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基于农作物物候特征的干旱区撂荒耕地识别——以甘肃省凉州区为例
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作者 张秀霞 邓灵芝 +4 位作者 李旺平 张喜来 汪孝贤 林庆润 程小强 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第3期568-579,共12页
针对西北干旱区撂荒耕地面积小、分布分散、背景复杂及光谱异质性大等特点,基于MaxEnt模型,提出了一种基于多时相多特征的撂荒耕地识别方法。本研究以甘肃省凉州区为例,基于Sentinel-2A影像数据构建光谱特征、纹理特征及物理特征共42个... 针对西北干旱区撂荒耕地面积小、分布分散、背景复杂及光谱异质性大等特点,基于MaxEnt模型,提出了一种基于多时相多特征的撂荒耕地识别方法。本研究以甘肃省凉州区为例,基于Sentinel-2A影像数据构建光谱特征、纹理特征及物理特征共42个特征因子,优选特征因子后,利用MaxEnt模型进行撂荒耕地的精细提取,并分析了凉州区2021年和2022年撂荒耕地的时空分异特征。结果表明:5月缨帽变换特征的亮度分量、7月纹理特征的相关性统计量和光谱特征的归一化植被指数及9月光谱特征的归一化差值裸地与建筑用地指数对研究区撂荒耕地识别精度贡献较大;基于农作物物候特征的MaxEnt模型提取撂荒耕地具有较高的可靠性,ROC曲线下面积(AUC)值均大于0.90,处于“极好”水平;混淆矩阵评估总体精度两年均在90.00%以上,Kappa系数均高于0.80;2021、2022年撂荒面积分别为8 605.29、5 642.42 hm^(2),撂荒率分别为8.80%、5.65%,2022年较2021年撂荒面积有所减少,两年连续撂荒面积共3 637.62 hm^(2),撂荒率为3.64%。凉州区撂荒耕地呈整体零散稀疏、局部集中的分布特征。研究表明,基于农作物多时相多特征的MaxEnt模型撂荒耕地的提取方法,能够在干旱区少样本的情况下获得较高的提取精度,对实现河西地区大区域尺度的撂荒耕地提取具有重要意义。 展开更多
关键词 撂荒耕地 MaxEnt模型 特征优选 空间分布 凉州区
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联合多源遥感数据的黄土高原(甘肃区)森林覆盖变化及驱动力分析 被引量:3
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作者 刘博 牛全福 +3 位作者 王刚 刘明志 王浩 雷姣姣 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期54-66,共13页
黄土高原作为中国西部地区的自然生态屏障,为国家可持续发展做出了积极贡献。黄土高原(甘肃区)生态环境的治理与修复对中国生态文明建设战略的实施具有关键作用,为监测2008—2018年黄土高原(甘肃区)森林资源变化情况,基于云平台,联合Lan... 黄土高原作为中国西部地区的自然生态屏障,为国家可持续发展做出了积极贡献。黄土高原(甘肃区)生态环境的治理与修复对中国生态文明建设战略的实施具有关键作用,为监测2008—2018年黄土高原(甘肃区)森林资源变化情况,基于云平台,联合Landsat、PALSAR及地形数据,探究光谱指数、后向散射、纹理及地形特征在森林资源信息获取方面的优势,运用随机森林特征优选算法获取研究区10年间森林覆盖时空分布并基于地理探测器进行因子探测。结果表明:随机森林特征优选算法可以有效筛选特征重要信息,总体精度可达91.88%,Kappa系数为0.91。联合Landsat、PALSAR及地形数据的实验方案精度明显高于使用单一数据源的森林分类结果,四期分类结果总体精度分别为86.65%、88.23%、90.15%、89.86%。10年间研究区森林面积净增加0.60×10^(4) km^(2);森林增加的区域主要分布于庆阳市中东部、平凉市东部、天水市中部和临夏回族自治州西部地区,而森林退化主要出现在定西市西南部和临夏回族自治州中东部地区。单因子探测中土地利用类型是森林覆盖变化的主导因子,适宜性的土壤类型的空间分布和降雨量的辅助作用,为植树造林成活率和森林健康生长提供了良好的自然条件。 展开更多
关键词 黄土高原(甘肃区) 特征优选 遥感监测 地理探测器
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不同分数阶微分形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性研究 被引量:1
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作者 周凤玺 滕祥帅 +1 位作者 郝君明 王立业 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期272-281,共10页
近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Lio... 近年来,部分学者将分数阶微分理论应用到盐渍土电导率高光谱反演中,取得了较为显著的效果。然而,已有研究多采用Grünwald-Letnikov分数阶微分定义形式,对于Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式的应用研究较少,Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分定义形式在盐渍土电导率高光谱反演中的适用性尚不明确。基于实测土壤电导率和高光谱数据,考虑常见的Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville和Caputo三类分数阶微分定义形式,通过软件编程实现Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理函数,比较分析了不同分数阶微分定义形式下,土样高光谱数据在同阶微分处理后的差异性以及随阶数增加后的变化特征。结果表明:土样光谱反射率曲线在不同分数阶微分定义形式下,同阶微分处理后表现出较大差异;在0.1~1阶范围内,随微分阶数的增加,Grünwald-Letnikov、Riemann-Liouville、Caputo分数阶微分处理后高度变异波段数量均呈现出增加趋势;当微分阶数趋于1时,光谱反射率微分值逐渐降低且向0值逼近,波动范围逐渐减小,而光谱数据的变异性却随着波动范围的减小而增强;Grünwald-Letnikov分数阶微分处理在0.6、0.7阶相关系数提升9.5%、6.7%,Riemann-Liouville和Caputo分数阶微分处理后,相关系数分别在0.8~0.9阶、0.7~0.9阶提升1%左右。该研究为高光谱数据预处理提供了一种新的研究思路,为更好的将分数阶微分理论应用到土壤盐渍化遥感反演中提供参考。 展开更多
关键词 盐渍土 电导率 光谱反射率 分数阶微分
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甘肃黄土高原区植被物候变化及影响因素
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作者 周鑫蓉 牛全福 +2 位作者 朱登峰 邵东虎 程西安 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期118-128,138,共12页
[目的]为研究甘肃黄土高原地区植被物候,即植被生长和发育的季节性变化,深入了解气候变化如何影响该地区的植被生长规律。[方法]基于2002—2021年的MODIS NDVI数据集、气象数据、数字高程模型(DEM)及标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,提取... [目的]为研究甘肃黄土高原地区植被物候,即植被生长和发育的季节性变化,深入了解气候变化如何影响该地区的植被生长规律。[方法]基于2002—2021年的MODIS NDVI数据集、气象数据、数字高程模型(DEM)及标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,提取甘肃黄土高原区植被生长季始期(SOS)、植被生长季末期(EOS)、植被生长季长度(LOS),采用Theil-Sen趋势分析法和Mann-Kendall检验法探究黄土高原植被SOS、EOS和LOS的时空动态变化情况,采用偏相关分析法研究植被物候变化与气温、降水、干旱和地形的关系,基于Hurst指数和随机森林回归模型预测未来甘肃黄土高原区植被物候变化。[结果]1)甘肃黄土高原区植被SOS集中在第81~138 d,变化速率为-4.5 d/10 a;EOS集中在第266~305 d,变化速率为-0.4 d/10 a;LOS集中在131~218 d,变化速率为2.6 d/10 a。2)研究期温度与植被SOS(90%)、EOS(54%)呈正相关,与LOS呈负相关;降水与植被SOS(85%)呈正相关,与植被EOS(57%)、LOS呈负相关;陇西黄土高原西部植被SOS变化和天水南部植被EOS与干旱呈显著负相关,兰州、临夏及定西等部分地区植被LOS与干旱呈显著正相关。3)未来甘肃黄土高原植被物候南部地区SOS提前,EOS推迟,LOS延长;北部地区SOS推迟,EOS提前,LOS缩短。[结论]2002—2021年,研究区由于气象等因素的显著影响,整个甘肃黄土高原地区植被的生长周期有效延长,改善当地生态环境,促进生态系统稳定和可持续发展,未来应继续加强生态环境保护力度,推动生态修复和治理工作深入开展,为甘肃黄土高原地区的生态文明建设作出更大贡献。 展开更多
关键词 甘肃黄土高原 植被物候 气象 标准化降水蒸散指数 预测
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城市地下空间三维可视化技术研究
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作者 王卫东 《绿色科技》 2025年第10期197-200,共4页
城市地下空间的三维可视化是城市化进程中的重要研究领域,可为城市规划、地下工程设计和管理决策提供有力的数据支持。基于激光点云数据对城市地下车库和地铁站进行建模,利用钻孔数据对城市地层结构进行三维建模,使用管网普查数据对城... 城市地下空间的三维可视化是城市化进程中的重要研究领域,可为城市规划、地下工程设计和管理决策提供有力的数据支持。基于激光点云数据对城市地下车库和地铁站进行建模,利用钻孔数据对城市地层结构进行三维建模,使用管网普查数据对城市地下管线进行参数化建模,通过综合应用多种三维建模技术实现了研究区地层结构、地下建筑物、地下交通设施、地下管线的三维可视化,并采用国内先进的三维GIS平台设计开发地下空间地理信息系统,集成各类地下空间三维数据模型,实现地上地下空间信息的一体化集成、管理和应用,能够为地下空间规划管理、应急灾害处理提供及时的地理信息和技术服务,促进城市的可持续发展和智慧城市建设。 展开更多
关键词 地下空间 三维可视化 建模 一体化集成
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融合合成孔径雷达和光学影像的土地覆被分类方法研究 被引量:4
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作者 樊新成 张喜来 +2 位作者 林庆润 郝君明 李旺平 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第S02期167-174,共8页
由于城市地物类型的复杂性和多样性,一般的土地分类体系类型简单,局地气候分区分类体系能够得到多类型精细化分类。因此,本文基于高分二号光学影像(GF-2)和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像,以局地气候分类体系为理论基... 由于城市地物类型的复杂性和多样性,一般的土地分类体系类型简单,局地气候分区分类体系能够得到多类型精细化分类。因此,本文基于高分二号光学影像(GF-2)和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像,以局地气候分类体系为理论基础,通过构建土地利用类型样本库,借助随机森林和神经网络分类器,得到2020年兰州市城区的精细化土地利用类型;最后通过构建建筑成像几何关系模型自动识别阴影,校正分类结果。结果表明,2020年兰州市城区土地利用类型以建筑用地和林地为主,其占比达到占69.6%;分类方法中神经网络分类器的分类精度优于随机森林,精度可以达到95.3%,Kappa系数为0.94,但随机森林在计算速度及波谱信息差异较小的地方分类精度较高;融合GF-2和极化SAR数据能够更好地改善混分问题,而产生错分的主要原因是高低层土地类型形态和光谱特征的混淆;最终自动识别的阴影类型面积约为4.4 km^(2),提升分类精度0.5%~1.2%。研究成果可为复杂下垫面的城市土地利用精细化分类提供方法支持和城市热岛效应研究提供基础数据。 展开更多
关键词 局地气候区 合成孔径雷达 影像融合 精细化分类 土地利用
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基于改进U-Net网络的遥感影像农村道路矢量中心线提取及优化 被引量:3
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作者 王怡君 李旺平 +2 位作者 柴成富 尉文博 邓灵芝 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期34-39,共6页
遥感影像中农村道路矢量中心线的准确提取对乡村规划和地理信息数据库建设具有重要意义。针对现有深度学习方法未能充分利用上下文信息,且在下采样过程中易造成图像分辨率下降和局部特征丢失的问题,该文改进U-Net网络模型以提高提取结... 遥感影像中农村道路矢量中心线的准确提取对乡村规划和地理信息数据库建设具有重要意义。针对现有深度学习方法未能充分利用上下文信息,且在下采样过程中易造成图像分辨率下降和局部特征丢失的问题,该文改进U-Net网络模型以提高提取结果的准确性。首先,网络结构设计两次下采样处理,并将上下文两处特征信息用跳跃层连接,使输出的道路细节清晰;其次,为避免样本不均衡导致训练效果不理想,采用交叉熵损失函数与广义骰子损失函数叠加的方式提升训练效果;最后,采用邻域质心投票算法和融合算法对提取的道路进行矢量化和中心线优化,得到高精度的农村道路矢量中心线。试验结果表明:改进方法在复杂场景的农村道路矢量中心线提取中准确率达95.03%,较4种对比算法(U-Net、DC-Net、PA-Net、SM-Net)具有明显优势。 展开更多
关键词 改进U-Net网络 遥感影像 网络分割 农村道路提取 矢量线优化
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Sentinel-1/2影像在兰州北山削山造地范围识别中的应用
8
作者 牛全福 雷姣姣 +3 位作者 刘博 王浩 张瑞珍 王刚 《自然资源遥感》 北大核心 2025年第1期142-151,共10页
城市空间发展易受地形所限,削山造地能克服土地资源稀缺,成为解决城市空间拓展最为直接的途径。该方法利用遥感技术快速准确获取削山造地范围信息,对区域生态环境科学评估和新城发展规划具有十分重要的意义。本文基于GEE遥感云计算平台... 城市空间发展易受地形所限,削山造地能克服土地资源稀缺,成为解决城市空间拓展最为直接的途径。该方法利用遥感技术快速准确获取削山造地范围信息,对区域生态环境科学评估和新城发展规划具有十分重要的意义。本文基于GEE遥感云计算平台,利用Sentinel-1合成孔径雷达(synthetic aperture Rader,SAR)数据,采用组合升、降轨影像,在噪声滤除和多时相影像合成的基础上,计算削山造地前后后向散射强度的差值,并采用百分位阈值法结合样本数据确定阈值,提取研究区2017—2022年削山造地开挖区时空分布;然后联合SAR和光学数据的光谱特征、纹理特征和地形特征,在特征优化的基础上结合随机森林算法获取了2017—2022年逐年削山造地范围时空分布。研究结果表明:①提取的开挖区范围总体分类精度和Kappa系数分别达85%和0.83。②研究期间,发现2019年前开挖区主要集中在九州开发区、碧桂园和保利领秀山,2020年以后新增加了刘家沟、水源站等开挖区,开挖范围和强度逐渐增大。③2018年前造地规模较小,面积为2.655 km 2;2019年以后造地规模逐年增大,特别是2021年,其造地面积达12.607 km 2,占监测期间总造地面积的34.56%,2022年在原造地基础上开挖,因坡度和开挖量逐渐增大,造地面积仅2.686 km 2。本文构建的削山造地开挖区监测和造地范围提取方法可有效获取削山和造地范围快速监测与提取。 展开更多
关键词 削山造地 Sentinel影像 多时相 变化监测 随机森林
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基于FFPI模型的甘肃陇南山区山洪灾害风险评价 被引量:10
9
作者 牛全福 熊超 +3 位作者 雷姣姣 王浩 刘博 张瑞珍 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期36-47,共12页
山洪是山区小流域由强降雨引发的突发性、破坏性强的自然灾害,对当地人民的生命和财产安全形成极大威胁。以往的研究多基于单沟或小流域尺度、采用成熟的评估体系和模型。如何在地形多样、地质结构复杂的山区评估山洪灾害仍需进一步探... 山洪是山区小流域由强降雨引发的突发性、破坏性强的自然灾害,对当地人民的生命和财产安全形成极大威胁。以往的研究多基于单沟或小流域尺度、采用成熟的评估体系和模型。如何在地形多样、地质结构复杂的山区评估山洪灾害仍需进一步探索。以山洪灾害频发的甘肃陇南山区为例,引入山洪潜在指数(flash flood potential index,FFPI)构建评价体系和框架。首先选取坡度、土地利用、土壤质地和植被覆盖度,结合层次分析法与信息熵综合定权构建了研究区山洪潜在指数FFPI的空间分布;其次引入0~24 h累计最大降雨量、雨季日均降雨量和汇流累积量作为驱动因子,国内生产总值GDP、人口密度和道路密度为承灾体,分别获取研究区山洪灾害的危险性和风险空间分布,并与该区历史山洪灾害数据进行验证。研究结果表明:采用耦合FFPI模型对甘肃陇南山洪灾害风险评价的准确率较高,有95.77%的历史山洪灾害数据分布于中、高和极高风险分区。从行政区划分析,研究区山洪灾害高风险和极高风险区主要分布在武都区的汉王镇、成县、康县部分地区,占比分别为31.5%、28.3%和18.1%;低风险区位于礼县、舟曲县和文县部分区域,占其县区比例分别为18.9%、18.4%和13.6%。从流域范围分析,研究区山洪灾害高风险区主要集中在山区地势平缓、人口密度较大、经济较为发达的河流下游地区,低风险区主要集中于地势较高的西部和北部,评价结果与研究区调查的山洪灾害实际情况一致。研究结果可为甘肃省陇南山区山洪灾害防治及相关研究提供参考和理论依据。 展开更多
关键词 山洪灾害 潜在指数FFPI 风险 综合定权 陇南山区
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基于MambaRVS可微特征聚类的无监督遥感图像分类实验
10
作者 马建民 薛兴鹏 李玉清 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第5期31-40,共10页
卷积神经网络和Transformer解决了传统深度遥感图像分类算法特征提取能力和空间上下文建模等方面存在的局限性,但前者受远程建模能力不足的限制,后者则受计算复杂性的阻碍。为减少对训练集的过度依赖和降低计算成本,该文提出一种结合Mam... 卷积神经网络和Transformer解决了传统深度遥感图像分类算法特征提取能力和空间上下文建模等方面存在的局限性,但前者受远程建模能力不足的限制,后者则受计算复杂性的阻碍。为减少对训练集的过度依赖和降低计算成本,该文提出一种结合MambaRVS网络的无监督遥感图像分类算法,构建一个端到端的可微特征聚类框架,该框架由特征提取器、分类器和用于可微聚类的argmax函数组成,特征提取器生成可微的深度特征将像素映射到聚类空间,利用可微操作动态分配标签,并通过反向传播联合优化特征提取与聚类过程实现兼顾特征相似性和空间连续性的无监督图像分割;同时,该算法引入包含特征相似性损失和空间连续性损失的损失函数,通过联合优化可微特征表示与聚类过程有效缓解了传统方法对人工特征选择和固定边界的依赖。实验结果表明,该算法在4个研究区的评估指标均优于现有算法,且消耗的计算时间和资源较少。 展开更多
关键词 无监督遥感图像分类 MambaRVS 特征相似性损失 空间连续性损失 可微特征聚类
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基于CNN-OBIA的黄河源区水体提取及时空变化 被引量:1
11
作者 陈伟 张秀霞 +3 位作者 党星海 樊新成 李旺平 徐俊伟 《人民长江》 北大核心 2024年第4期133-141,共9页
准确识别水体信息是分析地表水时空动态变化的重要技术手段。针对目前各种长时序水体信息提取方法精度低的问题,基于Landsat遥感影像,选用1986~2022年5484景黄河源区遥感影像,分别运用卷积神经网络结合面向对象(CNN-OBIA)和多指数水体... 准确识别水体信息是分析地表水时空动态变化的重要技术手段。针对目前各种长时序水体信息提取方法精度低的问题,基于Landsat遥感影像,选用1986~2022年5484景黄河源区遥感影像,分别运用卷积神经网络结合面向对象(CNN-OBIA)和多指数水体检测规则(MIWDR)两种方法提取了黄河源区的地表水体,并对两种方法的提取精度进行了对比分析。在此基础上,探究了1986~2022年黄河源区水体信息的时空变化特征,并对其主要气候因素进行相关分析。结果表明:①CNN-OBIA的总体精度和Kappa系数分别为96.78%和0.93,MIWDR的总体精度和Kappa系数分别为94.28%和0.88,总体而言,CNN-OBIA的提取精度高于MIWDR方法。CNN-OBIA的提取结果可以很好地保持水体边界完整性和有效去除山体阴影,可以较好地对细小河流进行提取。②研究区水体总面积呈现出先减少(1986~2001年)后增加(2001~2022年)的变化趋势。③相关性分析表明,降水和气温与水体面积的变化均表现出显著正相关。 展开更多
关键词 水体面积提取 卷积神经网络 面向对象 驱动力分析 黄河源区
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多年冻土斜坡稳定性的模拟分析 被引量:1
12
作者 郝君明 贾佩钱 李旺平 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期152-163,共12页
气候变暖改变了多年冻土活动层的水热状态和物理特性,降低了斜坡的稳定性。目前多年冻土斜坡的稳定性分析多采用极限平衡方法,然而这种方法难以分析活动层水分场、温度场、应力场和位移场及其耦合效应下的斜坡稳定性。因此,将Mohr-Coul... 气候变暖改变了多年冻土活动层的水热状态和物理特性,降低了斜坡的稳定性。目前多年冻土斜坡的稳定性分析多采用极限平衡方法,然而这种方法难以分析活动层水分场、温度场、应力场和位移场及其耦合效应下的斜坡稳定性。因此,将Mohr-Coulomb准则整合加入到冻土热-水-力模型之中,建立了多年冻土斜坡的热水力耦合模型(coupled thermo-hydro-mechanical model,THM),定量分析了夏季极端高温对多年冻土斜坡稳定性的影响。为了验证模型的有效性,选择了青藏高原东部多年冻土区某一滑坡为研究对象,通过构建极限平衡模型和THM模型计算了其稳定性,并对比分析了模拟结果和现场观测数据的关系。研究结果表明,THM模型模拟结果与传统极限平衡方法计算结果相吻合,且数值模拟得到的滑移面位置、位移量级和最终形态与现场实测资料相一致;在夏季极端高温条件下,当多年冻土活动层融化至1.45 m时,斜坡将沿着融化锋面失稳,且滑移面基本平行于坡面。研究结果对寒区各类工程边坡塌陷和热融滑塌的过程认识具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 多年冻土 极限平衡模型 热水力耦合模型 斜坡稳定性
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基于Kalman滤波的ARIMA-NAR神经网络模型在深基坑沉降监测中的应用 被引量:19
13
作者 牛全福 李月锋 +2 位作者 张曼 傅建凯 马亚娜 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第2期131-135,共5页
深基坑变形监测在城市建设安全施工中显得越来越重要.鉴于监测数据不可避免地存在噪声及单个预测模型存在的预测残差问题,为提高基坑监测预测精度,以兰州市某深基坑监测中具有明显沉降的ZJ52为例,采取一种基于Kalman去噪的ARIMA-NAR神... 深基坑变形监测在城市建设安全施工中显得越来越重要.鉴于监测数据不可避免地存在噪声及单个预测模型存在的预测残差问题,为提高基坑监测预测精度,以兰州市某深基坑监测中具有明显沉降的ZJ52为例,采取一种基于Kalman去噪的ARIMA-NAR神经网络组合模型进行预测分析.结果发现,经Kalman去噪后建立的ARIMA-NAR组合模型的预测结果的平均绝对误差、平均相对误差和残差方差分别为0.43、0.04、2.23 mm,预测结果均优于单一的ARIMA和NAR神经网络模型的预测结果,预测精度较好,其结果可为本项目的安全施工提供可靠指导. 展开更多
关键词 深基坑 滤波 组合模型 预测
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基于遥感生态指数(RSEI)改进模型的祁连山国家级自然保护区生态环境质量评价 被引量:23
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作者 汪孝贤 张秀霞 +6 位作者 李旺平 程小强 凌晴 周兆叶 郝君明 林庆润 陈璐 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期853-863,共11页
针对遥感生态指数(RSEI)模型特征向量方向不唯一性及光学影像存在坏死像元的问题,基于Google Earth Engine平台选择祁连山国家级自然保护区1986—2021年489景Landsat TM/SR可用性遥感影像,采用RSEI改进模型进行生态环境质量评价,并引入... 针对遥感生态指数(RSEI)模型特征向量方向不唯一性及光学影像存在坏死像元的问题,基于Google Earth Engine平台选择祁连山国家级自然保护区1986—2021年489景Landsat TM/SR可用性遥感影像,采用RSEI改进模型进行生态环境质量评价,并引入地理探测器中单因子分析和交互式探测分析对RSEI的绿度、湿度、热度、干度、土地利用类型、DEM和人口密度7个影响因子进行成因分析。结果表明:(1)与RSEI模型相比,改进模型避免了特征向量方向的干扰,可以较好地反映生态环境质量变化。1986—2021年保护区生态环境质量呈现先下降后上升的恢复趋势,空间分布呈现东高西低。(2)时空差异分析表明,35 a来保护区生态环境质量以轻度恶化、不变和轻度改善为主,恶化区域主要分布在张掖市肃南裕固族自治县北部以及张掖市与武威市交界处等地区。轻度改善区域在保护区分布零散,其中在核心区分布相对较多。(3)从生态环境质量成因分析来看,7个影响因子中绿度对RSEI的空间分异特征解释力最强,交互式探测结果表明绿度和干度是研究区生态环境质量的关键驱动因素。研究结果表明祁连山国家级自然保区生态环境质量近年来逐步改善,保护区的一系列环境保护举措是有效的。 展开更多
关键词 遥感生态指数改进模型 祁连山国家级自然保护区 遥感动态监测 地理探测器 影像可用性分析
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基于MODIS数据的中亚地区旱情监测及影响因素分析 被引量:14
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作者 程小强 周兆叶 +5 位作者 李旺平 上官冬辉 汪孝贤 张秀霞 郝君明 林庆润 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期128-137,共10页
在全球变暖的背景下,及时准确地进行干旱监测对保障区域生态安全、对“新丝绸之路经济带”沿线各国的经济发展以及农业生产具有重要的指导意义。近年来,世界各地自然灾害频繁发生,中亚地区的干旱问题已成为全球生态环境变化中最显著的... 在全球变暖的背景下,及时准确地进行干旱监测对保障区域生态安全、对“新丝绸之路经济带”沿线各国的经济发展以及农业生产具有重要的指导意义。近年来,世界各地自然灾害频繁发生,中亚地区的干旱问题已成为全球生态环境变化中最显著的问题之一,阻碍了中亚及周边国家社会经济的长期、稳定发展。该研究基于2001—2020年的MODIS地表温度(Land Surface Temperature,LST)和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据建立了温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)模型,利用趋势分析、MK趋势检验、地理探测器等方法揭示了中亚地区近20 a的干旱时空变化及特征、干旱演变规律并探讨了不同因素(气温、年均降雨量、土地利用类型、人口密度、高程、坡度、坡向)对TVDI的影响。结果表明:1)中亚干旱区TVDI空间分布具有明显的区域特征,呈现出自西南向东北递减趋势,其中66%面积呈干旱显著加剧趋势(P<0.05),34%的面积呈干旱显著减弱趋势(P<0.05),呈现“北部变干、南部变湿”空间变化趋势。其中,哈萨克斯坦的西北部一带旱情加剧显著;2)从旱情年际变化趋势可知,近20a中亚地区生长季干旱程度略呈加剧趋势,2012年为干旱最严重的年份。TVDI空间分布差异显著,整体呈季节性变化,其干旱等级表现为:夏季>春季>秋季;3)单因子探测结果显示,气温和高程是驱动研究区干旱化形成的主要影响因素,多因子交互作用下,气温和高程、气温和坡度、气温和土地利用、气温与降雨量这4对组合贡献最大。随着全球气候变化、人类活动(植被破环、城市化建设、开垦耕地、过度放牧、工业污染等)持续加剧,近20 a来中亚地区气温逐渐上升,降雨量的减少,导致植被退化,进而导致生态环境恶化、干旱化趋势加剧。该研究可为当地政府及相关部门的旱灾防控提供参考和提升中国应对中亚生态风险及地缘安全影响的能力具有重要意义。 展开更多
关键词 干旱 中亚地区 温度植被干旱指数(TVDI) 趋势分析 地理探测器 影响因素
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基于无人机倾斜航空影像的树冠体积测算方法 被引量:25
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作者 于东海 冯仲科 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期90-97,共8页
树冠是结构复杂的不规则体,对树冠体积的精确测定一直是树木测量研究中的难点问题。该文以消费级多旋翼无人机对目标树木进行倾斜摄影获取的多角度航空影像为基础,通过空三加密处理生成目标树木的三维点云模型;用等高线法分割树冠点云,... 树冠是结构复杂的不规则体,对树冠体积的精确测定一直是树木测量研究中的难点问题。该文以消费级多旋翼无人机对目标树木进行倾斜摄影获取的多角度航空影像为基础,通过空三加密处理生成目标树木的三维点云模型;用等高线法分割树冠点云,并确定树冠最优分割层数;用投影法对点云数据进行转化,并选取测算点计算树高和树冠任意横截面积;对分割后各规则体的体积进行累加获得树冠体积。结果表明:8棵目标树木的树高测算值相对误差为1.46%~4.10%,平均相对误差为2.88%;树冠体积测算值的相对误差为6.95%~12.39%,平均相对误差为9.42%;精度均可满足林业调查中对于树高和树冠体积测量结果的要求。利用无人机倾斜航空影像建立单木的三维点云模型并进行树冠体积测算的方法是可行且有效的,该方法可为研究单木树冠几何参数的提取提供参考。 展开更多
关键词 无人机 图像处理 林业 倾斜摄影 点云数据 单木参数提取 树冠体积
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无人机倾斜摄影测量在房屋建筑面积测算中的应用 被引量:36
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作者 任旭斌 康建锋 于东海 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第3期116-120,126,共6页
针对目前房屋建筑面积测量外业工作强度大、测量精度低、成图效率低等主要问题,本文提出了基于无人机倾斜摄影测量的房屋建筑面积测算方法。首先从无人机倾斜摄影、实景三维建模、数字正射影像制作、三维数字化测图、图件制作和面积指... 针对目前房屋建筑面积测量外业工作强度大、测量精度低、成图效率低等主要问题,本文提出了基于无人机倾斜摄影测量的房屋建筑面积测算方法。首先从无人机倾斜摄影、实景三维建模、数字正射影像制作、三维数字化测图、图件制作和面积指标计算等方面进行了研究,然后对试验结果进行了精度评定。结果表明,地形图平面位置中误差为4.6 cm,高程中误差为4.2 cm,房角点点位中误差为4.6 cm,建筑物边长中误差为4.5 cm,房屋建筑物面积较差小于城市商品房二级精度面积限差,各项精度均符合国家标准规范要求,该方法用于房屋建筑面积测算是可行的。 展开更多
关键词 无人机 倾斜摄影测量 实景三维模型 三维数字化测图 房屋建筑面积测算 精度评定
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基于SE-VUNet模型的高分辨率遥感影像耕地提取
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作者 朱登峰 牛全福 +3 位作者 王刚 程西安 邵东虎 周鑫蓉 《农业工程学报》 2025年第20期148-157,共10页
为应对多样地形下耕地分割中边界模糊、细节缺失等问题,提出一种改进的U-Net耕地提取方法。此方法融合VGG网络加深主干特征提取(V-UNet),嵌入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力机制优化特征定位与边缘细节,利用Batchnormalization(BN)... 为应对多样地形下耕地分割中边界模糊、细节缺失等问题,提出一种改进的U-Net耕地提取方法。此方法融合VGG网络加深主干特征提取(V-UNet),嵌入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力机制优化特征定位与边缘细节,利用Batchnormalization(BN)层抑制过拟合;并通过在V-UNet网络5个关键位置嵌入SE模块形成5种SE-VUNet模型;基于GID高分二号RGB数据,在平整集中与复杂冗余两种耕地地形下,与PSPNet、HrNet、Deeplabv3+、U-Net进行对比试验。结果表明,两种地形下,5种SE-VUNet均优于对比网络;SE模块置于下采样之前的SE-VUNet对平整集中耕地分割最优,平均交并比(mIoU)为96.66%,F_(1)分数(F_(1-score))为97.57%;SE模块置于特征学习部分的SE-VUNet对复杂冗余耕地分割效果最佳(mIoU=94.40%,F_(1-score)=97.11%)。此模型可为应对多样地形下,耕地分割中边界模糊、细节缺失等问题提供技术参考。 展开更多
关键词 耕地 遥感 注意力机制 残差网络 高分影像 语义分割 U-Net
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