基于多尺度通道和时空信息融合的SST预报方法研究

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作者 张煜昊 孙伟富 +2 位作者 张晓娟 王冰馨 王武礼 《应用海洋学学报》 北大核心 2025年第3期473-482,共10页

海表面温度(sea surface temperature,SST)不仅是海洋状态的一个关键指标,还直接影响大气条件,进而影响全球和区域的天气系统与气候变化。因此,准确预报SST对于维护生态平衡、促进经济发展和应对气候变化具有不可估量的价值。为了准确地... 海表面温度(sea surface temperature,SST)不仅是海洋状态的一个关键指标,还直接影响大气条件,进而影响全球和区域的天气系统与气候变化。因此,准确预报SST对于维护生态平衡、促进经济发展和应对气候变化具有不可估量的价值。为了准确地对SST进行预报,本研究在卷积长短期记忆网络(convolutional long short-term memory,ConvLSTM)模型的基础上,提出了一种基于多尺度通道和时空信息融合的深度学习模型(multi-scale channels and spatiotemporal fusion,MCSF)。该模型首先经过多尺度特征提取模块,从多个尺度对SST数据中的区域、边缘等特征进行提取,随后通过卷积块注意力残差模块对信息进行有效的筛选,利用卷积长短期记忆网络提取长时间依赖特征,最后由卷积2D层输出1 d的预报结果,通过滚动预报实现多天的SST预报。利用MCSF模型在南海区域进行了SST的短期预报(预报未来5 d)和中期预报(预报未来20 d),通过不同的时间窗口进行实验,确定短期预报和中期预报的时间窗口分别为20 d和40 d。实验结果表明,MCSF模型相比于ConvLSTM模型,预报第5天和第20天的RMSE分别降低了11.9%、7.6%,MAE分别降低了16.7%、16.9%,这证明所提出的MCSF模型可以有效提升SST的预报精度。 展开更多

关键词 多尺度通道 时空信息融合 深度学习 ConvLSTM SST预报

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五种典型遥感时空信息融合算法在湿地区域植被指数重建中的适用性比较 被引量：3

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作者 罗佳欢 严翼 +3 位作者 肖飞 刘欢 胡铮铮 王宙 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2024年第2期60-69,共10页

为探讨不同遥感时空信息融合算法在水陆转换频繁、地物类型多样的湿地区域的适用性问题,该文以鄱阳湖样区为研究区,选取5种典型的时空信息融合算法(STARFM,ESTARFM,FSDAF,Fit-FC和STNLFFM)。根据不同时期地物差异状况,选取Landsat和MODI... 为探讨不同遥感时空信息融合算法在水陆转换频繁、地物类型多样的湿地区域的适用性问题,该文以鄱阳湖样区为研究区,选取5种典型的时空信息融合算法(STARFM,ESTARFM,FSDAF,Fit-FC和STNLFFM)。根据不同时期地物差异状况,选取Landsat和MODIS遥感数据分别开展枯水期、平水期2个时段的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)影像融合实验,并在空间和光谱2个维度进行算法精度评估。结果表明,仅一对粗细分辨率影像输入时,FSDAF算法在枯水期的融合预测效果最好,总体误差为0.4335;STNLFFM算法在平水期的融合预测效果最好,总体误差为0.5147;同时应用枯水期、平水期2对粗细分辨率影像时,ESTARFM算法融合预测效果最好,总体误差为0.4670。不同时空信息融合算法在湿地地区的适用性与研究区域内水体面积的占比情况有关,STNLFFM算法在水体区域的融合预测效果最好。 展开更多

关键词 时空信息融合 鄱阳湖湿地 FSDAF模型 STNLFFM模型 ESTARFM模型

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基于时空信息融合模型的2022年鄱阳湖湿地干旱过程监测分析 被引量：1

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作者 罗佳欢 严翼 +3 位作者 肖飞 曹淑慧 陈苗苗 杜耘 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1525-1536,共12页

2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的1... 2022年鄱阳湖流域发生自1951年有记录以来的严重干旱。为充分利用高时空分辨率影像探究鄱阳湖湿地干旱及生态响应过程,本文采用STNLFFM时空信息融合模型,融合了MODIS与Sentinel-2影像数据,构建出鄱阳湖2021-2022年平均时间间隔为15天的10 m高时空分辨率归一化植被指数(NDVI)影像序列,对比分析了不同年份水体面积以及NDVI的时空变化,在此基础上探讨干旱可能造成的生态影响。结果表明:(1)2022年鄱阳湖干旱持续近3个月,退水时间比2021年提前约80天。2022年10月鄱阳湖最小水体面积为680 km^(2),较2021年同期减少约1900 km^(2),较2021年枯水期最小水体面积减少约337 km^(2)。2022年鄱阳湖湿地淹水时长小于90天的面积是2021年的3倍以上,约占总面积的30.77%。(2)2022年干旱过程中,湖区洲滩植被提前开始生长,NDVI均值在7月中旬之后迅速增大,较2021年同期均值最大相差0.27;到11月中旬,NDVI<0.2的面积为1527 km^(2),较2021年同期增加561 km^(2);到12月,NDVI值大于0.6的面积仅为15 km^(2),不足2021年同期的3%。(3)2022年鄱阳湖干旱引起的植被和水体变化改变了候鸟及长江江豚的栖息环境。湖区的碟形子湖具有较好的持水能力,对极端干旱具有较好的抵御作用。因此,本文建议在干旱期间,适当对湖区长势迅速的植被进行刈割,促使新芽萌发,保障候鸟的食源;开展高时空分辨率的水体连续变化过程监测和预测工作,以便及时救助非连通水体内被困的水生生物;对碟形子湖空间结构进行保护并适当给子湖补水,以保持碟形湖湿地生态系统的稳定性。 展开更多

关键词 鄱阳湖 湿地 干旱 时空信息融合 归一化植被指数

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基于时空信息融合的无人艇水面目标检测跟踪 被引量：11

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作者 周治国 荆朝 +1 位作者 王秋伶 屈崇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1698-1705,共8页

在无人艇(USV)的导航、避障等多种任务中,目标检测与跟踪都十分重要,但水面环境复杂,存在目标尺度变化、遮挡、光照变化以及摄像头抖动等诸多问题。该文提出基于时空信息融合的无人艇水面视觉目标检测跟踪,在空间上利用深度学习检测,提... 在无人艇(USV)的导航、避障等多种任务中,目标检测与跟踪都十分重要,但水面环境复杂,存在目标尺度变化、遮挡、光照变化以及摄像头抖动等诸多问题。该文提出基于时空信息融合的无人艇水面视觉目标检测跟踪,在空间上利用深度学习检测,提取单帧深度语义特征,在时间上利用相关滤波跟踪,计算帧间方向梯度特征相关性,通过特征对比将时空信息进行融合,实现了持续稳定地对水面目标进行检测与跟踪,兼顾了实时性和鲁棒性。实验结果表明,该算法平均检测速度和精度相对较高,在检测跟踪速度为15 fps情况下,检测跟踪精确度为0.83。 展开更多

关键词 无人艇 水面目标 检测跟踪 时空信息融合

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移动荷载激励下基于时空信息融合技术的弯桥损伤识别 被引量：2

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作者 孙珂 张延庆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期138-145,共8页

利用移动荷载激励下获得桥梁某测点的时程响应数据,结合小波包时频分析的特点,引入频带内具有时序性的局部能量概念,并以此定义了一个单测点时的损伤指标;进一步为了提高指标的准确性及抗噪能力,提出了利用不同速度(不同周期)不同测点... 利用移动荷载激励下获得桥梁某测点的时程响应数据,结合小波包时频分析的特点,引入频带内具有时序性的局部能量概念,并以此定义了一个单测点时的损伤指标;进一步为了提高指标的准确性及抗噪能力,提出了利用不同速度(不同周期)不同测点的时空信息融合技术来进行最终损伤判别及分析。以一弯桥为研究对象,建立有限元模型,通过瞬态分析方法进行桥梁移动荷载作用下的损伤识别模拟,利用选定测点的时程响应数据,验证该方法的可行性,并进一步进行了因素分析及抗噪能力研究。研究表明:所提出的单测点损伤指标适用于多损伤识别,损伤位置处指标数值大小与测点位置有关,测点离损伤越近,数值越大;一定范围内移动荷载速度对结果的影响不大;通过时空信息融合技术做最终损伤判别可以有效的提高损伤识别的精确度及抗噪能力。 展开更多

关键词 损伤识别 弯桥 移动荷载 小波包分析 频带局部能量 时空信息融合技术

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基于时空信息融合的复合引信目标识别方法 被引量：2

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作者 焦朋勃 黄长强 +2 位作者 蔡佳 丁达理 王征 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期47-50,共4页

针对传统导弹引信不能有效识别目标的问题,提出了基于时空信息融合的复合引信目标识别方法。该方法利用BP(Back Propagation)神经网络获取基本概率赋值,根据时空信息融合算法进行证据组合,最后通过Dempster决策规则得到复合引信目标识... 针对传统导弹引信不能有效识别目标的问题,提出了基于时空信息融合的复合引信目标识别方法。该方法利用BP(Back Propagation)神经网络获取基本概率赋值,根据时空信息融合算法进行证据组合,最后通过Dempster决策规则得到复合引信目标识别结果。实践表明,利用该方法进行复合引信多传感器信息融合,能够提高引信对空中目标的识别率。 展开更多

关键词 复合引信 目标识别 时空信息融合

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考虑时空耦合关系的电力变压器油中溶解气体多尺度融合预测方法

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作者 张倩倩 李敏 +3 位作者 耿绍胜 王春鑫 谢军 谢庆 《绝缘材料》 北大核心 2025年第6期122-130,共9页

对油中溶解气体的时空耦合关系进行多尺度挖掘,有助于提高油中溶解气体预测精度,为变压器运维决策提供可靠理论依据。为此,提出一种考虑时空耦合信息的变压器油中溶解气体多尺度融合预测方法。首先,利用Res2Net对油中溶解气体数据进行... 对油中溶解气体的时空耦合关系进行多尺度挖掘,有助于提高油中溶解气体预测精度,为变压器运维决策提供可靠理论依据。为此,提出一种考虑时空耦合信息的变压器油中溶解气体多尺度融合预测方法。首先,利用Res2Net对油中溶解气体数据进行多尺度时间特征提取,捕捉特征气体不同频率的周期性时间特征信息。其次,通过计算互信息捕捉特征气体间隐性关系,以拓扑关系图的形式描述不同气体间关联性,并使用图卷积神经网络(GCN)提取空间信息特征。最后,将多尺度时间信息与空间信息进行融合拼接,采用时间卷积网路(TCN)对油中溶解气体进行预测,并使用某500 kV变压器油色谱在线监测数据对所提方法进行验证。结果表明:相比于传统预测方法,Res2NetGCN-TCN模型可有效提高油中溶解气体含量预测精度,平均预测精度可达98.68%。 展开更多

关键词 油中溶解气体预测 Res2Net 图卷积 时间卷积 时空信息融合

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融合时空信息的Transformer单目标跟踪算法 被引量：1

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作者 江进宝 宣士斌 付杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第19期230-241,共12页

目前,主流的基于孪生网络的单目标跟踪方法,通过计算模板与搜索区域之间的相似度来匹配目标,缺乏对目标时空状态信息的利用。特别是当场景中存在多个相似目标时,孪生网络跟踪器往往无法精确区分目标,从而导致跟踪错误。针对上述问题,提... 目前,主流的基于孪生网络的单目标跟踪方法,通过计算模板与搜索区域之间的相似度来匹配目标,缺乏对目标时空状态信息的利用。特别是当场景中存在多个相似目标时,孪生网络跟踪器往往无法精确区分目标,从而导致跟踪错误。针对上述问题,提出一种融合时空信息的Transformer单目标跟踪算法(SIFTransT)。该算法通过MixFormer(end-to-end tracking with iterative mixed attention)跟踪器获取初步的跟踪结果,设计了一个目标状态计算模块,用于计算并存储目标的状态信息,包括目标位置、边界框、速度、加速度、运动方向等,以此深入挖掘目标状态信息。构建了一个基于Transformer的时空信息融合模块,利用编码器的自注意力和解码器的交叉注意力,深入融合目标最近一段时间的状态信息,从而更加准确地对目标状态进行建模,提高目标跟踪的准确性。在LaSOT数据集上的实验结果表明,相比基准算法MixFormer,SIFTransT算法在AUC指标提高了2.8个百分点,PNorm指标提升了2.6个百分点,P指标提升了2.1个百分点,在搭载RTX8000显卡的服务器上平均每秒处理帧数达28帧。 展开更多

关键词 单目标跟踪 目标状态计算 注意力机制 时空信息融合

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融合多变量序列时空信息的事件早期识别方法 被引量：1

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作者 刘绪颖 卢文达 +2 位作者 王剑 王雪 王庆 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2023年第17期116-122,共7页

针对事件早期识别算法对多维变量序列时空依赖关系挖掘不足的问题,提出了一种时空融合的事件早期识别算法。将多变量时间序列规整为矩阵化数据输入时间卷积网络,通过学习时间序列的时域特征,对时间序列进行预测。将包含已知值和预测值... 针对事件早期识别算法对多维变量序列时空依赖关系挖掘不足的问题,提出了一种时空融合的事件早期识别算法。将多变量时间序列规整为矩阵化数据输入时间卷积网络,通过学习时间序列的时域特征,对时间序列进行预测。将包含已知值和预测值在内的多变量时间序列送入融合时空信息的深度神经网络进行识别。在动作识别、手写字符识别、口语数字识别等多个任务上的实验结果表明,所提算法的性能优于主流的算法。当事件仅发生2/3时,能以平均93.2%的准确率识别多类别事件,在手写字符识别数据集上的早期识别准确率甚至与完整事件被观测到时的识别准确率相当。 展开更多

关键词 多变量时间序列 事件早期识别 时空信息融合 序列预测 深度神经网络

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狄克松检验的时空信息加权SG时间序列滤波法 被引量：1

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作者 李文 李佳田 +2 位作者 陆美 胡明洪 杨佳欣 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2023年第1期112-120,共9页

为准确重构受连续云雾污染NDVI时间序列,提高拟合曲线保真性,提出一种狄克松检验并融合时空信息的加权SG滤波法(SGDST)。首先,利用狄克松检验对像元生成一条标准参考曲线;其次,利用参考曲线和时空信息在目标像元邻域内找到相似像元,通... 为准确重构受连续云雾污染NDVI时间序列,提高拟合曲线保真性,提出一种狄克松检验并融合时空信息的加权SG滤波法(SGDST)。首先,利用狄克松检验对像元生成一条标准参考曲线;其次,利用参考曲线和时空信息在目标像元邻域内找到相似像元,通过整合相似像元数据生成预处理序列;最后,通过加权SG滤波法对处理后NDVI序列进行平滑,获得高质量NDVI时序数据。采用2010—2019年MODS13Q1_NDVI数据,与SG滤波法、DL拟合法和AG法对比。结果表明:在拟合曲线时,SGDST方法能准确重构连续多期缺失数据的时间序列,有效保留局部波峰波谷细节特征;处理顽固噪声时,可避免过度修正有效低值;与其他3种方法相比,SGDST法的均方根误差和绝对平均误差小于0.0853像元,占拟合总像元比例最大,保真度最高。 展开更多

关键词 MODIS NDVI 拟合重建 加权SG滤波 狄克松检验 时空信息融合

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上海三维空间地理数字底座构建关键技术及应用 被引量：1

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作者 陈燕 金雯 顾建祥 《测绘通报》 北大核心 2025年第1期161-164,184,共5页

全面推进城市数字化转型是上海推进高质量发展的重要战略。超大城市的科学化、精细化、智能化治理迫切需要构建基于地理实体的、既能精准映射物理世界又能融合城市实时运行信息的三维空间地理数字底座。本文结合超大城市精细化治理与城... 全面推进城市数字化转型是上海推进高质量发展的重要战略。超大城市的科学化、精细化、智能化治理迫切需要构建基于地理实体的、既能精准映射物理世界又能融合城市实时运行信息的三维空间地理数字底座。本文结合超大城市精细化治理与城市数字化转型的需求,分析了传统测绘技术在空间地理信息采集、信息融合和应用的技术瓶颈与难点,并从全空间地理信息快速获取、多源信息精准融合和多场景智能应用3个方面提出了上海三维空间地理数字底座构建的途径,形成了超大城市数字化转型地理信息数据成果与服务新模式。 展开更多

关键词 三维空间地理数字底座 空-天-地协同 智能提取 全时空信息智能融合 地理实体

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基于机器视觉的断奶仔猪腹泻自动识别方法 被引量：8

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作者 丁静 沈明霞 +4 位作者 刘龙申 孙玉文 陆明洲 姚文 张海林 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期969-978,共10页

[目的]断奶仔猪腹泻严重影响养猪业的经济效益,本试验基于机器视觉技术提出一种排泄姿态与异常粪便结合的断奶仔猪腹泻检测方法以实现断奶仔猪腹泻的快速、准确检测。[方法]以深层卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)为基... [目的]断奶仔猪腹泻严重影响养猪业的经济效益,本试验基于机器视觉技术提出一种排泄姿态与异常粪便结合的断奶仔猪腹泻检测方法以实现断奶仔猪腹泻的快速、准确检测。[方法]以深层卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)为基础构建腹泻检测分类模型,实现仔猪身份、姿态与异常粪便的一体化识别,对比不同迭代次数对模型效果的影响,选取最优模型;提出时空信息融合判定法,从时间序列先后和空间距离远近两方面,关联最优模型识别出的目标姿态与病便,实现断奶仔猪腹泻的视频检测。[结果]在训练迭代25000次时接近模型最优值,对姿态、病便等目标识别的平均精度均值和召回率分别为95.75%和89.13%;基于时空信息融合方法的断奶仔猪腹泻视频检测识别准确率和召回率分别为97.92%和95.92%。[结论]深层卷积神经网络分类模型结合时空信息融合判定法为断奶仔猪腹泻自动识别提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 断奶仔猪 腹泻 机器视觉 卷积神经网络 时空信息融合判定

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基于灰云证据推理规则的电力推进船舶电能质量在线评估 被引量：12

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作者 顾思宇 施伟锋 +2 位作者 兰莹 卓金宝 张文保 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期17-24,共8页

为评估和提高电力推进船舶电网的可靠性,优化其运行策略,提出了一种基于灰云聚类和证据推理相结合的电能质量在线评估方法。首先应用改进的群层次分析法与变权理论得到指标权重,利用灰云聚类模型将评价指标转化成对应评估等级的基本信... 为评估和提高电力推进船舶电网的可靠性,优化其运行策略,提出了一种基于灰云聚类和证据推理相结合的电能质量在线评估方法。首先应用改进的群层次分析法与变权理论得到指标权重,利用灰云聚类模型将评价指标转化成对应评估等级的基本信度分布。随后根据历史信息利用改进冲突度量方法衡量指标的可靠程度。最后通过证据推理规则对经可靠度和权重修正后的时域与空域指标进行信息融合,从而得到系统实时的评估结果。仿真分析表明,该方法能够准确地反映船舶电网实时的运行状态,具有较强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 电力推进船舶 灰云聚类 证据推理规则 在线评估 时空信息融合

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