基于Arase卫星数据的地球电子外辐射带数据同化建模

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作者 罗陶荣 倪彬彬 +2 位作者 曹兴 王晓宇 雷源 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1187-1200,共14页

Arase卫星是一颗专门探测地球辐射带的科学卫星,于2016年12月20日成功发射.在2019年10月范艾伦卫星终止运行后,Arase卫星仍然继续正常运行并提供高质量的观测数据.本文结合Arase卫星高能电子探测器的电子通量观测数据和基于Fokker-Planc... Arase卫星是一颗专门探测地球辐射带的科学卫星,于2016年12月20日成功发射.在2019年10月范艾伦卫星终止运行后,Arase卫星仍然继续正常运行并提供高质量的观测数据.本文结合Arase卫星高能电子探测器的电子通量观测数据和基于Fokker-Planck扩散方程的三维辐射带数值模型,利用卡尔曼滤波方法实现对2017年4月至2022年3月期间地球外辐射带(L^(*)=3~7)电子通量时空演化过程的数据同化建模.结果显示,同化模型有效弥补了Arase卫星数据对于高赤道投掷角电子的观测缺失,重构了不同能量、投掷角辐射带电子在不同L^(*)处的长期动态演化过程及其对地磁活动的响应特征.通过计算电子通量的数据同化结果与卫星观测结果之间的皮尔逊相关系数、平均误差、平均绝对误差和均方误差,发现电子通量同化结果和观测结果整体一致.通过计算同化过程中的新息矢量,分析卫星观测结果对辐射带数值模型模拟结果的修正程度及其对电子能量和L^(*)的依赖性,这为分析辐射带数值模型所缺失的物理机制以及后续模型的改进与完善提供了重要参考. 展开更多

关键词 Arase卫星 地球辐射带 电子通量 三维数据同化 模型性能

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基于点云配准的LiDAR输电线路绝缘子3维重建

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作者 张正鹏 刘建华 +2 位作者 胡天硕 刘树辉 谢欣余 《激光技术》 北大核心 2025年第5期675-682,共8页

为了解决由于绝缘子点云结构稀疏、类型和挂点难于识别,导致建模困难的问题,实现绝缘子的高精度重建与挂接,采用了一种整合分类、配准以及挂点优化的绝缘子3维重建方法。利用绝缘子组的空间可分性和类型间姿态差异性,采用聚类和拟合方... 为了解决由于绝缘子点云结构稀疏、类型和挂点难于识别,导致建模困难的问题,实现绝缘子的高精度重建与挂接,采用了一种整合分类、配准以及挂点优化的绝缘子3维重建方法。利用绝缘子组的空间可分性和类型间姿态差异性,采用聚类和拟合方法实现对输电杆塔中多类型绝缘子分类,解决了现有方法只能区分单一类型的问题;针对稀疏和含有噪声的绝缘子点云配准和重建困难的问题,提出了一种从粗到精的针对低质量绝缘子点云配准和优化的重建方法;采用寻找最近邻挂点的方法,解决绝缘子与杆塔挂接不准确的问题,并对不同类型的绝缘子点云进行了实验。结果表明,绝缘子的重建精度可达到0.3000m以内,能准确还原实际的形状和空间姿态。该研究为绝缘子重建的工程化应用提供了参考。 展开更多

关键词 图像处理 绝缘子3维重建 点云配准 姿态提取 模型组合优化 数字孪生

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基于图像识别的土石坝坝料颗粒级配检测方法 被引量：3

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作者 罗枭雄 金伟 +3 位作者 赵鹏远 钟志鸿 李海波 胡宇翔 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第12期217-227,共11页

【目的】土石坝坝料级配直接影响砾质土压实性、渗透性、压缩性及应力应变关系,是保证坝体稳定安全的重要标准。目前坝料级配的测量主要采用筛分法,但该方法施工效率低下、误差较大,具有很大的局限。为了实现坝料级配参数的智能检测,【... 【目的】土石坝坝料级配直接影响砾质土压实性、渗透性、压缩性及应力应变关系,是保证坝体稳定安全的重要标准。目前坝料级配的测量主要采用筛分法,但该方法施工效率低下、误差较大,具有很大的局限。为了实现坝料级配参数的智能检测,【方法】利用DIP技术和人工智能算法及大数据理论,建立了一套坝料颗粒级配识别系统。以两河口水电站坝料为依托,采取了规范化的取样标准,得到了具有代表性的坝料样本数字图片,采用了对比度增强和小波变换为一体的手段为坝料的快速准确分割提供了技术支撑,然后采用阈值分割算法进行坝料图像分割,获得了基于图像识别技术的坝料级配曲线,并通过基于BP神经网络的误差修正模型得到了修正后的坝料级配特征曲线。【结果】将使用该方法得到的级配曲线与实测的级配曲线进行比较,发现两者有较高的吻合度,通过该方法得到的级配曲线可以准确检测坝料的各项指标。【结论】建立的坝料颗粒级配识别系统能快速、准确地得到颗粒的级配曲线,克服了筛分法实用性较低的问题,实现了土石坝复杂坝料的快速检测。 展开更多

关键词 土石坝料级配检测 数字图像处理 级配修正模型 BP神经网络 水利工程

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层状地层中三维薄板的瞬变电磁响应 被引量：24

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作者 唐新功 胡文宝 严良俊 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期628-633,650,共7页

用基于张量格林函数的体积分方程对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟 ,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应 ;然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。文中分别通过对五层地电模型表面的水平电偶极子和接收器下方... 用基于张量格林函数的体积分方程对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟 ,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应 ;然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。文中分别通过对五层地电模型表面的水平电偶极子和接收器下方不同深度的水平导电薄板的瞬变电磁场响应进行计算 ,并作了详细分析。结果表明 :当导电异常体位于场源下方时 ,其近源影响非常大 ;同时表明随着异常体与周围介质电导率对比度的增大 ,当异常体埋深增大时 ,瞬变电磁 (TEM)法对其探测能力反而有可能会增大。 展开更多

关键词 层状地层 三维模型 正演 瞬变电磁响应 近源效应

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地球同步轨道圆迹SAR研究 被引量：12

5

作者 洪文 林赟 +2 位作者 谭维贤 王彦平 向茂生 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第3期241-253,共13页

该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获... 该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获取;研究分析了Geo-CSAR的成像能力,指出其在瞬时覆盖度、连续观测范围及3维精确定位方面,具有现有低轨星载SAR无法比拟的优势,是实现全球不间断覆盖的有效途径之一,在军事侦察、灾害监测方面具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 对地观测 地球同步轨道 合成孔径雷达 圆迹SAR 大面积定点连续观测 3维成像

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数字水库的研究 被引量：5

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作者 梁勇 赵敖 +2 位作者 张茂国 王传成 林祥国 《山东农业大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第2期313-316,共4页

根据数字地球的理论和技术,给出了“数字水库”的定义;结合我国水库的现状,分析了“数字水库”的必要性、可行性和建设原则;以雪野水库为例,探讨了“数字水库”科学工程的主要建设内容、技术要求和数字水库的实施。

关键词 数字地球 数字水库 数据仓库 三维查询 3S技术

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地球横向不均匀结构对地表以及空间固定点同震重力变化的影响 被引量：11

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作者 付广裕 孙文科 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2728-2746,共19页

本文提出一个新算法,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化.具体地说,我们首先把实际三维不均匀地球分解成球对称地球模型和对应的横向不均匀增量,分别进行计算,二者对应的计算结果分别称... 本文提出一个新算法,用来高精度计算三维不均匀地球模型中地震位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化.具体地说,我们首先把实际三维不均匀地球分解成球对称地球模型和对应的横向不均匀增量,分别进行计算,二者对应的计算结果分别称为球对称解和三维响应.由于球对称解可直接利用球对称地球模型位错理论计算得到,本文的目标是计算三维响应即地球的横向不均匀结构对同震重力变化的影响.然后,我们把三维响应再分为震源的响应和地球横向不均匀结构的响应,它们可分别借助对震源函数的扰动以及对平衡方程式的变分求解.本文推导出六个特殊点源位错引起的地表以及空间固定点同震重力变化计算公式(一个垂直走滑位错,两个相互垂直的倾滑位错,三个开裂位错),对这些公式进行适当组合就可以计算任意位置任意类型位错产生的同震重力变化,对应的计算公式同步给出.接着,依据36阶P波速度模型,我们利用岩石试验经验关系式推导出三维S波速度模型,密度模型,位场模型以及重力模型.最后,利用上述三维模型,本文计算出三种典型类型的点源位错产生的同震重力变化,结果显示三维响应与位错类型,震源深度都有关系,其最大响应占球对称解的0.5%左右,且在所有影响因素中S波速度模型影响最大.数值结果同时表明,三维响应中震源的响应与地球横向不均匀构造的响应处于同一量级.本文给出的地表和空间固定点同震重力变化计算公式可分别高精度解析地表重力和卫星重力观测数据(GRACE、GOCE等),提高大地测量数据理论解析水平. 展开更多

关键词 位错理论 扰动方法 三维不均匀地球模型 同震重力变化

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利用基于全球三维模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8级新西兰地震 被引量：5

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作者 刘志鹏 宋超 盖增喜 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期721-729,共9页

基于三维地球模型,分别使用南美洲和亚洲的远场P波数据资料,对2016年11月13日Mw 7.8级新西兰地震的破裂过程进行反投影成像分析。结果显示,该地震是破裂方向为东北的单边破裂,破裂长度约为140 km,延伸至海中,破裂速度约为1.65 km/s。该... 基于三维地球模型,分别使用南美洲和亚洲的远场P波数据资料,对2016年11月13日Mw 7.8级新西兰地震的破裂过程进行反投影成像分析。结果显示,该地震是破裂方向为东北的单边破裂,破裂长度约为140 km,延伸至海中,破裂速度约为1.65 km/s。该地震的高频能量释放有两个阶段,分别为20~40 s和60~80 s,其中第二阶段为能量释放的主要阶段,该阶段的低频能量聚束分布与该地震的矩心位置较为一致。从南美洲数据得到的高频破裂分布与地面峰值加速度的结果较为一致。通过对比分析南美洲和亚洲数据的结果,指出在反投影分析中,为了获取更精确的高频破裂细节,应尽量选取位于三维不均匀性较弱区域的台阵数据,以增强高频信号的相关性。 展开更多

关键词 2016年新西兰地震 破裂过程 三维地球模型 反投影方法

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基于高精准三维模型的土石坝整体变形监测研究 被引量：3

9

作者 王举 张成才 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期122-126,共5页

本文通过基于球面投影大坝三维表面构建算法构建土石坝表面模型,重建土石坝精确三维表面模型,将第一期数据作为参考数据,利用不同时期采集的点云数据与参考模型进行对比分析来获取大坝变形信息。通过试验验证了本文方法的可行性和实用性。

关键词 三维激光扫描 点云数据 不规则三角网 土石坝表面模型 变形监测

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数字图像测量技术及在隧道室内模型试验中的应用 被引量：5

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作者 韩兴博 冯浩岚 +3 位作者 何乔 王培源 陈子明 娄智普 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1344-1351,共8页

首先按照数字图像技术分析基本原理差异,对数字图像相关(DIC)、粒子图像测速(PIV)等二维数字图像测量方法在隧道模型试验中的应用现状、技术发展以及基本原理进行梳理。进一步,对三维测量方法的原理及在隧道模型试验中的应用潜力进行分... 首先按照数字图像技术分析基本原理差异,对数字图像相关(DIC)、粒子图像测速(PIV)等二维数字图像测量方法在隧道模型试验中的应用现状、技术发展以及基本原理进行梳理。进一步,对三维测量方法的原理及在隧道模型试验中的应用潜力进行分析。最后,通过黄土地层盾构隧道的掘进模拟试验,对数字图像测量技术在隧道模型试验中的应用进行示范。结果表明:DIC、数字照相变形量测(DPDM)等非接触测量方法以照片上点的相关性判断各点的位移,使用场景更偏向于室内试验道路、桥梁、隧道、基础、河坝、钢结构、钢混结构等土建结构的变形监测中;而PIV分析可测量流体中流动的大小和方向,被广泛运用于浆液、泥石流、喷泉等流体运动的研究中。此外,基于黄土地层盾构隧道室内模型试验方案发现,低含水率黄土地层盾构掘进8环管片距离时,围岩的扰动范围为盾构掘进中轴线两侧1 D(管片外径)左右和盾构上方1 D范围内。 展开更多

关键词 隧道工程 模型试验 非接触测量方法 数字图像相关 盾构掘进 土体变形

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一种基于灰度压缩的透光浮雕模型生成方法 被引量：1

11

作者 宋廷强 邢照合 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期253-258,共6页

在透光浮雕数字模型的生成过程中,简化的操作容易生成质量较差的模型,而质量较好的模型又需要运用复杂的生成方式。为解决这一矛盾,提出一种基于灰度级压缩的图像增强方法,用户只需要简单设置即可有效提高透光浮雕数字模型的成像效果,... 在透光浮雕数字模型的生成过程中,简化的操作容易生成质量较差的模型,而质量较好的模型又需要运用复杂的生成方式。为解决这一矛盾,提出一种基于灰度级压缩的图像增强方法,用户只需要简单设置即可有效提高透光浮雕数字模型的成像效果,并且针对特有的3D打印材料,通过实验确定最佳打印厚度。与现有模型生成方法相比,该方法在最终成型效果和操作的简易程度方面均具有较大的优势,有效解决了模型质量低和生成方式复杂之间的矛盾。 展开更多

关键词 3d打印 透光浮雕 灰度压缩 图像增强 数字模型

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基于体积和纹理特征的深度像匹配

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作者 刘星明 刘则毅 +1 位作者 刘晓利 李阿蒙 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2012年第1期91-94,共4页

提出一种深度像精匹配方法,利用深度像重叠区域的空间体积和纹理特征,定义深度像匹配的误差测度函数,构造三角网格近似物体表面.通过寻找不同坐标系下深度像之间的精确空间坐标变换关系,实现深度像的精匹配.实验结果表明,用体积和纹理... 提出一种深度像精匹配方法,利用深度像重叠区域的空间体积和纹理特征,定义深度像匹配的误差测度函数,构造三角网格近似物体表面.通过寻找不同坐标系下深度像之间的精确空间坐标变换关系,实现深度像的精匹配.实验结果表明,用体积和纹理特征能准确反映深度像之间的距离关系,且对准精度高,收敛速度快. 展开更多

关键词 计算机视觉 深度像匹配 多视角几何 三角面片 K-D树 最近点迭代算法 三维数字成像及造型

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面向可视化的遥感影像压缩及传输系统设计 被引量：1

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作者 石翠萍 王立国 曲海成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1673-1680,共8页

针对目前遥感影像金字塔存储导致数据量过大,以及数据传输完毕再完全解压造成的用户等待问题,结合用户浏览遥感影像的需求,设计了一套面向可视化的遥感影像分级压缩及渐进传输系统。对给定的遥感影像,先采用提出的算法进行高效压缩,然... 针对目前遥感影像金字塔存储导致数据量过大,以及数据传输完毕再完全解压造成的用户等待问题,结合用户浏览遥感影像的需求,设计了一套面向可视化的遥感影像分级压缩及渐进传输系统。对给定的遥感影像,先采用提出的算法进行高效压缩,然后分为多段码流存入数据库。当用户请求某一区域的特定分辨率层时,系统在数据库查找到对应码流,传输至显示端。显示端实时解压码流后,立即对显示的影像动态更新。对同一区域的更高分辨率影像请求,只需传输增量码流即可。实验表明,该系统能够有效减少数据存储量,并能使遥感影像在虚拟地球平台快速、平滑的发布。 展开更多

关键词 分级压缩 渐进传输 虚拟地球 遥感影像 视觉模型 金字塔 可视化

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