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数字电路综合性实验项目的设计与教学实践 被引量:1
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作者 张熠 朱震华 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第1期191-195,共5页
结合“数控占空比矩形波发生器”综合性实验,阐述了设计的基本指标、扩展指标与实施方案。应用Multisim 14给出了具体电路设计,讨论涵盖的知识点、延伸点及训练价值,介绍教学实施步骤与注意事项,分析了教学效果与学生评价。实践表明,实... 结合“数控占空比矩形波发生器”综合性实验,阐述了设计的基本指标、扩展指标与实施方案。应用Multisim 14给出了具体电路设计,讨论涵盖的知识点、延伸点及训练价值,介绍教学实施步骤与注意事项,分析了教学效果与学生评价。实践表明,实施高质量的综合性实验项目教学,对学生深刻掌握与灵活应用理论知识、提高电路设计与创新能力具有显著推动作用,是优化数字电路实验教学的一个重要方向。 展开更多
关键词 综合性实验项目 项目设计 虚拟仿真 数字电路 教学改革
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环境地质资料模拟重金属污染下光谱变异与元素甄别探究
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作者 胡麟臻 夏天 +4 位作者 张超 杨可明 高学正 李晓蕾 万明明 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2658-2665,共8页
在现代农业与环境科学的交叉领域,受重金属污染的农作物光谱特性变化研究正逐渐成为热点话题。当农作物遭受重金属污染后,其内部的生理结构与生化成分会发生改变,这种改变会直接反映在光谱特征上,光谱变化所产生的变异信息由此成为了重... 在现代农业与环境科学的交叉领域,受重金属污染的农作物光谱特性变化研究正逐渐成为热点话题。当农作物遭受重金属污染后,其内部的生理结构与生化成分会发生改变,这种改变会直接反映在光谱特征上,光谱变化所产生的变异信息由此成为了重金属污染监测极为关键的依据。本研究通过在实验室室内设置不同污染浓度的重金属铜铅玉米盆栽实验,测定了在不同浓度梯度的铜铅污染环境下玉米叶片的反射率光谱数据,以及玉米叶片中铜铅含量等关键数据,进而构建起一套涵盖全面、数据详实且专属于重金属铜铅污染玉米植株的完整数据集。并且聚焦于玉米叶片光谱,从频率域的独特视角切入,对其全波段以及子波段展开深入探究。通过创新性地结合时频分析方法,提出了一种名为叶片敏感光谱区间探测法(SIDM)。基于SIDM,进一步提出了叶片光谱的变异特征参数(SVCP),这些参数犹如农作物受污染状况的“生物标记”,对于研究变异特征参数与叶片重金属含量之间的内在关联有着重要意义。同时,将其与常规光谱指数对比,探寻对铜铅污染敏感的光谱区间。在此基础上,巧妙地结合非线性时频分布构建了叶片光谱变换方法(STM)。经过实验验证,STM能够清晰地区分不同铜铅元素污染类别。SIDM成功地将叶片铜铅污染弱信息进行有效增强与精准提取,使得原本微弱且难以察觉的污染信号清晰地展现出来。更为重要的是,找到了对铜铅污染具有高度特异性的光谱区间,这为后续开发更为精准高效的重金属污染监测技术奠定了坚实的基础。而STM则在区分有无重金属污染的光谱差异方面具有优势,并且能够直观地将玉米受铜铅污染的元素类别区分开来,有效推动了利用光谱技术进行农作物重金属污染监测领域的发展进程。 展开更多
关键词 重金属污染 农作物 叶片光谱 弱信息 元素区分
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基于星上内定标的高分三号卫星辐射定标常数优化研究
3
作者 姚玉林 赵航 +2 位作者 韩启金 杨博鹏 王爱春 《航天器工程》 北大核心 2025年第4期150-159,共10页
辐射定标是合成孔径雷达(SAR)卫星定量化应用的基础和前提。文章利用2017-2024年获取的高分三号卫星同波位定标数据进行绝对辐射定标,同波位不同日期获取的辐射定标常数存在一定差异,因此利用点目标对高分三号卫星和高分三号C卫星进行... 辐射定标是合成孔径雷达(SAR)卫星定量化应用的基础和前提。文章利用2017-2024年获取的高分三号卫星同波位定标数据进行绝对辐射定标,同波位不同日期获取的辐射定标常数存在一定差异,因此利用点目标对高分三号卫星和高分三号C卫星进行交叉辐射验证,获得同样的结果,因无法判断是卫星辐射性能变化还是随机误差导致,为此提出基于星上内定标的辐射定标常数优化方法。根据星上内定标幅度稳定性的监测结果,确定辐射定标常数的处理方法。研究结果表明:星上内定标幅度变化优于0.6 dB,高分三号星上具有较高的辐射稳定性。由于随机误差的影响,辐射定标常数在一定的区间内变化;对同波位不同日期获取的辐射定标常数取平均,绝对辐射精度整体优于1.01 dB,有效保障了高分三号卫星的绝对辐射精度。 展开更多
关键词 高分三号卫星 星上内定标 辐射定标 交叉辐射验证
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一种多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品
4
作者 邹巨洪 林文明 +2 位作者 吕思睿 王志雄 林明森 《海洋学报》 北大核心 2025年第4期76-85,共10页
本文介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品(Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites,BSSW),以及该数据产品的处理方法,并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星... 本文介绍了一种业务化发布的多源卫星遥感海面风场融合准实时数据产品(Blended Sea Surface Wind Data Product From Multiple Satellites,BSSW),以及该数据产品的处理方法,并分析了产品精度。该数据产品以HY-2系列卫星、Metop系列卫星和DMSP系列卫星等组成的虚拟卫星星座观测海面风场/风速产品为输入,通过叉标定和误差分析,以及二维变分分析等处理,实现了时间分辨率为6 h,空间分辨率为25 km的多源卫星主被动遥感海面风场融合产品业务化生产,并通过国家卫星海洋应用中心准实时发布。该数据与浮标数据比对总体风速均方根误差小于1.6 m/s,风向均方根误差小于19°;与ERA5数据比对总体风速均方根误差小于1.2 m/s,风向均方根误差小于11°。精度检验结果表明,海面风场融合产品与浮标观测和ERA5再分析海面风场数据产品具有很高的一致性,可为海洋与大气数值模式资料同化预报、海洋防灾减灾与海洋科学研究提供高质量、无缝隙的全球海面风场数据支撑。 展开更多
关键词 海面风场 风场融合 微波散射计 微波辐射计 二维变分
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应用小样本学习模型的淡水水质参数反演方法
5
作者 孙盛 郑成钊 +1 位作者 周巨锁 余旭 《遥感信息》 北大核心 2025年第4期19-25,共7页
在水质反演任务中,传统方法主要依赖物理模型来推导水质参数与遥感数据之间的关系,在气象条件、水文地理条件发生变化时,模型的预测性能不佳。为了提升反演方法的性能,提出将小样本学习方法应用于水质参数的预测,设计了一个局部描述符... 在水质反演任务中,传统方法主要依赖物理模型来推导水质参数与遥感数据之间的关系,在气象条件、水文地理条件发生变化时,模型的预测性能不佳。为了提升反演方法的性能,提出将小样本学习方法应用于水质参数的预测,设计了一个局部描述符权重注意力模块,将其集成到经典的小样本学习网络DN4中。该模块能够更有效地提取水质特征的局部描述符,从而提升模型在训练集数据量有限条件下的泛化能力和反演精度。收集了新丰江水库、良德水库等8个水库的水质数据,与哨兵二号卫星(Sentinel-2A、Sentinel-2B)遥感图像数据源进行匹配,共成功匹配210景图像,并构建了水质数据训练集和测试集。开展了定量实验,结果表明,新的反演方法在多个水质反演应用中均表现出较好的性能,验证了所提出模块在水质反演领域的有效性。 展开更多
关键词 小样本学习 注意力模块 水质反演 深度最近邻网络 局部描述符
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基于方向感知和双路径编码器的遥感图像道路提取
6
作者 刘明皓 代俊 +1 位作者 宋雨芯 何志鹏 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第4期25-34,共10页
从遥感图像中提取道路信息是遥感语义分割的重要任务。针对当前深度学习网络模型在道路信息遥感提取方面存在的诸如道路断裂、虚假道路等问题,该文提出一种基于方向感知和双路径编码器的DPMSRE-Net模型。首先,在CNN和Swin Transformer... 从遥感图像中提取道路信息是遥感语义分割的重要任务。针对当前深度学习网络模型在道路信息遥感提取方面存在的诸如道路断裂、虚假道路等问题,该文提出一种基于方向感知和双路径编码器的DPMSRE-Net模型。首先,在CNN和Swin Transformer双路径编码器的融合部分设计了多尺度条形注意力融合(MSAF)模块,该模块通过条形注意力加强模型对道路方向的感知,使网络能够增强在不同尺度和通道上的感知能力,更好地融合双路径编码器的特征信息;其次,在编码器和解码器的核心桥接部分设计了多尺度交叉方向注意力(MSCA)模块,有助于网络学习丰富的上下文信息和拓扑结构,提升对道路细节的捕捉能力。基于CHN6-CUG与DeepGlobe两个道路数据集的对比实验表明,DPMSRE-Net在IoU、F1分数上均优于D-LinkNet、U-Net等语义分割模型。 展开更多
关键词 遥感图像 道路提取 语义分割 双编码器 多尺度
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基于卷积神经网络的静止卫星遥感影像条带状缺失修复
7
作者 贺琪 沈昊 +2 位作者 郝增周 厉运周 黄海清 《海洋学研究》 北大核心 2025年第2期39-46,共8页
卫星在运行中会因传感器故障导致影像出现不规则条带状缺失,影响观测要素信息的完整性。针对静止卫星遥感影像的条带状缺失,构建基于卷积神经网络的缺失数据修复模型,对比不同时相辅助数据组合下模型修复图像的精度,确定最佳辅助数据组... 卫星在运行中会因传感器故障导致影像出现不规则条带状缺失,影响观测要素信息的完整性。针对静止卫星遥感影像的条带状缺失,构建基于卷积神经网络的缺失数据修复模型,对比不同时相辅助数据组合下模型修复图像的精度,确定最佳辅助数据组合。在辅助数据组合中,以待修复图像的生成时间为当前时刻(t),分别采用前4个时相(t-4,t-3,t-2,t-1)以及前、后各3个时相(t-3,t-2,t-1,t+1,t+2,t+3)为输入时,模型的修复效果佳,可用于实时和延时场景下的数据修复和重建。相比其他以单时相为辅助数据的修复模型,采用多时相为辅助数据的本文模型,修复效果更好、精度更优。模型也适用于其他静止卫星影像中的条带状缺失信息的修复。 展开更多
关键词 静止卫星 图像修复 深度学习 连续时相 辅助数据
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改进YOLOv8的无人机航拍图像目标检测算法 被引量:6
8
作者 梁燕 何孝武 +1 位作者 邵凯 陈俊宏 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第1期121-130,共10页
针对无人机航拍图像存在多个小目标聚集、目标尺度变化大的问题,提出一种改进YOLOv8的目标检测算法TS-YOLO(tiny and scale-YOLO)。在主干部分去除冗余的特征提取层,设计了一种高效特征提取模块(efficient feature extraction module,EF... 针对无人机航拍图像存在多个小目标聚集、目标尺度变化大的问题,提出一种改进YOLOv8的目标检测算法TS-YOLO(tiny and scale-YOLO)。在主干部分去除冗余的特征提取层,设计了一种高效特征提取模块(efficient feature extraction module,EFEM),避免小目标特征消失在冗余信息中。在颈部设计了一种双重跨尺度加权特征融合方法(dual cross-scale weighted feature-fusion,DCWF),融合多尺度信息的同时抑制噪声干扰,提升特征表达能力。通过构建一种参数共享检测头(parameter-shared detection header,PSDH),使回归和分类任务实现参数共享,保证检测精度的同时有效降低了模型的参数量。所提模型在VisDrone-2019数据集上的精度(P)和召回率(R)分别达到54.0%、42.5%;相比于原始YOLOv8s模型,mAP50提高了5.0个百分点,达到44.5%,且参数量减少了55.8%,仅有4.94×106;在DOTAv1.0遥感数据集上,mAP50达到71.9%,仍具有较好的泛化能力。 展开更多
关键词 目标检测 无人机航拍图像 YOLOv8 小目标 特征融合
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基于残差扩散模型的遥感超分辨率图像生成研究 被引量:3
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作者 左宪禹 田展硕 +4 位作者 殷梦晗 党兰学 乔保军 刘扬 谢毅 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期58-65,I0007,F0002,共10页
传统基于扩散的图像超分辨率方法通常需要大量采样步骤,并且优化功能强大的扩散模型需要耗费大量运算时间.为了在有限的计算资源上实现训练,现有的加速采样技术往往会牺牲部分图像质量,导致超分辨率结果模糊.为了解决这一问题,提出了一... 传统基于扩散的图像超分辨率方法通常需要大量采样步骤,并且优化功能强大的扩散模型需要耗费大量运算时间.为了在有限的计算资源上实现训练,现有的加速采样技术往往会牺牲部分图像质量,导致超分辨率结果模糊.为了解决这一问题,提出了一种改进的、高效的残差超分辨扩散模型.通过构建马尔可夫链,在高分辨率图像和低分辨率图像之间移动残差来实现图像之间的转移,有效减少扩散步骤的数量.该方法保证了超分辨率结果的质量和灵活性,同时也提高了转移效率,消除了推理过程中需要的后加速及其相关图像细节特征的退化.实验证明,即使只执行15个采样步骤,所提的方法在合成数据集和真实数据集上也可以获得优于或至少可以与当前最先进方法相当的图像质量. 展开更多
关键词 遥感 超分辨率 图像生成 残差移动 残差扩散模型
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西藏珠勒矿化点的发现与勘查——来自短波红外蚀变矿物填图的证据 被引量:2
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作者 白龙洋 代晶晶 +3 位作者 刘治博 宋扬 王楠 陈伟 《地质与勘探》 北大核心 2025年第2期221-229,共9页
西藏珠勒地区是班公湖-怒江成矿带西南段陆相火山岩地区新发现的矿化点,地表发育蚀变岩帽与找矿线索,存在较大的找矿潜力。本文基于短波红外技术对珠勒地区蚀变岩帽开展精细解剖研究,在查明区域围岩蚀变类型的基础上厘定蚀变矿物组合,... 西藏珠勒地区是班公湖-怒江成矿带西南段陆相火山岩地区新发现的矿化点,地表发育蚀变岩帽与找矿线索,存在较大的找矿潜力。本文基于短波红外技术对珠勒地区蚀变岩帽开展精细解剖研究,在查明区域围岩蚀变类型的基础上厘定蚀变矿物组合,分析典型蚀变矿物波谱特征,建立指针矿物光谱勘查标识并预测热液中心位置。研究发现:珠勒地区地表以强烈的硅化、绢云母化为主,蚀变矿物组合主要表现为绢云母±伊利石±蒙脱石、绢云母±蒙脱石±黄钾铁矾、绢云母±伊利石±碳酸盐、绢云母±绿泥石、明矾石、叶蜡石±高岭石±地开石±水铝石等6个类别。结合蚀变矿物组合及标型矿物短波红外光谱特征机理性认识,揭示了绢云母高SWIR-IC(>2.4)、明矾石高Pos1480(>1483nm)及高Pos1430(>1433nm)能够作为推测热液中心的光谱依据缩小找矿靶区。本次基于珠勒地区地表蚀变矿物短波红外研究圈定出1处热源寻找潜力区,可为后续深部找矿勘查工作提供理论依据。 展开更多
关键词 短波红外光谱 蚀变矿物 找矿勘查 珠勒 西藏
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基于陀螺的机载光电系统电子稳像技术研究 被引量:1
11
作者 李超 雷霏霖 +2 位作者 胥青青 贠平平 刘长亮 《激光与红外》 北大核心 2025年第3期425-429,共5页
针对基于图像的电子稳像不能适应机载光电系统的复杂应用环境,包括载机机动、光电系统调转、目标场景不确定等因素造成不能准确获取抖动量从而难以补偿等问题。本文采用陀螺与图像处理相结合的电子稳像技术,基于陀螺数据估计出稳定平台... 针对基于图像的电子稳像不能适应机载光电系统的复杂应用环境,包括载机机动、光电系统调转、目标场景不确定等因素造成不能准确获取抖动量从而难以补偿等问题。本文采用陀螺与图像处理相结合的电子稳像技术,基于陀螺数据估计出稳定平台的抖动像素,通过图像序列帧间实时像素补偿,消除图像抖动。在不需要额外增加硬件的条件下,提高了机载光电系统视频图像的稳定性。该方法目前已在某型飞行员夜视系统上进行了验证。结果表明,在原有硬件条件下,该方法可显著提高夜视系统图像的稳定性。 展开更多
关键词 机载光电 电子稳像 运动估计 陀螺
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融合注意力和上下文信息的遥感图像小目标检测算法 被引量:2
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作者 刘赏 周煜炜 +2 位作者 代娆 董林芳 刘猛 《计算机应用》 北大核心 2025年第1期292-300,共9页
对多尺度的遥感图像进行小目标检测时,基于深度学习的目标检测算法容易出现误检和漏检的情况。这是因为此类算法的特征提取模块进行了多次的下采样操作;而且未能根据不同类别、不同尺度的目标关注所需的上下文信息。为了解决该问题,提... 对多尺度的遥感图像进行小目标检测时,基于深度学习的目标检测算法容易出现误检和漏检的情况。这是因为此类算法的特征提取模块进行了多次的下采样操作;而且未能根据不同类别、不同尺度的目标关注所需的上下文信息。为了解决该问题,提出一种融合注意力和上下文信息的遥感图像小目标检测算法ACM-YOLO(Attention-Context-Multiscale YOLO)。首先,应用细粒度的查询感知稀疏注意力以减少小目标特征信息的丢失,从而避免漏检;其次,设计局部上下文增强(LCE)函数以更好地关注不同类别的遥感目标所需的上下文信息,从而避免误检;最后,使用加权双向特征金字塔网络(BiFPN)强化特征融合模块对遥感图像小目标的多尺度特征融合能力,从而改善算法检测效果。在DOTA数据集和NWPU VHR-10数据集上进行对比实验和消融实验,以验证所提算法的有效性和泛化性。实验结果表明,在2个数据集上所提算法的平均精确率均值(mAP)分别达到了77.33%和96.12%,而相较于YOLOv5算法,召回率分别提升了10.00和7.50个百分点。可见,所提算法能有效提升mAP和召回率,减少误检和漏检。 展开更多
关键词 遥感图像 小目标检测 稀疏采样 局部上下文信息增强 多尺度特征融合
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基于遥感影像的农田道路提取及秸秆收储站选址优化 被引量:1
13
作者 陈理 马明旭 +4 位作者 韩毅 赖有春 李美华 刘海帆 周宇光 《农业工程学报》 北大核心 2025年第18期200-211,共12页
近年来遥感影像资源日益丰富,算力显著提升,对遥感影像语义分割得到的地物分类图更加精细。在农业领域,分析农田和道路分布特征信息,能够精确判断秸秆产量和农田道路分布数据,有利于科学合理制定收储运输路径规划。现有研究中利用深度... 近年来遥感影像资源日益丰富,算力显著提升,对遥感影像语义分割得到的地物分类图更加精细。在农业领域,分析农田和道路分布特征信息,能够精确判断秸秆产量和农田道路分布数据,有利于科学合理制定收储运输路径规划。现有研究中利用深度学习模型提取农田道路信息存在难度大等问题。该研究使用语义分割技术,开展遥感影像中农田道路信息提取研究,以影像提取的地物分类为依据,进行秸秆收储站选址优化研究。通过消融试验证明不对称融合非局部块AFNB(asymmetric fusion non-local block,AFNB)和双重注意力模块(structure of the dual attention module)均能对分割效果起到积极作用,二者叠加后的综合结果较原始网络模型道路交并比IoU-road、道路准确率Acc-road和平均交并比m IoU分别提高了5.20、7.78和2.73个百分点。利用类激活图分析,该模型显著提高了农田道路信息提取的准确性和效率,并在多个数据集上验证了其优越性,取得的mIoU最低可达68.98%。为验证改进DlinkNet模型在其他农村地区的泛化性,以河北省高邑县为例,完成农田道路提取任务并根据提取结果进行了分析。基于World Cover数据集,在Kmeans聚类算法的基础上进行了秸秆收储站选址优化研究,通过定义秸秆资源分布密度、城镇居民区、河流、湖泊和其他环境因素对村级秸秆回收站选址进行了优化,证明选址最优解可满足环境保护、秸秆资源和交通因素等要求,为后续秸秆收运路径优化研究奠定基础,从而构建秸秆收储运全流程优化体系。 展开更多
关键词 遥感影像 农田特征提取 道路信息 秸秆收储运 选址优化
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基于双路径监督的遥感图像语义分割网络 被引量:1
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作者 刘春娟 乔泽 +3 位作者 闫浩文 吴小所 王嘉伟 辛钰强 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期732-741,共10页
为解决遥感图像语义分割任务中目标物体边界分类模糊的问题,提出双路径监督与注意力筛选网络。引入可监督的边界提取模块来增加边界信息通道,提高边界信息在语义分割中的权重,增强对目标物体边界像素的注意力;引入注意力筛选模块,通过... 为解决遥感图像语义分割任务中目标物体边界分类模糊的问题,提出双路径监督与注意力筛选网络。引入可监督的边界提取模块来增加边界信息通道,提高边界信息在语义分割中的权重,增强对目标物体边界像素的注意力;引入注意力筛选模块,通过注意力图筛选出浅层网络中的空间细节信息和深层网络中的抽象语义信息,舍弃网络中的冗余信息,防止过拟合。双路径监督与注意力筛选网络在Potsdam数据集和Jiage数据集上的平均交并比分别为85.44%和86.07%,比次优网络MagNet和SAPNet分别提升了1.24%和1.28%、1.54%和1.27%。实验结果表明,所提网络能更精准地分割目标物体的边界。 展开更多
关键词 遥感图像 语义分割 可监督 边界信息 注意力筛选
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考虑遮挡的视频图像运动目标激光跟踪定位方法 被引量:1
15
作者 陈健 鲁长春 《现代电子技术》 北大核心 2025年第3期76-80,共5页
为能够有效解决遮挡情况下,视频图像快速运动目标的精确跟踪定位问题,文中提出考虑遮挡的视频图像运动目标跟踪定位方法。利用Kalman滤波方法将视频图像中下一帧的位置提前至当前帧进行估计,并对未来帧进行修正,完成对遮挡状态下运动目... 为能够有效解决遮挡情况下,视频图像快速运动目标的精确跟踪定位问题,文中提出考虑遮挡的视频图像运动目标跟踪定位方法。利用Kalman滤波方法将视频图像中下一帧的位置提前至当前帧进行估计,并对未来帧进行修正,完成对遮挡状态下运动目标的粗定位。在粗定位的基础上,采用激光逐次逼近模式与激光离散点插值模式相结合的形式对运动目标进行定位。通过激光逐次逼近模式,系统从初始位置开始逐步调整激光发射方向,不断接近目标物体。当激光测量到目标点时,获取目标离散点的空间坐标。利用激光离散点插值模式对这些离散点数据进行插值处理,获得连续的目标轨迹表示。通过在连续图像帧中实时更新和匹配轨迹,对视频图像进行运动目标定位和跟踪。实验结果表明,该方法能够在遮挡的情况下准确获取运动目标的位置中心点,有效实现对运动目标的精准跟踪定位。 展开更多
关键词 遮挡 视频图像 运动目标 激光 跟踪定位 卡尔曼(Kalman)滤波器
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上下文感知多感受野融合网络的定向遥感目标检测 被引量:1
16
作者 姚婷婷 肇恒鑫 +1 位作者 冯子豪 胡青 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第1期233-243,共11页
以广距鸟瞰视角拍摄获取的遥感图像通常具有目标种类多、尺度变化大以及背景信息丰富等特点,为目标检测任务带来巨大挑战。针对遥感图像成像特点,该文设计一种上下文感知多感受野融合网络,通过充分挖掘深度网络中遥感图像在不同尺寸特... 以广距鸟瞰视角拍摄获取的遥感图像通常具有目标种类多、尺度变化大以及背景信息丰富等特点,为目标检测任务带来巨大挑战。针对遥感图像成像特点,该文设计一种上下文感知多感受野融合网络,通过充分挖掘深度网络中遥感图像在不同尺寸特征描述下所包含的上下文关联信息,提高图像特征描述力,进而提升遥感目标检测精度。首先,在特征金字塔前4层网络中构建了感受野扩张模块,通过扩大网络在不同尺度特征图上的感受野范围,增强网络对不同尺度遥感目标的感知能力;进一步,构建了高层特征聚合模块,通过将特征金字塔网络中高层语义信息聚合到低层特征中,从而将特征图中所包含的多尺度上下文信息进行有效融合;最后,在双阶段定向目标检测框架下设计了特征细化区域建议网络。通过对一阶段提案进行精细化处理,提升提案准确性,进而提高二阶段兴趣区域对齐网络得到的不同成像方向下的遥感目标检测性能。在公测数据集DIOR-R和HRSC2016上的定性和定量的对比实验结果证明,所提方法对不同种类和尺度大小的遥感目标均能实现更加准确的检测。 展开更多
关键词 遥感图像 深度学习 目标检测 多感受野融合
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基于Levy飞行和麻雀搜索算法优化集成学习模型的水质估算 被引量:3
17
作者 李爱民 康轩 +3 位作者 袁铮 王海隆 闫翔宇 许有成 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期450-461,共12页
由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算... 由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)陷入局部最优,并提高模型的准确性和效率。使用Levy飞行算法和麻雀搜索算法对随机森林(RandomForest,RF)、自适应回归(AdaBoost Regression,ABR)和类别提升回归(CatBoost Regression,CBR)3种集成学习模型进行了优化。以郑州东风渠和熊耳河为研究区,基于实测叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)和总悬浮物(total suspended solids,TSM)数据,构建了LSSA-RF、LSSA-ABR和LSSA-CBR这3种估算模型。实验结果表明:模型经过优化后,各项指标均有不同程度的提高。其中表现最优的是LSSA-CBR模型;CBR模型是在梯度提升框架下进行的建模,对比RF和CBR模型具有更高维度的学习能力。在叶绿素a的估算中,LSSA-CBR估算模型的均方根误差为2.325μg·L^(-1),决定系数为0.896;在总悬浮物的估算中,LSSA-CBR模型的均方根误差为1.598 mg·L^(-1),决定系数为0.882。最后,将精度较好的LSSA-CBR模型应用于卫星Planet影像中,以评估河流叶绿素a和总悬浮物的空间分布情况。研究结果可为环保部门快速了解城市河流水质分布及进行水质评价与管理提供参考。 展开更多
关键词 叶绿素a 总悬浮物 集成学习模型 Levy飞行—麻雀搜索算法 城市河流
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卷积循环神经网络的高光谱图像解混方法 被引量:2
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作者 孔繁锵 余圣杰 +2 位作者 王坤 方煦 吕志杰 《西安电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期142-151,共10页
针对传统的解混方法和基于自编码器的解混网络方法,利用空间信息提升了解混性能,但未深入挖掘和利用光谱特征,而光谱特征和空间信息的有效结合能够进一步提高解混性能,因此,提出了基于双向卷积长短期记忆网络的解混框架。该框架采用创... 针对传统的解混方法和基于自编码器的解混网络方法,利用空间信息提升了解混性能,但未深入挖掘和利用光谱特征,而光谱特征和空间信息的有效结合能够进一步提高解混性能,因此,提出了基于双向卷积长短期记忆网络的解混框架。该框架采用创新性的网络结构设计,通过卷积层深入挖掘空间特征,同时利用卷积长短期记忆单元充分挖掘波段间的光谱变异性及其光谱相关性,有效处理光谱维度的序列信息,从而实现对高光谱数据更加精准和高效的分析。为了更加细致地区分和利用高光谱数据中不同谱段的特异性,采用深度光谱分区方法优化网络输入,通过自适应学习机制对不同光谱区域精细化处理,增强了模型对高光谱数据中复杂光谱关系的捕捉能力,进一步提升网络的解混性能。在模拟和多个真实高光谱数据集上的对比实验表明,该方法在解混精度和模型鲁棒性等方面均优于现有方法,特别是在处理复杂地物光谱特征时,表现出良好的泛化能力和稳定性,能够准确估计端元和丰度。 展开更多
关键词 高光谱图像 循环神经网络 自编码器 卷积长短期记忆网络 深度光谱分区
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双编码端高分辨率遥感影像语义分割算法 被引量:1
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作者 吴梦可 高心丹 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第1期187-195,共9页
遥感影像具有多尺度对象、复杂背景、不均衡类别等特点。基于卷积神经网络(CNN)的语义分割算法难以捕捉到影像的全局特征,导致分割效果不佳。针对以上问题,利用Swin Transformer的全局特征提取能力,提出了双编码端高分辨率遥感影像语义... 遥感影像具有多尺度对象、复杂背景、不均衡类别等特点。基于卷积神经网络(CNN)的语义分割算法难以捕捉到影像的全局特征,导致分割效果不佳。针对以上问题,利用Swin Transformer的全局特征提取能力,提出了双编码端高分辨率遥感影像语义分割算法DEGFNet。设计特征融合模块(FFB)将Swin Transformer捕获的全局特征引入编码端,应对多尺度对象带来的挑战。在Swin Transformer中设计空间交互模块(SIB),降低复杂背景样本带来的负面影响;在解码端引入全局-局部注意力模块(GLTB)和特征细化模块(FRB),来更好地利用编码端提取的信息,提高语义分割的精确性;采用交叉熵损失和Dice Loss组成的混合损失函数训练模型,减轻样本类别不均衡带来的消极影响。在Vaihingen数据集上,宏观平均F1值(mF1)、平均交并比(mIoU)和整体准确率(OA)指标分别达到91.9%、84.8%和92.4%;在LoveDA数据集上,mIoU指标达到55.0%,均展现出了更好的语义分割效果和良好的泛化性。 展开更多
关键词 高分辨率遥感影像 语义分割 卷积神经网络 Swin Transformer
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基于要素信息补全的自动驾驶复杂场景语义理解 被引量:1
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作者 赵树恩 袁亮 赵东宇 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期295-305,共11页
针对自动驾驶复杂交通场景精准感知与理解过程中路侧设施及交通参与者二维视觉图像几何特征信息不全、场景语义信息缺乏等问题,构建一种基于要素信息补全的自动驾驶复杂场景语义理解模型。首先,运用稠密连接网络(DenseNet)提取视觉图像... 针对自动驾驶复杂交通场景精准感知与理解过程中路侧设施及交通参与者二维视觉图像几何特征信息不全、场景语义信息缺乏等问题,构建一种基于要素信息补全的自动驾驶复杂场景语义理解模型。首先,运用稠密连接网络(DenseNet)提取视觉图像多尺度二维特征,通过特征视线投影模块(FLoSP)将体素逆向映射至三维空间,采用维度分解残差(DDR)模块构建3D UNet,提取场景目标三维特征,实现单帧视觉图像二维特征向三维特征的转换,再在3D UNet编码器与解码器之间引入三维上下文先验层(3D CRP),并通过空洞空间金字塔池化(ASPP)与Softmax层输出场景语义补全结果,以增强语义补全模型的空间语义理解能力。同时,运用图像描述生成技术,构建基于改进VGG-16编码器和长短时记忆网络(LSTM)解码器的上下文语义嵌入场景理解语言描述模型,其中改进VGG-16编码器将不同尺度的交通场景特征进行融合与拼接,并通过投影矩阵输入到LSTM解码器,建立场景目标图像与谓词关系的语义表示,进而自动生成目标检测结果及自动驾驶决策规划建议自然语言描述。最后,运用Semantic KITTI数据集及实车实验,对所提出的复杂场景语义理解算法进行验证。结果表明,该算法相较于JS3C-Net算法平均交并比(mIoU)相对提升了11.27%,通过语义补全实现了自动驾驶复杂场景的准确感知与语义理解,为自动驾驶决策规划提供可靠依据。 展开更多
关键词 自动驾驶 场景语义补全 图像描述 场景语义理解
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