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遥感学报 2022年第9期26卷 1757-1776页

作者：向娟陶明辉郭玲陈良富陶金花桂露中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 天津气象服务中心天津300074 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101

细颗粒物PM_(2.5)(Fine Particulate Matter)是影响空气质量和公共健康的关键因素之一。高时空分辨率的PM_(2.5)数据是公共健康风险评估和流行病学研究的基本需求。相较于地面站点,卫星遥感技术具有连续观测、宽覆盖和低成本的优势,基... 详细信息

细颗粒物PM_(2.5)(Fine Particulate Matter)是影响空气质量和公共健康的关键因素之一。高时空分辨率的PM_(2.5)数据是公共健康风险评估和流行病学研究的基本需求。相较于地面站点,卫星遥感技术具有连续观测、宽覆盖和低成本的优势,基于卫星气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)反演PM_(2.5)质量浓度的方法已成为热点。本研究概述了卫星AOD产品反演PM_(2.5)浓度的原理,介绍了用于PM_(2.5)反演的主要卫星AOD产品及其反演精度;总结了现有的PM_(2.5)估算方法及其优缺点,指出目前PM_(2.5)反演研究存在的问题;提出未来PM_(2.5)反演方向主要集中在高时空分辨率的PM_(2.5)浓度重建、基于激光雷达数据的三维PM_(2.5)浓度反演及PM_(2.5)化学组分反演等方向。比例因子法、物理机理模型和统计模型这3种方法都能在不同时期不同程度地准确估算PM_(2.5)浓度,代表了那个时期较为前沿的研究热点,但比例因子法和物理机理模型因其自身的局限性而应用较少,而统计模型因其独特的时间或时空异质性的可描述性和强大的非线性描述能力的优势而被广泛应用并不断改进。目前PM_(2.5)反演研究存在的问题主要有3种:(1)卫星AOD的非随机缺失问题造成估算的PM_(2.5)数据缺失;(2)反演模型的精度问题;(3)PM_(2.5)的化学成分估算问题。基于此,本文为了准确揭示近地面PM_(2.5)的时空变化趋势,提高基于卫星AOD产品的近地面PM_(2.5)反演研究的准确性,提出了几点未来的研究方向:首先,新型的高空间(如风云四号、高分五号)、高时间分辨率(Himawari-8/9)卫星AOD产品在PM_(2.5)的精细化估算研究上具有很大优势,这对于高时空分辨率的PM_(2.5)浓度重建具有重要意义;其次,随着大气探测技术的发展,星载、机载及地基激光雷达都能够获取垂直分布信息,搭载在无人机上的颗粒物传感器可实现PM_(2.5)垂直方向上的监测,将其与光学遥感卫星数据及地面监测数据结合,可实现三维的PM_(2.5)浓度反演;最后,PM_(2.5)化学组分信息对于分析污染成因、暴露特征等尤其重要,其时空变化趋势研究是一个重要的发展方向,然而,地面PM_(2.5)组分观测站网仍不完善,如何克服卫星遥感估算中对地面站网的依赖,实现PM_(2.5)化学成分的高精度反演需要进一步研究。通过本研究,有助于进一步了解不同PM_(2.5)估算方法的原理机制及其优缺点,为基于卫星AOD产品反演近地面PM_(2.5)浓度的新的发展方向提供启示,提升近地面PM_(2.5)浓度反演的精度及时空分辨率。

关键词： PM_(2.5) 卫星遥感 AOD 估算方法

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SAR-AIRcraft-1.0:高分辨率SAR飞机检测识别数据集

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雷达学报（中英文） 2023年第4期12卷 906-922页

作者：王智睿康玉卓曾璇汪越雷张汀孙显中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国科学院网络信息体系技术科技创新重点实验室北京100190

针对合成孔径雷达(SAR)图像中飞机散射点离散以及背景强干扰造成虚警的问题,该文提出了一种结合散射感知的SAR飞机检测识别方法。一方面,通过上下文引导的特征金字塔模块来增强全局信息,减弱复杂场景中强干扰的影响,提高检测识别的准确... 详细信息

针对合成孔径雷达(SAR)图像中飞机散射点离散以及背景强干扰造成虚警的问题,该文提出了一种结合散射感知的SAR飞机检测识别方法。一方面,通过上下文引导的特征金字塔模块来增强全局信息,减弱复杂场景中强干扰的影响,提高检测识别的准确率。另一方面,利用散射关键点对目标进行定位,设计散射感知检测模块实现对回归框的细化校正,增强目标的定位精度。为了验证方法有效性、同时促进SAR飞机检测识别领域的研究发展,该文制作并公开了一个高分辨率SAR-AIRcraft-1.0数据集。该数据集图像来自高分三号卫星,包含4,368张图片和16,463个飞机目标实例,涵盖A220,A320/321,A330,ARJ21,Boeing737,Boeing787和other共7个类别。该文将提出的方法和常见深度学习算法在构建的数据集上进行实验,实验结果证明了散射感知方法的优异性能,并且形成了该数据集在SAR飞机检测、细粒度识别、检测识别一体化等不同任务中性能指标的基准。

关键词：合成孔径雷达公开数据集 SAR飞机检测飞机识别深度学习

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1980—2020年中国九大流域蒸散发及其组分时空评估

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地球信息科学学报 2022年第5期24卷 889-901页

作者：杨泽龙李艳忠白鹏杜深文郝奕钱畅李超凡南京信息工程大学水文与水资源工程学院南京210044 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 南京信息工程大学地理科学学院南京210044

蒸散发是地表陆气水分交换的纽带,准确量化蒸散发的时空演变格局对于水资源规划与管理至关重要。本文基于GLEAM模型的蒸散发及其组分数据集,借助7个通量观测站数据、120个流域的流域水量平衡及PML_V2蒸散发产品,在中国九大流域系统评估... 详细信息

蒸散发是地表陆气水分交换的纽带,准确量化蒸散发的时空演变格局对于水资源规划与管理至关重要。本文基于GLEAM模型的蒸散发及其组分数据集,借助7个通量观测站数据、120个流域的流域水量平衡及PML_V2蒸散发产品,在中国九大流域系统评估了GLEAM-ET产品,分析了植被恢复背景下,蒸散发(ET)及其组分(植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es)在1980—2020年的时空演变格局。本文主要得到以下结论:①GLEAM-ET产品在中国九大流域具有较好的适用性,其性能与气候类型有关,干旱区效果优于湿润区。此外,GLEAM与PML_V2模型在九大流域相关性较好(R>0.7),分布格局与变化趋势整体保持一致。②全国尺度上,ET均值为416.88 mm,增长速率为1.21 mm/a。Ec与ET均呈自东南向西北递减的分布格局,而Es与其相反。Ec、ET在九大流域均呈显著增加趋势(p<0.001)。Ei、Es在季风区流域分别呈显著增加和显著减小趋势;在内陆区流域呈不显著减小(p>0.05)和显著增加趋势。③在植被恢复背景下,ET组分比例发生了变化。Ec占比变化存在南北差异,南方流域Ec占比均减小,北方流域均增加。Ei占比在各流域均增加,Es占比均减小。黄河流域ET组分对植被恢复的响应最为明显,Ec占比增加了5.21%,Es占比减小了5.56%。

关键词：九大流域 GLEAM PML_V2 适用性评价蒸散发土壤蒸发植被蒸腾时空演变植被恢复

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基于交通业务特征理解的车路协同可信交互方法

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交通运输工程学报 2022年第4期22卷 348-360页

作者：上官伟查园园付瑶郑四发柴琳果北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 中国移动研究院北京100053 清华大学车辆与运载学院北京100084

为保障车路协同环境下信息的可信交互,分析了车车、车路协同信息交互流程和不同模式下的交互需求,设计了车路协同可信交互架构;构建了车辆行为状态推演模型与路径扰动因子量化模型,设计了车辆主体可信度计算方法与等级评估规则,实现了... 详细信息

为保障车路协同环境下信息的可信交互,分析了车车、车路协同信息交互流程和不同模式下的交互需求,设计了车路协同可信交互架构;构建了车辆行为状态推演模型与路径扰动因子量化模型,设计了车辆主体可信度计算方法与等级评估规则,实现了车辆主体行为可信认证;通过对交通业务的有效特征理解构建了消息紧急度量化模型,利用低分辨率筛选策略初步过滤了消息报文,基于支持向量机(SVM)对消息内容进行了深度理解,形成了多分辨率交互内容认知方法;使用包含OMNeT++和SUMO仿真模拟器的Veins搭建了仿真测试环境,针对不同网联自动驾驶车辆(CAV)渗透率下的开放道路和交叉口场景开展了仿真试验,对提出的车路协同可信交互方法进行了测试验证。研究结果表明:结合交通业务特征理解能够有效改善车路协同信息交互的可信度判别,提出的方法对信标位置消息的平均认知正确率可以达到90.91%,相比基于时效性检测的可信交互方法提高了8.68%;在安全效率消息可信交互验证试验中,随着恶意车辆比例的增加,传统基于投票机制的车路协同可信交互方法逐渐失效,而提出的方法在保证单次认证时延小于13 ms的条件下,平均正确率达到94.96%,较传统基于反向传播(BP)神经网络的方法提高了3.05%,且CAV渗透率越大,可信交互检测结果的准确率越高,漏报率越低,能够满足车路协同可信交互需求。

关键词：车路协同可信交互交通业务特征理解行为状态推演路径扰动因子量化多分辨率认知

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基于卷积神经网络的混叠光谱解调方法

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 263-271页

作者：刘瀚霖辛璟焘庄炜夏嘉斌祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自... 详细信息

研究了一种基于深度学习的光纤光栅混叠FBG光谱解调方法。利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型处理混叠光谱非线性序列模型问题,通过一维卷积神经网络预测识别混叠光谱中心波长,并搭建了并联结构的混叠光谱数据自动采集实验系统,验证了混叠光谱的中心波长高精度解调。实验分析了训练样本、迭代次数对训练时间、测试时间、解调精度的影响,并对训练完成后的模型进行了解调时间测试。分别与其他解调算法进行了解调精度和测试时间对比,同时对同一组光谱数据使用解调模型算法及最高点寻峰算法进行中心波长值的对比并进行误差分析。实验结果表明:解调模型均方根误差结果为0.08258 pm,使用Intel(R)Core(TM)i7-8550U CPU(Central Processing Unit)的解调计算时间为0.338 s。研究结果表明:采用卷积神经网络模型对于混叠光谱中心波长解调结果的准确性具有合理性,与其他算法相比,文中的解调算法在解调精度和时间上具有优势,模型大小在400 kB以下,所需算力较小,可部署在小型嵌入式设备中,在大规模机载传感网络,结构健康监测中有良好的应用前景。

关键词：光纤光栅混叠光谱光谱数据采集系统卷积神经网络

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基于多模态分层注意力网络的玉米病害叶片识别

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中国农机化学报 2025年第6期46卷 162-168页

作者：商炎亮吴凯周文许昌电气职业学院河南许昌461000 郑州大学信息工程学院郑州市450001 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京市100190

玉米叶片病害会影响叶片光合作用,严重影响玉米籽粒的灌浆,及时准确地检测玉米病害叶片有助于提高玉米的产量和质量,为此提出一种基于多模态分层注意力网络的小样本玉米病害叶片识别方法。首先,利用视觉特征提取网络VGG16将输入的玉米... 详细信息

玉米叶片病害会影响叶片光合作用,严重影响玉米籽粒的灌浆,及时准确地检测玉米病害叶片有助于提高玉米的产量和质量,为此提出一种基于多模态分层注意力网络的小样本玉米病害叶片识别方法。首先,利用视觉特征提取网络VGG16将输入的玉米叶片映射到视觉语义空间,并逐层计算支持分支和查询分支间的语义关联。然后,利用文本转换器将玉米叶片文本标签映射到文本语义空间,并利用模态交叉注意力建立视觉与文本之间的上下文语义关联,尽可能地聚焦病害区域。最后,利用掩码平均池化技术生成指导未知玉米叶片病害的泛化原型集。在自建和开源的玉米病害叶片数据集上进行测试。结果表明:所提出模型在自建数据集上可以实现96.08%的识别精度,在开源的Plant Village数据集上可以实现98.11%的识别精度。

关键词：玉米病害叶片识别视觉语义文本语义多模态分层注意力

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基于迁移学习的农业短文本语义相似度计算方法

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智慧农业(中英文) 2025年第1期7卷 33-43页

作者：金宁郭宇峰韩晓东缪祎晟吴华瑞沈阳建筑大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110168 国家农业信息化工程研究中心北京100097 农业农村部农业信息化技术重点实验室北京100097

[目的/意义]农业领域高质量的语义相似度计算是推动农业技术推广信息化、智能化发展的重要基础。针对现有文本语义相似度计算模型特征提取不全面、高质量标注数据集少等问题,提出一种基于迁移学习和BERT (Bidirectional Encoder Represe... 详细信息

[目的/意义]农业领域高质量的语义相似度计算是推动农业技术推广信息化、智能化发展的重要基础。针对现有文本语义相似度计算模型特征提取不全面、高质量标注数据集少等问题,提出一种基于迁移学习和BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers)预训练模型的农业短文本语义相似度计算模型CWPT-TSBERT (Chinese-based Wordpiece Tokenization and Transfer-learning by Sentence BERT)。[方法] CWPT-TSBERT依托孪生网络架构,利用迁移学习策略在大规模通用领域标注数据集进行模型预训练,解决农业文本标注数据集少、语义稀疏性高等问题。提出面向中文的子词单元分词方法 CWPT拆分汉字,增强字向量的语义特征表示,进一步丰富了短文本语义特征表达。根据迁移学习的微调机制,利用SBERT (Sentence BERT)模型提取字向量,挖掘汉字间及字形结构间关联关系,提高模型语义相似度计算的正确率。[结果和讨论] CWPT-TSBERT模型的语义相似度计算正确率达到97.18%,高于基于卷积神经网络的TextCNN_Attention、基于循环神经网络的MaLSTM (Manhattan Long Short-Term Memory),以及基于BERT预训练模型的SBERT等12种模型。[结论] CWPT-TSBERT模型在小规模农业短文本数据集上语义相似性计算正确率较高,性能优势明显,为语义智能匹配提供了有效的技术参考。

关键词：迁移学习农业短文本语义相似度计算字形特征知识智能服务大模型

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基于协同计算的矿浆密度自适应智能检测方法

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仪器仪表学报 2023年第10期44卷 237-246页

作者：王兰豪卫涛杰余刚代伟中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 矿冶过程智能优化制造全国重点实验室北京100089 矿冶过程自动控制技术北京市重点实验室北京100089

本文针对磨矿分级中传统密度检测方法精度不高且耗时耗力的问题,提出一种矿浆密度智能检测方法。通过对矿浆流体进行机理分析,得到线性已知项和非线性未知项,结合高斯过程回归与正则化随机配置(RSC)算法对矿浆密度进行整体辨识。此外将... 详细信息

本文针对磨矿分级中传统密度检测方法精度不高且耗时耗力的问题,提出一种矿浆密度智能检测方法。通过对矿浆流体进行机理分析,得到线性已知项和非线性未知项,结合高斯过程回归与正则化随机配置(RSC)算法对矿浆密度进行整体辨识。此外将机理模型估计的方差作为数据驱动模型的训练目标,提高了模型对数据信息的获取程度。同时采用协同计算的方式将自适应智能检测方法应用到工业中,确保矿浆密度检测的实时性和检测模型自适应性。基于工业数据实验分析,本文方法估计密度的平均绝对误差为7.13、均方根误差为9.31、决定系数为99.51%、检测结果相对误差δ<1.0%的样本数量占比83.58%,均优于其他对比算法,极大提高了矿浆密度检测模型的有效性。

关键词：矿浆密度数据驱动随机配置网络正则化协同计算

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一种热对流式MEMS二维质点振速传感器

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声学学报 2023年第3期48卷 541-548页

作者：许相园孙远赵静葛浩鲍明卢明辉朱梦尧黎椿建李晓东中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院噪声与振动重点实验室(声学研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049 南京大学固体微结构物理国家重点实验室&现代工程与应用科学学院南京210093 西北工业大学自动化学院西安710072 华为终端有限公司深圳518129 上海大学通信与信息工程学院上海200444

由空气质点振速传感器和声压传感器组成的矢量传声器是测量声场空间信息的重要方式。本文设计了一种新型热对流式二维质点振速传感器,不同于传统平行线式传感机制,该器件由多线进行交叉连结形成一个中央十字加热器和四个直角测温线,构... 详细信息

由空气质点振速传感器和声压传感器组成的矢量传声器是测量声场空间信息的重要方式。本文设计了一种新型热对流式二维质点振速传感器,不同于传统平行线式传感机制,该器件由多线进行交叉连结形成一个中央十字加热器和四个直角测温线,构成新的局域加热和温度传感方式,基于此设计能够获得更高的灵敏度并具有理想的正交性。通过数值分析对其传感机制进行了详细分析,并使用MEMS工艺进行器件制备和性能验证。实验结果表明,该器件具有良好的响应灵敏度和接近完美的正交指向性。所提出器件在体积受限的声场测量中具有潜在应用价值。

关键词：二维矢量传声器质点振速热线式传感器微加工

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基于AD7124的高精度MEMS加速度计信号处理系统

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半导体光电 2024年第5期45卷 792-797页

作者：唐宇莎张伟郭子龙北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 西安工业大学光电工程学院西安710021

为降低加速度计存在的零点漂移对测量精度的影响,满足低量程微机械(MEMS)加速度计的测量精度和漂移需求,设计了一种基于AD7124的高精度MEMS加速度计信号处理系统。以STM32F303CBT6为核心控制器,驱动高精度模/数(A/D)转换芯片AD7124进行... 详细信息

为降低加速度计存在的零点漂移对测量精度的影响,满足低量程微机械(MEMS)加速度计的测量精度和漂移需求,设计了一种基于AD7124的高精度MEMS加速度计信号处理系统。以STM32F303CBT6为核心控制器,驱动高精度模/数(A/D)转换芯片AD7124进行数据采集。设计脉冲宽度调制输出方波作为加速度计的激励信号,运用加权移动平均滤波对信号进行去噪和平滑,提出一种零点漂移抑制与跟踪的算法,解决了零点漂移过大的问题。测试结果表明,加速度计在±1 g量程下的灵敏度为146 mV/g,经过数字滤波后的加速度计输出稳定度提高了5.97倍,最终零偏稳定性由45.850 mg/h改善为0.055 mg/h。

关键词：微机械加速度计 AD7124 脉冲宽度调制加权移动平均滤波零点漂移

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