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数字孪生水利工程关键技术及其应用实践——以江垭皂市工程为例 被引量：10
1
作者 唐文坚 申邵洪 +2 位作者 杨恒玲 元媛 牛广利 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期172-179,共8页
围绕数字孪生水利工程建设过程中的新一代信息技术应用深度不够、水利专业模型存在业务缺项等问题和差距,结合数字孪生江垭皂市工程建设实际需求,深入开展数据底板、智能模拟计算模型等关键技术研究与应用。首先,开展了卫星遥感、无人... 围绕数字孪生水利工程建设过程中的新一代信息技术应用深度不够、水利专业模型存在业务缺项等问题和差距,结合数字孪生江垭皂市工程建设实际需求,深入开展数据底板、智能模拟计算模型等关键技术研究与应用。首先,开展了卫星遥感、无人机倾斜摄影测量等技术支撑下的空天地立体监测体系在高精度数据底板构建中的应用研究。然后,基于数字模拟技术和传统水利专业的深度融合,深入开展洪水演进、工程安全等数字水利专业模型的研究,并结合物理工程的同步直观表达进行高保真虚拟建模。最后,通过江垭皂市工程实例对关键技术进行应用分析。研究结果表明构建的数字孪生水利模型与平台能够数字赋能江垭皂市水利工程智慧化管理。 展开更多
关键词 数字孪生水利工程 立体监测 智能模拟计算模型 虚拟建模
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数字孪生驱动的长江流域干旱防御平台设计与开发 被引量：7
2
作者 李喆 向大享 +1 位作者 陈喆 崔长露 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期180-188,共9页
在全球气候变化的背景下,长江流域发生了多次严重的高温干旱灾害,流域抗旱管理面临着旱情监测告警效率较低、旱灾预报预警精度不高、抗旱预案推演能力不足等瓶颈,迫切需要开展数字化转型。从长江流域抗旱减灾业务管理和“四预”应用需... 在全球气候变化的背景下,长江流域发生了多次严重的高温干旱灾害,流域抗旱管理面临着旱情监测告警效率较低、旱灾预报预警精度不高、抗旱预案推演能力不足等瓶颈,迫切需要开展数字化转型。从长江流域抗旱减灾业务管理和“四预”应用需求出发,基于智慧水利和数字孪生建设的总体要求,综合运用WebGL、GIS等技术,建立了干旱防御数字孪生平台,研发了遥感干旱监测评估、干旱专业模型动态加载、旱警水位超限预警、抗旱预案可视化等关键技术,初步实现了“预报-预警-预演-预案”全链条贯通业务应用,切实提升了长江流域抗旱管理智能化、精细化水平,为流域干旱防灾减灾提供了技术支撑。 展开更多
关键词 长江流域 干旱防御信息平台 数字孪生 四预
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基于SPI和VHI的长江中下游地区干旱时空特征分析 被引量：2
3
作者 向大享 姜莹 +1 位作者 陈喆 李喆 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期153-159,165,共8页
近60 a来,长江中下游地区干旱发生频率越来越高,强度不断增强,影响范围不断扩大,持续时间不断变长,对经济发展造成了严重的影响。通过构建长江中下游地区60 a长序列历史降水数据和40 a遥感数据集,基于标准化降水指数、植被健康指数等指... 近60 a来,长江中下游地区干旱发生频率越来越高,强度不断增强,影响范围不断扩大,持续时间不断变长,对经济发展造成了严重的影响。通过构建长江中下游地区60 a长序列历史降水数据和40 a遥感数据集,基于标准化降水指数、植被健康指数等指标建立干旱监测指数序列库,分析时序干旱指数变化特征,开展旱情时空分布、季节差异、发生频次等指标统计分析,探究旱情发生频率及其时空分异特征、旱情程度等时空特征。研究结果表明:长江中下游地区干旱事件发生具有明显的季节性,春夏季干旱频率高,秋冬季干旱频率低;干旱存在明显区域性差异,易旱地区主要包括湖北北部、湖南南部等地。 展开更多
关键词 干旱 时空特征 SPI VHI 长江中下游地区
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图像阈值分割方法研究进展20年(1994—2014) 被引量：138
4
作者 吴一全 孟天亮 吴诗婳 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-23,共23页
阈值分割是图像分割领域中使用最为普遍的一类简单而有效的方法,多年来受到许多学者的广泛关注,发表了大量的研究成果。作者曾于20年前对1962-1992年阈值分割的研究状况做了一个阶段性的回顾与总结。时至今日,阈值分割方法已经获得了巨... 阈值分割是图像分割领域中使用最为普遍的一类简单而有效的方法,多年来受到许多学者的广泛关注,发表了大量的研究成果。作者曾于20年前对1962-1992年阈值分割的研究状况做了一个阶段性的回顾与总结。时至今日,阈值分割方法已经获得了巨大的发展,新思路、新方法层出不穷。本文旨在对近20年来阈值分割领域常用的一些方法再次进行概括和分类,其中包括近年来新提出的阈值分割方法,也包括对经典方法的改进。文中给出了这些方法的基本思想和公式,阐明了各种方法的特点及其适用范围,以期为今后阈值分割的相关研究提供一些思路和启迪。 展开更多
关键词 图像处理 阈值分割 图像直方图 准则函数 空间特征 熵 优化算法
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面向突发性水污染事件的多传感器动态组网立体监测 被引量：1
5
作者 申邵洪 姜莹 +3 位作者 陈希炽 向大享 陈喆 文雄飞 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期160-165,共6页
针对突发性水污染事件应急监测和智能模拟分析需求,研究了多传感器立体协同监测模型,建立了突发性水污染事件的时间、空间属性和传感器观测性能之间的相关关系,实现了卫星、无人机、地面、水上平台的动态、协同组网。在丹江口库区开展... 针对突发性水污染事件应急监测和智能模拟分析需求,研究了多传感器立体协同监测模型,建立了突发性水污染事件的时间、空间属性和传感器观测性能之间的相关关系,实现了卫星、无人机、地面、水上平台的动态、协同组网。在丹江口库区开展了突发性水污染事件动态组网立体监测实验分析,根据水污染事件发生时、动态演变过程中和事件后期3个阶段的不同观测需求,基于多传感器立体协同监测模型,深入开展了多传感器协同优化求解,确定了相应的观测平台及传感器。实验结果表明,协同、高效的“天空地一体化”立体感知网能够全面、精准、快速获取水污染事件监测信息,可以科学支撑突发性水污染事件的应急处置。 展开更多
关键词 突发性水污染事件 动态组网 立体监测 多传感器
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三峡库区河流水体碳变化驱动力分析
6
作者 程学军 付重庆 +4 位作者 肖潇 张双印 徐坚 郑航 廖茂昕 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第12期66-72,100,共8页
为探究流域景观特征对河流碳循环过程的影响,综合运用景观指数法、冗余分析(RDA)法和Pearson相关性分析法,分析长江三峡库区段景观因子对河流碳循环的影响。结果表明:长江三峡库区段土地利用和景观格局对水体溶解性碳浓度和水-气界面CO_... 为探究流域景观特征对河流碳循环过程的影响,综合运用景观指数法、冗余分析(RDA)法和Pearson相关性分析法,分析长江三峡库区段景观因子对河流碳循环的影响。结果表明:长江三峡库区段土地利用和景观格局对水体溶解性碳浓度和水-气界面CO_(2)、CH_(4)通量影响最大的缓冲区尺度为1500 m;1500 m缓冲区内影响水体溶解性碳的关键变量有建筑用地和林地,影响水-气界面CO_(2)和CH_(4)通量的关键变量有建筑用地、林地、草地、耕地、裸地、香农多样性指数(SHDI)和斑块丰富度(PRD)。 展开更多
关键词 土地利用 景观指数 温室气体 溶解性无机碳 溶解性有机碳 缓冲区
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基于多特征和WSVM的SAR图像河流目标检测 被引量：5
7
作者 吴一全 李海杰 宋昱 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1288-1293,共6页
为进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中河流目标检测的准确性,本文提出了基于多特征和小波支持向量机(wavelet support vector machine,WSVM)的SAR图像河流目标检测方法。首先使用均值比表示像素点邻域的灰度特... 为进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中河流目标检测的准确性,本文提出了基于多特征和小波支持向量机(wavelet support vector machine,WSVM)的SAR图像河流目标检测方法。首先使用均值比表示像素点邻域的灰度特征,Gabor小波提取其纹理特征,并将其融合构造训练样本;然后将归一化处理后的特征矩阵输入WSVM进行训练,并利用训练好的WSVM对图像的每个像素点进行分类;最后根据河流的区域连通性和面积、形状特征,去除阴影、湖泊等与河流相似的区域。大量实验结果表明,与其他河流目标检测方法相比,本文方法检测的河流目标更加完整,背景与河流的误分区域更少,河流边缘保持得更好。 展开更多
关键词 河流目标检测 合成孔径雷达图像 多特征 小波支持向量机 均值比 GABOR小波 区域连通性
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基于Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割 被引量：6
8
作者 吴诗婳 吴一全 周建江 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第5期598-607,共10页
为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了... 为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了基于灰度级-邻域平均灰度级直方图的Tsallis交叉熵阈值选取公式,以进一步提高分割精度,并采用递推方式计算阈值选取准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快运算速度;最后,提出了二维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法,推导出相应的公式,大大减少了运算量。大量实验结果表明,与近年来提出的4种阈值分割方法相比,本文方法在对河流遥感图像的分割效果及运行时间上均有明显优势,是河流检测与类型识别系统中可选择的一种快速有效的分割方法。 展开更多
关键词 河流检测 遥感 图像分割 阈值选取 Tsallis交叉熵 快速迭代算法
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基于Shearlet变换和Krawtchouk矩不变量的河流SAR图像分割 被引量：2
9
作者 吴诗婳 吴一全 +2 位作者 周建江 孟天亮 戴一冕 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期21-31,共11页
合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分割是河流检测与识别的关键步骤,为了进一步提高河流SAR图像分割的准确性,提出一种基于Shearlet变换、Krawtchouk矩不变量及模糊局部信息C均值聚类的河流SAR图像分割方法.首先,对河流SA... 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分割是河流检测与识别的关键步骤,为了进一步提高河流SAR图像分割的准确性,提出一种基于Shearlet变换、Krawtchouk矩不变量及模糊局部信息C均值聚类的河流SAR图像分割方法.首先,对河流SAR图像进行Shearlet分解,提取其纹理特征,构成特征向量的前半部分;然后,计算河流SAR图像的Krawtchouk矩不变量,作为其形状特征,构成特征向量的后半部分;最后,利用模糊局部信息C均值算法依照上述特征向量进行聚类,由此得到河流SAR图像分割结果.大量实验结果表明,与近年来提出的脉冲耦合神经网络结合最大方差比准则分割法、Gabor小波变换结合模糊C均值聚类分割法、FLICM聚类分割法相比,所提出的方法在主观视觉效果以及客观定量评价指标误分割率上均有明显优势,且分割河流SAR图像更加准确. 展开更多
关键词 河流检测 SAR图像分割 SHEARLET变换 Krawtchouk矩不变量 模糊局部信息C均值聚类
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倒数交叉熵和改进图割结合的河流目标检测 被引量：1
10
作者 吴一全 宋昱 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期836-840,共5页
为了克服交互式图割方法选取种子点的随意性和由此导致的分割结果的不准确性,提出了使用倒数交叉熵阈值分割和改进图割结合的河流目标自动提取方法。先利用倒数交叉熵阈值选取准则对河流图像进行初始分割,从初始分割结果中自动选取种子... 为了克服交互式图割方法选取种子点的随意性和由此导致的分割结果的不准确性,提出了使用倒数交叉熵阈值分割和改进图割结合的河流目标自动提取方法。先利用倒数交叉熵阈值选取准则对河流图像进行初始分割,从初始分割结果中自动选取种子点。然后利用改进图割方法对河流遥感图像进行分割。改进图割中利用高斯混合模型对种子点区域进行建模,并利用结构张量矩阵计算平滑项。最后使用连通域检测方法去除小的连通域并得到最终结果图像。与交互式图割、基于倒数交叉熵和图割等4种方法进行了比较,实验结果表明提出方法得到的分割图像最为精确,分割效果最好。 展开更多
关键词 遥感图像 河流提取 倒数交叉熵 图割 高斯混合模型 结构张量
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