天然气管道高后果区多尺度融合变化检测算法

针对天然气管道高后果区变化人工调查效率低的问题，提出基于多尺度融合的高后果区变化检测算法。首先对天然气管道沿线高后果区两期影像进行矢量裁剪，然后将两期高后果区影像输入变化检测算法中，计算出整幅影像的建筑变化特征信息，最后根据整幅影像计算结果生成变化图斑矢量。网络中设计的多尺度融合模块融合了高层特征信息和底层特征信息，此外增加的注意力机制模块从通道和空间范围提取具有区分性的特征信息。以武汉地区忠武线天然气管道线路为研究对象，使用2019年和2020年遥感影像开展实验，F1值和召回率分别达到0.849、0.838。结果表明，采用基于多尺度融合的高后果区变化检测算法计算结果能够满足高后果区变化检测的实际应用需求。（图5，表3，参20）     

基于频谱和光谱特征的高光谱地物分类比较

目的频谱作为物质的能量特征进行地物的识别是可行的。本文针对国内外利用频谱进行地物分类尤其是森林植被分类研究的匮乏,探索频谱的地物识别潜力,将高光谱影像的光谱曲线转化为频谱进行地物识别研究。方法以福建将乐林场为研究区,利用国产环境小卫星高光谱影像(HJ-1A HSI)和同时成像的多光谱影像(CCD),通过能量分离变换的方法对高光谱和多光谱进行融合,获取高空间分辨率的高光谱影像;然后,将融合影像的光谱曲线转化到频率域,进而获取频谱;通过“频谱距离”对研究区进行地物分类,并将分类结果与光谱角填图(SAM)分类结果进行比较。结果在频域中植被类别和非植被类别的低阶幅度谱具有明显的可分性,频谱方法提高了马尾松、杉木和阔叶林的制图精度,对于光谱特征相似的不同森林植被具有更好的区分能力;非植被类别在1阶谐波的频谱容易区分, 植被类别需要用前7次谐波的幅度谱进行区分,随着频率的增大,频谱变化趋于相似,并且非植被类别在频域的能量累计速度高于植被类别;与SAM的分类结果比较发现,基于频谱的分类方法总体分类精度为84.19%,比SAM分类结果总体精度提高0.7%。结论利用频谱信息可以降低光谱曲线上噪声的影响,保留类别的重要区别信息,提高地类的分类精度,因此利用频域中的频谱进行地类识别具有可行性。      

QUICKBIRD影像在城市绿地提取中的应用——以石家庄市为例

以石家庄市为例,重点讨论了基于QUICKBIRD影像的城市绿地信息分级分类提取方法,通过将QUICKBIRD遥感图像进行波段组合、对比度拉伸、几何纠正后将其多光谱数据合成,根据各类地物的不同光谱特征,采取相应的方法提取出各层信息。在此过程中,仔细分析地物间的光谱差异,非线性增强阴影区绿地NDVI值,利用光谱差异分层提取、剔除信息。分级分类法充分考虑各类目标的不同特点,避免了通常单一分类方法中仅利用光谱特征所造成的地物混分现象。     

基于决策树的无人机高光谱遥感影像地物分类研究

高光谱影像由于其波段众多,传统的多光谱图像的信息提取方法不适合高光谱影像的处理。利用无人机搭载美国Headwall公司的最新纳米级高光谱成像光谱仪,采集广东省广州市增城区某处的高光谱影像,提取光谱数据,分析不同地物间光谱曲线特征和差异,采用决策树进行地物分类。结果表明:根据无人机高光谱数据中不同地物之间光谱特征曲线的差异,建立分类树,不仅可以大大减少分类处理的工作量,且分类效果良好,准确度高。     

基于多源遥感影像融合的植被覆盖度信息提取研究

植被覆盖度是评估生态环境的一个重要参数,对于全球环境变化和监测研究具有重要意义。如何从遥感数据资料估算植被覆盖度,并提高估算精度是建立全球或区域气候、生态模型的基础工作。该研究以CBERS数据与ASAR数据为多源遥感数据源,进行CBERS影像与ASAR影像HPF像素级融合,生成高空间分辨率的多光谱影像HPF融合影像。分别运用CBERS影像和HPF融合影像,提取植被覆盖度,并对两者的提取效果进行精度对比评价分析。评价结果表明,HPF融合处理的影像提取的植被信息精度较高、效果较好,为植被覆盖度信息的提取提供了参考。     

基于无人机高光谱不同高度的地物快速识别研究

[目的]探究不同高度下地物的光谱特征变化以及不同时期、不同高度下地物的有效快速识别方法。[方法]以2016年8月7日200 m高空高光谱影像和2016年9月25日100、200、300 m高空高光谱影像共4景影像为研究对象,研究不同高度下地物的高光谱特征变化以及不同时期、不同高度下地物的分类精度。[结果]不同高度下,植被的光谱反射率差异显著,随着高度的升高,植被特有的特征如"绿峰"降低、"红谷"升高、"红边位置"出现"红移",在近红外范围内,光谱反射率降低;综合考虑人工参与程度、处理时间和分类精度等方面,基于ISODATA法可实现不同时期、不同高度下地物的快速识别研究。[结论]该研究结果为利用无人机高光谱遥感在其他领域的应用奠定了基础。     

基于多源数据的管道沿线功能区识别方法

传统的管道沿线功能区识别方法以人工现场踏勘的方式进行,受识别人员经验和对识别工作的熟练程度影响,识别效率有限。基于高分辨率遥感影像,利用深度学习方法实现高后果区建筑物的高精度提取。利用改进的网络模型与现有成熟的语义分割模型在公开数据集上进行对比实验,结果表明,该建筑物提取网络具有更高的建筑物解译精度。结合兴趣点（Points of Interest,POI）与开放街道地图（Open Street Map,OSM）数据,采用密度峰值聚类分析法计算各类型数据的频率密度,从而实现管道沿线功能区的识别。将该方法应用于西气东输某管道的高后果区功能区识别中,共识别出包括居住区、公共服务区、工业区、商业区、交通设施区及农业区6类功能区。该方法能够准确、快速地对人员密集型场所进行识别,可进一步提升高后果区识别的准确率和效率。（图7,表2,参23）     

煤火区典型地物热红外光谱特征研究——以水西沟煤田火区为例

地物光谱特性是遥感应用的基础,目前多为对地物的可见光-近红外反射率光谱的研究,关于地物热红外发射率光谱的研究并未全面展开。使用便携式傅里叶变换红外光谱仪对新疆吉木萨尔县水西沟煤田火区样品进行光谱采集。选取典型地物,采用PercentileFilter方法进行光谱平滑去噪,以及光谱平滑迭代算法进行样品温度和发射率的分离,得出地物发射率的光谱曲线,分析得出自然环境下煤田火区典型地物表面温度和对应的发射率值,以及样品低发射率谷的敏感波段。通过得出自然环境下地物准确地发射率值将有效的提高遥感影像反演地表温度的精度,为更加准确地提取煤田火区的温度异常信息奠定一定基础;而通过对地物热红外发射率光谱特征的分析,将为热红外遥感影像提取和识别地物类型奠定一定基础。     

基于RapidEye数据的塔里木河上游天然胡杨林区典型地物遥感信息提取研究

胡杨是塔里木河流域荒漠河岸林的建群树种,在胡杨林区进行植被监测,对塔里木河流域生态环境恢复与重建有着极其重要的作用。本研究利用RapidEye影像及地面调查数据对研究区地物特征信息进行了提取,并分析了胡杨林区地物的光谱特征,结果如下:建立了胡杨林区主要地物(胡杨、柽柳、河流、沟渠、裸地、居民地和其它植被)的遥感解译标志,对典型地物在影像上能相互区分的原因进行了解释,同时提取了RapidEye波段的典型地物光谱曲线和面积信息,分析了植被空间分布的特点及规律。为塔里木河流域的植被监测提供一种新的监测手段。     

不同端元模型下湿地植被覆盖度的提取方法——以北京市野鸭湖湿地自然保护区为例

植被覆盖度作为反映湿地植物生长状况的重要生态学参数,在评估和检测湿地生态环境方面起着关键的作用.以华北内陆典型的淡水湿地——北京市野鸭湖湿地自然保护区为研究对象,中等分辨率的Landsat TM影像为数据源,基于线性光谱混合模型(LSMM)对研究区的植被覆盖度进行了估算.针对湿地植被类型丰富、土地利用类型多样化的特点,利用归一化植被指数(NDVI)在反映植物生长状况、覆盖程度以及区分地表覆盖类型方面的优势,通过对原始Landsat TM影像增加NDVI数据维对影像进行维度扩展,克服了传统研究中通常从Landsat TM影像上提取3-4种端元的局限,经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯像元指数(PPI)计算以及人机交互端元选取等一系列运算,构建以陆生植物、水生植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的五端元模型来反映研究区的地物组成;同时,以原始Landsat TM影像为基础,构建植物、高反射率地物、低反射率地物、裸露土壤为组分的四端元模型.针对两种端元模型,采用全约束下的LSMM算法进行混合像元分解以获取研究区的植被覆盖度,其次辅以研究区的纯水体信息对其进行优化.精度检验采用相同时期的高分辨率WorldView-2多光谱影像来进行.研究表明:虽然四端元模型与五端元模型对植被覆盖度的估算结果在空间上具有基本一致的分布趋势,但是前者的估算结果在数值上要普遍低于后者,在研究区的水体及其附近,四端元模型难以体现水生植物的植被覆盖信息;另外,五端元模型的估算结果与检验数据的相关系数R达到0.9023,均方根误差(RMSE)为0.0939,明显优于四端元模型的R=0.8671和RMSE=0.1711.这反映了通过对影像进行维度扩展的方法来改进端元提取的数量是可行的,而由此构建的五端元模型可以更充分的反映研究区地物之间的光谱差异,从而获得更好的估算精度.     

中外智慧管网发展现状与对策方案

智慧管网具有全面感知、自动预判、自适应、自反馈、自学习等特征优势,近年来得到迅速发展,国内外智慧管网的侧重点有所不同,国外侧重于使用现代模型方法升级传统技术方法,而国内侧重于智慧系统的规划和整体设计。目前中国智慧管网建设仍处于起步阶段,在数字孪生体构建、传感技术、精准检测和评价、决策支持、模型构建、信息共享、大数据深度挖掘等方面缺乏系统性、规划性、科学性,基础模型和智能决策不足。阐述了智慧管网在国家管网多条管道上的开发与应用,逐步实现了设计、施工、运行等多环节覆盖。针对存在的问题,提出了解决方案:管网智能巡护,智慧管网的人工智能,视频实时监控智能识别,管道智能化应急防范,构建基于多源数据的智能化管理平台,灾害一体化智能监测与预警,管道完整性大数据融合、建模、决策支持等。建议进一步采用物联网、云平台、区块链等技术,研究建立管道全生命周期数据标准,构建管道全生命周期数据库,开展智能管网平台设计,包括管道全生命周期资产管控、运行控制、决策支持,最终形成基于多源数据融合的智能一体化管理平台。     

地震区油气管道的应变与位移检测技术

为了对地震区油气管道所承受的附加应力进行有效检查,提出基于惯性导航技术的应变及位移检测方法,可对油气管道全线进行有效检测,及时发现管道位移和应变集中点。通过使用搭载惯性导航单元的内检测器对管道进行检测,并与地面标记点、里程计进行组合导航数据融合得到精确的管道中心线坐标后,进一步对管道弯曲应变进行计算,可有效查找管道全线的应变变化及位移区域,并能够检测应变及位移变化量。通过牵引试验验证了应变检测的正确性及数据重复性,该方法为地震区长输油气管道的安全运行提供了有效保障。     

基于多源遥感数据的连云港海域赤潮信息提取研究

[目的]利用多元遥感数据提取连云港海域赤潮信息。[方法]以小尺度连云港海州湾赤潮为研究对象,选用2005年10月8日IRS-P6数据、2006年5月20日Landsat 5-TM数据、2006年10月6日MODIS 1B数据以及2009年4月22日HY-1B的2级数据为遥感数据源,对其进行几何校正、大气校正、图像裁剪等预处理后,结合同步观测的连云港赤潮监控区站位环境数据,采用二次滤波法、叶绿素a浓度法、波段比值法提取海州湾赤潮信息。[结果]2005年10月8日,连云港海域暴发面积约20.0 km2的赤潮;2006年5月20日,连云港海域赤潮处于消亡阶段;2006年10月6日,赤潮暴发规模大,面积约436.5 km2;2009年4月22日,连云港海域赤潮零星分布,面积约10.8 km2。[结论]该研究为连云港环境监测相关部门实施有效地赤潮预测与预警提供了技术思路。     

基于多源空间信息的湖南省生态环境综合评价

采用多源空间信息,在地理信息系统和遥感技术的支持下,构造以栅格数据为主的数字环境.通过建立省域尺度生态环境综合评价指标体系与评价模型,在空间叠加分析基础上,对湖南省生态环境进行了综合评价,并研究了区域生态环境的空间分异格局.研究结果表明,湖南生态环境综合指数呈正态分布,总体环境状况一般,中等及以下等级的区域占全省总面积的65.01%.在空间格局上,大体表现为由东向西逐渐变差的态势,但局部有差异,这主要与各区域的自然条件、灾害状况及社会经济发展水平等有较强的相关性.     

Study on the Technology of Supplying Water Safely by Long-Distance Pipeline

The extensively built long-distance water transmission pipelines have become the main water sources for urban areas. To ensure the reliability and safety of the water supply, from the viewpoint of overall management, it would be necessary to establish a system of information management for the pipeline. The monitoring, calculating and analyzing functions of the system serve to give controlling instructions and safe operating rules to the automatic equipment and technician, making sure the resistance coefficient distribution along the pipeline is reasonable; the hydraulic state transition is smooth when operating conditions change or water supply accidents occur, avoiding the damage of water hammer. This paper covered the composition structures of the information management system of long-distance water transmission pipelines and the functions of the subsystems, and finally elaborated on the approaches and steps of building a mathematics model for the analysis of dynamic hydraulic status.     

长输油气管道完整性管理信息化实践

从长输油气管道完整性管理应用现状出发,分析了管道完整性管理信息化建设的现实需求,并结合管道完整性管理平台实施案例,阐述了完整性管理信息化建设的实施步骤、内容和效果。通过完整性管理信息化的实施,企业实现了20余项管理业务的信息化,统一业务表单70多张,规范业务流程40多项,减少了业务数据采集、录入的重复工作,实现了企业绩效的动态监控,构建了基于完整性平台的开放生态应用环境,较好地解决了实际管理中的问题,有力地推进了企业的精细化管理,确保了企业管理体系的落地和切实执行,有效地将完整性管理与日常业务流程进行整合,从而验证了油气管道企业建立完整性信息化平台的必要性。（图3,表1,参10）     

GIS和RS技术在土地利用动态监测中的应用

土地利用遥感动态监测能够快速提取土地利用变化信息,更新土地利用现状图,对于土地资源合理利用、科学管理具有重要的意义.以不同时相遥感影像为主要数据源,结合其他多种数据,探讨了土地利用遥感动态监测的技术流程.以1989年和2000年石河子垦区及周边地区TM影像为基础,分析了该区域土地利用的变化趋势.研究区内的土地利用变化总体趋势是耕地(农田)面积大幅度增加,以草(林)地向耕地(农田)的转化最为显著,各种土地利用类型处在相互转化中.     

管道内检测数据对齐方法与应用

随着内检测的不断推进,大部分管道已经开展了两轮及以上次数的内检测作业,获得了大量内检测数据。由于内检测受外部环境及检测误差的影响,多轮内检测数据在里程、缺陷识别与量化方面存在一定差异,难以实现多轮内检测数据的快速对齐,且人工对齐工作量巨大。为研究内检测数据的快速对齐方法,结合大量内检测数据,构建了内检测数据对齐算法模型,基于该模型实现了内检测数据的快速对齐,并通过不同单位、不同格式的内检测数据进行应用测试。测试结果表明:该方法可以实现管道阀门、三通等特征100%对齐,管节对齐比例达99%以上,弯头对齐比例达90%以上。基于该方法,可快速对内检测数据进行深度挖掘分析,预测管道本体缺陷发展趋势,为管道腐蚀控制及管道本体管理提供数据支撑,实现管道本体风险的预控,提高管道完整性管理水平。     

SPOT卫星影像数据在长输管道工程中的应用

SPOT卫星影像具有较高的分辨率，广泛应用于基础地理信息的更新和跨越区域工程建设中，可以为拟建的长输管道通过地区提供新的工程环境信息，应用SPOT卫星影像数据技术可以长输管道工程在节约投资，缩短建设周期，减灾防灾等方面提供了有效的技术保障。     

灰色系统理论在管道完整性数据预测中的应用

根据管道完整性数据的不确定性、管道环境变化速度低、信息过去值发展受到的扰动少等特征,推荐采用基于趋势外推法的灰色系统理论预测管道完整性数据,提出了预测原则和预测对象分类等.介绍了预测数据序列生成步骤方法,给出了仅有一次检测数据的预测计算实例.