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卷积神经网络在铁路洪灾风险评估中的应用
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作者 秦世涛 王天亮 +1 位作者 寇晓康 郭晶 《铁道建筑》 北大核心 2025年第4期129-136,共8页
为有效应对铁路山区路段的暴雨洪灾,首先,依据现有的洪灾风险评估体系,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性三方面选取13个风险指标,并结合历史数据构建了卷积神经网络风险评估模型。其次,通过对改进模型结构和优化参数,使... 为有效应对铁路山区路段的暴雨洪灾,首先,依据现有的洪灾风险评估体系,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性三方面选取13个风险指标,并结合历史数据构建了卷积神经网络风险评估模型。其次,通过对改进模型结构和优化参数,使模型准确率达到90%以上。最后,通过构建的卷积神经网络模型对朔州—黄骅铁路沿线区域进行风险评估,得到洪灾潜在风险空间分布图。模型预测结果与实地调研结果高度吻合,验证了本文方法的适用性。研究成果可为山区铁路暴雨洪灾风险评估提供方法参考。 展开更多
关键词 重载铁路 风险评估 数值计算 铁路洪灾 卷积神经网络
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联合主/被动微波遥感技术的活动层季节性冻融变化监测研究
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作者 寇晓康 刘信达 李旭东 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期20-28,57,共10页
受限于被动微波遥感的低空间分辨率和主动微波遥感的低时间分辨率,鲜有研究将二者所获取的活动层表层冻融变化信息以及地表形变信息结合分析。该文以青藏高原五道梁地区为研究区,利用被动微波SSMIS亮温数据和降尺度方法获取3.125 km... 受限于被动微波遥感的低空间分辨率和主动微波遥感的低时间分辨率,鲜有研究将二者所获取的活动层表层冻融变化信息以及地表形变信息结合分析。该文以青藏高原五道梁地区为研究区,利用被动微波SSMIS亮温数据和降尺度方法获取3.125 km×3.125 km空间分辨率的每日活动层表层冻融信息,同时利用主动微波Sentinel-1雷达数据基于SBAS-InSAR技术获取5 m×20 m分辨率、时间间隔约12 d的活动层地表形变信息,并通过去除年际形变趋势获取季节形变分量;在此基础上,通过空间重采样及时序拟合技术,结合地面站点观测数据,分析活动层冻融状态、土壤温度、土壤湿度和季节形变参量间的关联机制。结果表明:在整个冻融周期内,主/被动微波遥感监测结果具有较强的关联性和一致性,此为二者协同应用的基础;被动微波遥感可用于提取活动层表层的冻融周期,该周期与活动层浅层冻融周期基本一致,活动层中层及深层的冻融起始时间相对滞后;主动微波遥感季节形变监测结果与活动层内部总的相变水量紧密相关,形变速率与冰/水相变速率呈正相关关系;冻融交替现象主要发生在活动层的浅层,深层表现不明显,因此其季节形变幅度较小。研究结果从微波遥感视角揭示了冻结期、融化期及冻融交替期内活动层各冻融参量间的内在关联及变化机制,对于大范围活动层冻融参量的快速提取及监测研究具有参考意义。 展开更多
关键词 被动微波遥感 INSAR 活动层 冻融 形变
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面向鬼影抑制的改进ViBe算法及其应用
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作者 舒兆翰 李小龙 +2 位作者 郭霞 龚玉泉 朱小飞 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5948-5956,共9页
针对视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法在运动目标检测过程中容易产生鬼影的问题,在原算法基础上加入背景还原阶段,提出一种改进算法ViBe-BR(ViBe with background restoration)。首先,结合三帧差分预先提取背景图像... 针对视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法在运动目标检测过程中容易产生鬼影的问题,在原算法基础上加入背景还原阶段,提出一种改进算法ViBe-BR(ViBe with background restoration)。首先,结合三帧差分预先提取背景图像内前景区域;然后,使用前景区域周围的背景像素对区域内部进行填充,得到还原图像;最后,修正还原图像,并基于还原背景进行ViBe检测,达到抑制鬼影的效果。实验结果表明,ViBe-BR算法在4种不同场景中都取得了良好的检测效果,相比ViBe算法,前景检测的平均精确率、召回率以及F1依次有0.222、0.03和0.123的提升,有效地消除了鬼影的影响,可应用于实际地理定位任务中以获取运动目标的地理位置信息。 展开更多
关键词 运动目标检测 视觉背景提取 鬼影消除 背景还原 地理定位
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基于EEMD-MHM模型的观测值域多路径误差改正研究 被引量:1
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作者 汤玲 梁四幺 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第2期54-58,64,共6页
为削弱多路径误差以提高GNSS定位精度,引入集合经验模态分解EEMD与多路径半天球图MHM进行组合构建多路径误差改正模型。该组合模型首先基于“零均值”假设进行GNSS双差到单差的转换,然后利用EEMD尺度自动分解与重构精确提取单差残差序... 为削弱多路径误差以提高GNSS定位精度,引入集合经验模态分解EEMD与多路径半天球图MHM进行组合构建多路径误差改正模型。该组合模型首先基于“零均值”假设进行GNSS双差到单差的转换,然后利用EEMD尺度自动分解与重构精确提取单差残差序列中的多路径误差,最终构建MHM模型用于观测值域多路径误差的实时改正。静态多天实验结果表明,EEMD-MHM组合的多路径误差改正模能提高相邻观测间多路径误差序列的相关性,提高多路径误差模型的精度,将多路径误差改正后的静态多天基线分量标准差STD稳定在1 mm以内,并且东北天方向上的均方根误差RMSE可分别提升75%、42.9%、62.5%,验证了该EEMD-MHM组合多路径误差改正模型的有效性和稳定性。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 观测值域改正 多路径误差建模 集合经验模态分解 多路径半天球图模型
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基于密集多尺度特征的遥感影像水体提取 被引量:1
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作者 马天浩 杨海成 +2 位作者 李云涛 梁四幺 王晗 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第1期63-67,共5页
针对传统遥感影像水体提取方法和基于深度学习的经典目标提取模型的提取结果存在丢失边缘细节信息和准确率低的问题,提出了基于深层特征编码-水体识别解码的多尺度特征密集连接网络结构。首先利用深层特征编码结构中的普通卷积提取影像... 针对传统遥感影像水体提取方法和基于深度学习的经典目标提取模型的提取结果存在丢失边缘细节信息和准确率低的问题,提出了基于深层特征编码-水体识别解码的多尺度特征密集连接网络结构。首先利用深层特征编码结构中的普通卷积提取影像中水体的特征信息,然后利用密集多尺度特征模块提取水体的多尺度特征和保留全局信息,最后利用水体识别解码结构对图像中的水体进行预测。实验结果表明:本文方法的提取结果精度优于经典全卷积神经网络模型,在测试集上的像元精度达到98.56%,交并比达到78.91%,有效保留了水体的完整性和细节边缘信息,实现了水体的精细化提取。 展开更多
关键词 遥感影像 深度学习 水体提取 密集连接网络 膨胀卷积 密集多尺度特征
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融合两帧差分法的改进视觉背景提取算法 被引量:2
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作者 舒兆翰 李小龙 吴从辉 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第11期4618-4625,共8页
针对视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法在运动目标检测过程中容易受到噪声干扰的问题,将两帧差分法融入ViBe的前景检测阶段,提出一种融合两帧差分信息的改进ViBe算法(ViBe with two-frame differencing,ViBe-TD)。首... 针对视觉背景提取(visual background extractor,ViBe)算法在运动目标检测过程中容易受到噪声干扰的问题,将两帧差分法融入ViBe的前景检测阶段,提出一种融合两帧差分信息的改进ViBe算法(ViBe with two-frame differencing,ViBe-TD)。首先,设计单阈值形ViBe(single-threshold form of ViBe,S-ViBe)检测,为信息融合做准备;其次,基于逻辑斯蒂(logistic)回归模型,实现像素点上两帧差分和S-ViBe检测信息的融合;最后,综合两类检测信息完成前景像素点的判定。实验结果表明,ViBe-TD算法在4种不同场景视频上的检测效果达到了0.932的平均精确率,0.785的平均召回率以及0.842的平均F 1值。与原算法相比,ViBe-TD算法的各项指标平均有0.158的提高,具有良好的检测效果。 展开更多
关键词 运动目标检测 视觉背景提取 两帧差分 逻辑斯蒂回归 信息融合
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基于随机森林模型的山区铁路线暴雨洪灾风险评估——以朔黄铁路原平段为例 被引量:3
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作者 韩帅兵 苏成 +4 位作者 寇晓康 王天亮 李跃鹏 杨仪 程建蕊 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期44-50,共7页
随机森林决策树分裂易受数据集不平衡性及变异性的影响,导致权重分配和预测结果出现偏差。山区洪灾风险评估影响因素众多、数据差异性大,如何降低数据不平衡性以及变异性的影响,直接关系各因素重要性的科学排序以及评价结果的准确性。... 随机森林决策树分裂易受数据集不平衡性及变异性的影响,导致权重分配和预测结果出现偏差。山区洪灾风险评估影响因素众多、数据差异性大,如何降低数据不平衡性以及变异性的影响,直接关系各因素重要性的科学排序以及评价结果的准确性。该文依据流域灾害系统理论,从致灾因子和孕灾环境选取9个风险指标,构建山区铁路洪灾风险评估数据集,在此基础上,分别采用基于Gini指数和Sigmoid函数两种分裂方式的随机森林模型进行对比分析,之后采用最优模型对朔黄铁路原平段沿线洪灾风险进行预测,并利用实地调研结果对预测结果进行验证。研究发现:地形要素(高程、坡度、坡向)与洪灾风险密切相关,孕灾环境作为产生暴雨洪灾风险的内因,在山区铁路洪灾风险评估中起决定性作用;基于Sigmoid函数分裂方式的随机森林模型在分裂过程中可以降低信息不纯度和数据变异性对结果的影响,精度更优,预测结果与实际吻合度较高,方法适用性较强。研究成果可为山区铁路暴雨洪灾风险评估提供方法参考。 展开更多
关键词 山区铁路 随机森林 风险评估 暴雨洪灾
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基于RUSLE的鄱阳湖流域土壤侵蚀时空特征及影响因素分析 被引量:12
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作者 谭永滨 谢剑亮 +4 位作者 冉江华 王毓乾 艾金泉 唐瑶 王瑛 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期46-56,共11页
土壤侵蚀是当今全球面临的重要生态问题,也是全球水土流失研究的重要内容.以鄱阳湖流域为研究区,基于修正通用土壤流失方程(The Revised Universal Soil loss Equation,RUSLE)模型估算2000-2019年间5个时期研究区的土壤侵蚀强度,并分析... 土壤侵蚀是当今全球面临的重要生态问题,也是全球水土流失研究的重要内容.以鄱阳湖流域为研究区,基于修正通用土壤流失方程(The Revised Universal Soil loss Equation,RUSLE)模型估算2000-2019年间5个时期研究区的土壤侵蚀强度,并分析各影响因子及土壤侵蚀强度的时空分布特征,以及研究区内地形因子对土壤侵蚀分布的影响.结果表明:①流域内降雨侵蚀因子R均值介于9549~15371(MJ·mm)/(hm^(2)·h·a)之间,土壤可蚀性因子K均值为0.02922(t·km^(2)·h)/(km^(2)·MJ·mm),坡长坡度因子LS均值为3.91,植被覆盖与管理因子C均值介于0.081~0.094之间,水土保持措施因子P均值介于0.3781~0.3870之间;②鄱阳湖流域5个年度的平均土壤侵蚀模数分别为882.10,1244.32,1463.72,964.82,794.74 t/(km^(2)·a),流域内整体属于轻度侵蚀等级,土壤侵蚀状况在2015年、2019年得到很大好转;③研究区内土壤侵蚀强度在海拔及坡向上的分布具有一定的稳定性,[100,200)m区域是海拔900 m以下土壤侵蚀强度最高的区域,在900 m以上地区,侵蚀强度随海拔升高急剧增加,流域内朝向偏东北区域的土壤侵蚀强度大于朝向偏西南区域.总体上,流域内水土流失治理应重点关注极强烈及剧烈侵蚀地区、平原与丘陵交界地区、高海拔地区,应加强对朝向偏东北方向区域水土保持措施的实施. 展开更多
关键词 RUSLE模型 鄱阳湖流域 土壤侵蚀 时空变化
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融合两帧差分和背景差分的车辆检测算法 被引量:2
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作者 舒兆翰 李小龙 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第4期1174-1180,共7页
针对传统背景差分法和两帧差分法在车辆检测任务中出现的噪声、鬼影和空洞问题,提出一种将两者融合的静态背景下运动车辆检测算法。建立背景帧和检测帧的类别矩阵M1和M2,消除噪声和空洞;引入最大类方差法(Otsu)生成背景帧和检测帧的灰... 针对传统背景差分法和两帧差分法在车辆检测任务中出现的噪声、鬼影和空洞问题,提出一种将两者融合的静态背景下运动车辆检测算法。建立背景帧和检测帧的类别矩阵M1和M2,消除噪声和空洞;引入最大类方差法(Otsu)生成背景帧和检测帧的灰度级矩阵G1和G2,以此构造鬼影区的灰度级变化特征β,分割鬼影区域。实验结果表明,融合算法在测试集上的检测效果达到88.41%的平均F1值,相比传统的两帧差分、高斯混合模型和视觉背景提取算法均有大幅提升。 展开更多
关键词 运动车辆检测 静态背景 背景差分 两帧差分 类别矩阵 空洞 噪声 鬼影
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