地表和物体的精细结构的技术优势,将在水利工程监测、水利工程地质勘察等领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 贴近摄影测量 航迹线 航高设计 三维模型 水利工程监测 五嘎冲水库

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大范围海域实时水位解算方法应用研究 被引量：3

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作者 王小刚 赵薛强 +1 位作者 沈清华 李炜 《人民长江》 北大核心 2020年第6期95-100,共6页

为实现大范围海域的实时水位控制,满足水位改正的精度要求,基于POM(princeton ocean model)模式与blending同化法、最小二乘拟合法等多种水位改正法,构建了基于精密潮汐模型和多站水位改正模型的大范围海域实时水位解算方法,研发了多站... 为实现大范围海域的实时水位控制,满足水位改正的精度要求,基于POM(princeton ocean model)模式与blending同化法、最小二乘拟合法等多种水位改正法,构建了基于精密潮汐模型和多站水位改正模型的大范围海域实时水位解算方法,研发了多站水位改正软件,并采用长期、临时验潮站法和GNSS-PPK法在珠江口海域进行成果精度应用校核。结果表明:①精密潮汐模型精度为4.5 cm,优于国际模型;②水位解算成果误差在±5 cm以内,水深测量数据水位改正成果中误差在±15 cm以内,精度能够满足相应规范要求。运用大范围海域实时水位解算方法可获得研究区任意位置、任意时刻的高精度水位数据,可为水下地形测量、航海的水位信息动态保障、枯水期水量调度及咸潮上溯研究等提供实时水位数据。研究成果可推广应用于长江口、杭州湾等海域的实时水位确定。 展开更多

关键词 水位改正 潮汐模型 最小二乘拟合法 水下地形测量 大范围海域

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基于GIS技术的西江干流(肇庆—思贤滘段)河道地形变化分析 被引量：3

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作者 高德恒 赵薛强 王建成 《人民珠江》 2014年第3期12-16,共5页

利用西江干流(肇庆—思贤滘段)河段1997—2012年的固定大断面的实测资料和思贤滘附近地形测量资料,采用GIS技术,构建了用于河床变化分析的水下断面地形数据库和思贤滘附近水下地形三维模型,用以分析该段河道深泓变化、断面形态特征变化... 利用西江干流(肇庆—思贤滘段)河段1997—2012年的固定大断面的实测资料和思贤滘附近地形测量资料,采用GIS技术,构建了用于河床变化分析的水下断面地形数据库和思贤滘附近水下地形三维模型,用以分析该段河道深泓变化、断面形态特征变化、单断面的时空冲淤变化和河道冲淤变化情况。结果表明:GIS技术是研究河道地形变化的一种行之有效的方法。西江干流(肇庆—思贤滘段)河床在1999—2007年间主槽地形平均下切深度10.5 m,2007—2012年间呈现轻微淤积之势,平均淤积厚度1.3 m,河道地形变化主要集中在羚羊峡至砚洲岛和砚洲岛下游河道,航道疏浚工程成为该段河道地形变化的主要因素。 展开更多

关键词 GIS 地形变化分析 河道断面 西江干流

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高精度GPS星链差分系统在珠江河口水下地形测量中的应用 被引量：1

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作者 张永 赵薛强 王小刚 《人民珠江》 2013年第3期44-47,共4页

Starfire全球双频GPS星链差分定位系统,利用精密单点定位技术可在全球范围提供分米级实时定位精度,单机快捷作业,优势明显。通过工程实例,星链差分系统配合测深仪组成自动定位测深系统同步进行测深定位采集数据,说明了星链差分技术在水... Starfire全球双频GPS星链差分定位系统,利用精密单点定位技术可在全球范围提供分米级实时定位精度,单机快捷作业,优势明显。通过工程实例,星链差分系统配合测深仪组成自动定位测深系统同步进行测深定位采集数据,说明了星链差分技术在水下地形测量中精度可靠、信号稳定,打破作业距离受限问题,提高了工作效率。 展开更多

关键词 星链差分 水下地形测量 珠江河口

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珠江口瞬时水位解算方法研究及应用

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作者 王小刚 赵薛强 许军 《水利水电技术》 北大核心 2020年第11期117-124,共8页

为实现珠江口及邻近海域的瞬时水位获取,使得水位解算成果的精度达到工程实践的应用化需求,采用数值模拟与同化技术、余水位传递法和空间多面函数法等多种技术方法,构建了基于区域潮汐模型与余水位传递和多站水位改正的瞬时水位解算方法... 为实现珠江口及邻近海域的瞬时水位获取,使得水位解算成果的精度达到工程实践的应用化需求,采用数值模拟与同化技术、余水位传递法和空间多面函数法等多种技术方法,构建了基于区域潮汐模型与余水位传递和多站水位改正的瞬时水位解算方法,并采用检核站验证法、长期水位站评估法和GPS定位技术对珠江口的水位解算成果精度进行评估。研究成果中的潮汐模型分辨率为1′×1′、精度为44 mm,水位推算最大差值为49 mm,均优于国内外模型;水下地形测量成果的水位改正中误差在±0.14 m以内,精度满足规范要求。该方法可快速解算区域内任何位置高精度的瞬时水位,为水深测量、限制水域船舶乘潮通行和深度基准面模型构建等方面提供瞬时水位,并可在中国近海河口及港湾推广应用。 展开更多

关键词 瞬时水位 数值模拟 同化技术 余水位 潮汐模型 水位解算

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大范围海域及远距离海岛(礁)空间信息采集关键技术

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作者 沈清华 卢治文 +1 位作者 赵薛强 王建成 《人民珠江》 2020年第S02期60-63,共4页

以珠江河口延伸区为例,针对远距离海岛(礁)已有平面和高程起算资料匮乏、精度低、现势性差而且基准不统一以及岛礁地形数据获取困难等实际问题,综合利用卫星测高、区域似大地水准面精化、大范围潮位模型构建、无人机低空遥感、船载三维... 以珠江河口延伸区为例,针对远距离海岛(礁)已有平面和高程起算资料匮乏、精度低、现势性差而且基准不统一以及岛礁地形数据获取困难等实际问题,综合利用卫星测高、区域似大地水准面精化、大范围潮位模型构建、无人机低空遥感、船载三维激光扫描等先进技术,构建了面向大范围海域及远距离海岛(礁)空间地理信息采集技术路线,解决了区域似大地水准面精化、陆海基准统一、精密潮汐模型构建及实时水位改正等关键技术问题,实现了统一基准的陆、海、岛(礁)全覆盖测绘。 展开更多

关键词 无人岛礁 空间信息 精密潮汐模型 珠江河口

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3S技术在蓄滞洪区基础地理信息更新和管理中的应用

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作者 高德恒 赵薛强 黄先辉 《人民珠江》 2019年第S01期160-162,共3页

利用3S技术系统研究了蓄滞洪区基础地理信息更新的技术和方法,并将3S技术成功应用于蓄滞洪区基础地理信息测量及复核项目中,结果表明:①3S技术可以快速实现蓄滞洪区基础地理信息的获取和更新;②3S技术可以实现海量蓄滞洪区基础地理信息... 利用3S技术系统研究了蓄滞洪区基础地理信息更新的技术和方法,并将3S技术成功应用于蓄滞洪区基础地理信息测量及复核项目中,结果表明:①3S技术可以快速实现蓄滞洪区基础地理信息的获取和更新;②3S技术可以实现海量蓄滞洪区基础地理信息数据的管理。 展开更多

关键词 3S技术 蓄滞洪区 基础地理信息

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基于区域似大地水准面精化模型的远距离海岛高程传递方法研究 被引量：5

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作者 沈清华 赵薛强 《水利技术监督》 2019年第5期160-162,共3页

通过基于GNSS连续运行基准站的C级网观测与严密解算以及基于区域似大地水准面精化模型的拟合与推算,获得伶仃洋海域桂山岛、东澳岛、大万山岛、外伶仃岛四个远距离海岛的高程传递成果,同时采用基于EGM2008模型的“移去-拟合-恢复”法对... 通过基于GNSS连续运行基准站的C级网观测与严密解算以及基于区域似大地水准面精化模型的拟合与推算,获得伶仃洋海域桂山岛、东澳岛、大万山岛、外伶仃岛四个远距离海岛的高程传递成果,同时采用基于EGM2008模型的“移去-拟合-恢复”法对海岛高程进行同步解算,两种传递方法所得的成果相差最大42mm、最小仅3mm,传递到外伶仃岛的一段高差与四等水准高差相差41mm,万山岛上的传递高程与2013年传递的三等水文基点相差46mm,均满足四等水准精度要求。 展开更多

关键词 GNSS连续运行基准站 EGM2008模型 高程传递 区域似大地水准面

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