大数据技术在林业数据信息管理中的应用——从森林火灾谈起

近年来国内外多次发生森林大火,应用大数据技术及相关信息技术对火灾数据进行分析和处理,使人们积累了应对森林大火的经验和方法,从中可以对大数据的技术发展方向进行探索.本文分析大数据收集与前沿技术的发展现状与趋势,结合林业大数据的发展目标,探索利用大数据技术在林业数据信息管理中的应用方向.     

基于迁移学习的葡萄叶片病害识别及移动端应用

为解决已有的卷积神经网络在小样本葡萄病害叶片识别的问题中出现的收敛速度慢,易产生过拟合现象等问题,提出了一种葡萄叶片病害识别模型（Grape-VGG-16,GV）,并针对该模型提出基于迁移学习的模型训练方式。将VGG-16网络在ImageNet图像数据集上学习的知识迁移到本模型中,并设计全新的全连接层。对收集到的葡萄叶片图像使用数据增强技术扩充数据集。基于扩充前后的数据集,对全新学习、训练全连接层的迁移学习、训练最后一个卷积层和全连接层的迁移学习3种学习方式进行了试验。试验结果表明,1）迁移学习的2种训练方式相比于全新学习准确率增加了10～13个百分点,并在仅训练25轮达到收敛,该方法有效提升了模型分类性能,缩短模型的收敛时间;2）数据扩充有助于增加数据的多样性,并随着训练次数的增加,训练与测试准确率同步上升,有效缓解了过拟合现象。在迁移学习结合数据扩充的方式下,所构建的葡萄叶片病害识别模型（GV）对葡萄叶片病害的识别准确率能达到96.48%,对健康叶、褐斑病、轮斑病和黑腐病的识别准确率分别达到98.04%、98.04%、95.83%和94.00%。最后,将最终的研究模型部署到移动端,实现了田间葡萄叶片病害的智能检测,为葡萄病害的智能诊断提供参考。     

基于Landsat时间序列数据的森林地上生物量估测研究进展

利用时间序列遥感数据可以提高森林生物量估测精度和估测生物量动态变化,为森林碳储量和气候变化研究提供更为精确的反演基础.文中基于Landsat时间序列数据研究森林地上生物量的遥感估测方法,从数据预处理、数据重构、遥感因子选取以及模型构建与精度评价4个方面进行回顾和评述,并提出研究建议与展望.     

大数据对云南农业发展的机遇与挑战研究

随着2016年12月《大数据产业发展规划》颁布,标志着我国大数据产业已经进入快速发展时期,有了大数据产业的支撑,云南农业发展带来了新的机遇。在农业的生产经营中,生产经营者要善于运用大数据工具,把握大数据带来的机遇,同时,通过运用数据不断优化农业的生产品质和效率,不断做大做强高原特色农业,打好"绿色食品牌"。研究在大数据背景下,探讨传统农业在提质增效的发展中遇到的机遇和挑战,并针对其挑战提出对策,旨在为农业生产经营提供一点思路和为相关研究提供借鉴。     

区块链环境下的异构政府数据语义共享机制研究

[目的 /意义]针对政府数据开放中出现的数据孤岛、"脏数据"、数据权属不确定以及缺少可信交互环境等核心问题,笔者提出一种基于区块链的异构政府语义数据共享和融合方案,将共享过程中涉及的关键信息存储到链上,并由全网共识机制确保该条记录可追溯、不可篡改,从而构建一个去中心化的语义数据中台。[方法 /过程]利用区块链具备的分布式共识机制、链式区块结构和非对称加密算法等技术与可编程的智能合约相结合,通过数据语义发布、RDF管理、检索查询、区块链交互、实体消歧等一系列流程,最终与多源政府数据节点共同建设一个具有过程监控的分布式语义数据转换、融合和复用生态系统。[结果/结论]笔者将区块链技术应用于政府数据资源的语义化研究,不仅保证了政府数据的语义安全性,亦解决区块链的语义蛮荒问题,是一个较新的研究思路。     

管道漏磁内检测失效数据处理方法

管道漏磁内检测数据的有效性对缺陷检测的准确性影响极大,为了尽可能避免失效数据的影响,通过分析漏磁失效信号的特征,设计了漏磁失效数据的处理方法:针对过限失效、尖峰失效、连续过平滑失效、单通道数据漂移失效、传感器抖动失效5类失效数据,采用阈值超限法、邻域差分阈值法、信号区域面积、局部过零率等完成失效数据的检测与剔除;利用近邻搜索算法(K-Nearest Neighbor,KNN),并通过支持向量回归算法(Support Vector Regression,SVR)降低训练集的冗余性,设计了一种将KNN与SVR相结合的漏磁缺失数据插补方法,对缺失数据进行插补。结果表明:对于不同程度的数据缺失情况,管道漏磁失效数据处理方法可以实现对漏磁缺失数据的精确插补,对实际工程中出现的失效数据处理具有借鉴作用。(图4,表2,参24)     

基于首轮内检测数据的成品油管道内腐蚀分析及对策

为了做好在役成品油管道内腐蚀的监测和防控,通过进一步挖掘首轮内检测数据的价值,提出了分析思路:通过差异分析水线区域内的内腐蚀绝对深度的离散情况,结合内腐蚀与焊缝、弯头等管道附件的相对位置以及管道工艺运行情况等数据信息,半定量定位内腐蚀敏感区。以某成品油管道为例,对两条管段内的腐蚀情况进行分析,发现管内的腐蚀集聚是由于管道施工建设期产生的内腐蚀逐渐发展形成的。定位了以管节为基本单元的腐蚀敏感管段,建议将管道内检测数据作为工程建设质量评估的关键数据,新建管道尽早开展以实施内检测为目标的管道清管作业,增加清管频次,尽快将管内铁锈清除干净,随后开展常规清管作业,从而有效减缓内腐蚀的发展。(图2,表4,参20)     

盐穴储气库天然气阻溶恒压运行技术

盐穴储气库作为天然气管网的配套设施,其高效运行对于保证管网平稳供气作用巨大。恒压运行是盐穴储气库采用流体置换方式进行天然气注采的新模式,注采过程中腔内压力相对稳定,不需要垫底气,较为安全经济。但这种注采模式需要大量的饱和卤水置换天然气,注气阶段采出的卤水需要极大的存储空间或卤水处理设备,大大降低了该模式的经济性和可操作性。为此提出一种将天然气阻溶造腔与恒压运行有效结合的新工艺,其既能实现恒压运行,又无需对置换介质进行处置,具有良好的应用前景。2018年,该技术在中国金坛盐穴储气库进行了先导试验,并取得成功。(图7,表2,参17)     

基于DOM航空影像单木树冠提取

准确提取单木树冠边界是获取森林数量参数的重要基础,是高分辨率遥感图像林业应用的技术难题。基于DOM航空影像数据源,采用面向对象的方法对研究区内的2个树种的林分进行了单木树冠边界提取研究。首先利用桉树和杉木的空间分布矢量数据对DOM航空影像进行掩膜处理,在掩膜区域内进行多层次多尺度图像分割得到初步树冠分割结果,并剔除非树冠信息;再以树冠信息种子对象为基础,使用区域增长算法对树冠信息种子对象增长得到单木树冠范围;最后使用形态学滤波的方法优化单木树冠边界,完成林区内桉树和杉木两类树种的单木树冠边界提取。结果表明,由于不同树种的树冠存在尺度和形态差异,进行单木树冠分割时需要设置不同的参数才能到达较好的分割效果。本研究中桉树和杉木的单木树冠提取总体精度分别为86.75%与89.21%,可满足林业部门获取森林单木树冠的精度需求。     

数据透视与数据匹配在机电井水量水费情况分析表中的应用

本文在研究中以机电井水量水费实际情况为基础,列举地下水管理案例,从大满灌区1 352眼机电井中找出一年来实际提取水量和开泵频次过低的机电井,从而为机电井的巡查找到目标,不断提高地下水管理水平,并为相关研究人员提供参考。