基于多传感器的皮划艇训练信息融合分析系统的研究

摘要：基于多传感器训练信息融合分析技术是当前科学化训练的前沿技术。多传感器训练监控可以避免单一传感器监控训练的局限性,获取更多的训练信息,提高训练监控的准确度。本研究综合应用系统分析法、多源信息融合法等研究方法,研制了一套可以采集皮划艇训练视频信息、桨频信息、成绩信息和个人机能信息的皮划艇训练集成分析系统,并利用系统进行了皮划艇训练多源信息融合方法、策略和应用的研究。该系统在国家皮划艇队进行了初步应用,结果表明,基于多传感器的皮划艇信息融合分析技术对于解决皮划艇训练信息的协同利用,提高训练效果评估等难题具有现实的意义,该技术有助于皮划艇训练信息资源的共享和充分利用,提高皮划艇训练监控水平。     

基于深度学习的多尺度导弹发射井目标检测

导弹发射井是重要的遥感目标,发射井目标检测的研究对国防事业意义重大。在数据层面,由于发射井样本数量少,目前没有可用于其目标检测的有效数据集,构建有效的数据集对相关领域研究有极大价值。在算法层面,遥感图像分辨率的不同导致发射井目标呈现多尺度的特性,这是解决发射井目标检测问题的难点之一。基于以上分析,首先利用Google Earth构建首个发射井目标检测的数据集,然后针对发射井目标检测任务设计有效的检测模型。本文的模型充分融合了目标的多尺度特征和上下文的信息,并通过级联网络多阶段检测目标,有效检测出多尺度导弹发射井目标,检测效果优于目前主流的算法。     

基于强跟踪滤波器的多传感器非线性动态系统状态容错融合估计

将强跟踪滤波理论与多传感器数据融合估计方法相结合,提出基于强跟踪滤波器的多传感器数据融合估计新算法.对拥有相同采样率的分布式多传感器单模型非线性动态系统,应用强跟踪滤波器,得到目标状态基于全局信息融合估计结果,并利用计算机仿真结果对算法的有效性进行了验证.这些工作初步解决了Kalman滤波中由于模型的不确定性而造成估计误差值偏大情况下的状态融合估计问题,从而丰富和发展了多源信息融合理论.     

面向船舶动态监控的全球3D场景管理关键技术

为克服目前船舶动态监控系统的不足,提高监控平台的直观性,提出使用3D可视化技术实现船舶在3D海域空间的直观管理.根据电子海图数据自动建立3D海域地理环境;利用基于Osg Earth的全球场景管理平台无缝融合陆上地貌与3D海域地理环境;利用金字塔技术有效组织影像数据,构建全球3D船舶动态监控系统.通过实验定量和定性分析了该方法的有效性,为面向船舶动态监控的全球3D场景管理提供了新的思路.     

中国海事英语研究的知识图谱分析

为全面客观展现中国海事英语研究现状和趋势,以自1979以来中国知网(CNKI)所刊载的639篇海事英语研究论文为数据来源,运用知识图谱可视化软件CiteSpace进行数据分析。研究发现:高产作者多来自航运类职业院校;刊发载体主要是普通期刊,且大部分为航海类职业学院学报;研究主题主要是"海事英语教学";研究方法多为定性研究方法。提出海事英语研究应从3方面提高:采用多样化的研究方法;航运类本科院校加强海事英语研究;深化海事类英语教材、教学、教法研究,加强海事英语课程体系化建设。     

基于3S技术的抚仙湖东大河小流域磷矿开采区植被遥感解译

基于3S技术平台,将ASTER遥感数据与土地利用现状图和地形图相结合,采用决策分类方法对抚仙湖东大河小流域磷矿开采区植被类型进行分类研究.研究结果表明,基于3S的多源数据融合对小流域内不同植被类型信息具有较强的识别能力,通过野外随机抽样证实,抚仙湖东大河小流域磷矿开采区植被类型遥感解译准确率92％.     

面向公路综合管理的GIS-T集成框架研究

公路管理领域目前的GIS-T及空间数据库的应用建设比较分散,阻碍了数据交换、共享以及系统协同,反而形成更多的"信息孤岛"从而不利于对多源公路数据进行融合以产生决策信息。因此本文提出构造面向公路综合管理的GIS-T集成框架,从而通过数据和功能的重用来快速构建各类业务系统,并利用GIS-T强大的空间可视化和空间分析能力对公路管理多源数据进行多重分析利用。     

船舶定线制水域AIS基站的等离子体八木天线

针对目前广泛使用的AIS基站发射天线的不足，提出将等离子体八木天线应用到海事智能通信领域，作为船舶定线制水域AIS基站的发射天线.该方法根据等离子体介电常数与电子密度的关系，利用HFSS构建AIS基站等离子体八木天线模型.通过改变该模型等离子体参数、无源振子个数等，对其进行方向图仿真.仿真结果表明：当关闭无源振子时，天线可作为全向天线；当增加无源振子个数和电子密度时，该天线定向性增强，方向图主瓣变窄.用该方法建立的天线可快速实现全向与定向之间的转换，显示出良好的可重构性.仿真结果证明了船舶定线制水域AIS基站使用等离子体八木天线的可行性.该方法可改善定线制水域的通信效果和海事监管能力.     

航标助航信息发布系统

为全面、准确、直观地发布实时航标助航信息,应用计算机网络技术、现代通信技术以及GPS,AIS,ECDIS和Web等关键技术,设计开发航标助航信息发布系统.该系统符合国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)提出的数字航海战略框架,适应国际航标协会(Interna-tional Association of Lighthouse Authorities,IALA)现代航标发展方向,满足IALA有关推荐标准的要求.该系统实现基于图像建模与绘制(Image-Based Modeling and Rendering,IBMR)航标的360°航道全景图(虚拟三维)、基于遥感(Remote Sensing,RS)影像图的航标航道显示和基于自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的实体航标和虚拟航标信息显示等资料的综合显示功能.用户在互联网上借助通用的网络浏览器就可了解科学、全面、及时、准确、生动、直观的航标助航信息,从而提高海上交通安全指数和港口、船舶的营运效率.     

基于AHP和BPNN的海事网格风险预警模型

为解决现阶段海事网格化管理的风险评价局限于网格划分过程、评价方法单一、可靠性低的问题,以系统工程和网格化管理的理论和方法为基础,基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN),建立海事网格风险预警模型.首先,对海事网格风险影响因素进行分析,建立风险评价指标体系;然后,运用AHP界定各海事网格风险等级,再运用BPNN预测未来周期网格的风险等级;最后,综合上述两种方法的风险评估结果,确立海事网格风险预警等级.模型增加了海事网格风险预警的可靠性和准确性,可为海事部门提供风险控制的信息支撑,提升网格化管理的效果.     

一种基于k-means聚类的航运信息孤立点分析算法

为了从大量含噪的航运信息中挖掘出有用的知识,研究孤立点探测方法在航运信息处理中的应用.首先在对k-means聚类算法分析的基础上,定义中位数的概念及孤立点的判断标准,提出一种基于k-means聚类的孤立点分析算法;然后,针对航运信息的特点,采用一维数据和多维数据异常点探测方法挖掘AIS数据库中的异常信息.实验结果证明,基于k-means聚类的算法对孤立点更敏感,能够探测到一维统计方法中探测不到的异常点     

基于LSI的日地空间领域科学数据语义检索模型

日地空间系统科学的数据具有体量大、种类多、结构复杂的特征，不同概念、不同事件之间的相互关联为该领域内的科学数据检索提出了很高的要求.然而目前该领域内依然以基于传统的关键词检索技术为主，严重影响检索结果的质量?提出一种数据语义检索模型，它是在对日地空间学科元信息提取的基础上，使用文本处理的方法将提取信息转换为词项-文档矩阵，进一步使用潜在语义索引技术对其进行分析，计算出检索条目与不同数据集的语义相关度，从而根据语义相关度向用户推荐科学数据.实验对比表明，该模型的召回率明显优于传统方法，且具有很高的准确率.该模型同时支持对科学数据进行语义标注和关键词提取，亦可用于其他领域科学数据检索.     

基于JavaApplet技术的网络电子海图系统

为提高海上交通安全水平、增进通航能力和提高航运效率,采用JavaApplet技术,建立网络电子海图系统.该网络电子海图系统是在Internet或Intranet网络环境下建立的集兼容、存储、处理、分析、显示与应用电子海图地理信息等功能的,面向海上交通应用的行业WebGIS系统.系统除有后台管理功能和前台信息服务功能外,还具有面向具体用户的助航业务信息服务功能.该系统在厦门湾助航信息发布系统构建的应用中符合行业数据发布特点,满足用户访问要求.     

海上甚高频数据通信系统中的多径时延

为改进传统的海上甚高频(Very High Frequency, VHF)的模拟通信方式，实现海上通信现代化，针对国际灯塔与航标协会(International Association of Lighthouse Authorities, IALA)和国际海事组织（International Maritime Organization, IMO）提出的VHF数据通信系统(VHF Data Exchange System, VDES)研究计划，建立基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的数据传输模型.海上无线信道的多径时延的确定是建立OFDM系统的关键，因此通过建立海上无线信道的多径传播模型分析和计算海上无线信道的多径时延.通过实验证明，该方法能够获得较低的误码率，有效实现海上VHF数据通信.     

不同时空条件下的高分三号SAR图像立体定位方法

介绍一种较为可靠的高分三号合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像立体定位方法,即便立体像对时空条件差异较大,该方法也能达到较高的定位精度。首先根据斜距多普勒模型建立立体定位方程组,利用多项式拟合法解算卫星状态矢量,最后利用牛顿法求解方程组。利用高分三号卫星在北京、苏州、上海3个地区、成像时间各不相同且分辨率在5 m以内的7景SAR图像进行立体定位实验,以Google Earth上的实际位置为基准,实验得到的所有目标点的平面误差均在30 m内,高程误差均在34 m内,证明即使立体像对成像时间间隔较长,也可以得到精度较高的目标点三维信息,且滑动聚束模式下得到的立体像对定位精度最高。     

基于最大似然估计的航海雷达目标检测算法

为克服传统航海雷达目标检测方法在能见度低或海杂波严重时搜索效率不佳的缺点,结合已知目标的自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息,提出一种利用最大似然估计(Maximum Likelihood Estimate,MLE)方法确定海杂波中搜索目标阈值的算法,将其应用到海上搜救目标检测中.该算法首先把已知目标的AIS信息作为样本集,然后用MLE方法估计海杂波中搜索目标的阈值,最后在PC机上用QT和MATLAB进行编程.实验结果表明,此算法能够提高雷达搜索目标的准确性和海上救援效率.     

基于博弈论的海上交通事故案例推理方法及应用

为有效积累和挖掘海上交通事故案例蕴含的宝贵经验和知识,提出一种基于博弈论的海上交通事故案例推理方法。从大量海上交通事故历史案例中提取案例特征构建特征指标集,采用偏好比率法和熵值法分别确定指标主观权重和客观权重,采用博弈论得到综合权重;根据案例特征数据类型,定义不同的指标相似度计算方法,利用灰色关联分析法筛选初始案例组成案例库;结合指标综合权重,构建海上交通事故案例相似度计算模型,进而从案例库中检索出与目标案例相似度最高的案例。通过对海上交通事故应急物资需求的预测,验证了模型的可靠性和适应性,可为海上交通事故发生后的应急决策提供一定的理论参考。     

21世纪海上丝绸之路沿线港口及港城关系变化分析

港口及港口城市作为21世纪海上丝绸之路的重要节点，在推动沿线国家发展中起着关键作用。基于Google Earth和Landsat遥感数据及集装箱吞吐量统计数据，采用GIS空间统计分析方法，分析21世纪海上丝绸之路沿线38个重要港口（不包括中国港口）面积的时空变化特征，并对相对集中指数（RCI）进行改进（引入城市建设用地面积作为城市发展的表征参量），评估沿线港口及港口城市的港城关系状况。研究发现：1）21世纪海上丝绸之路沿线重要港口面积区域化特征明显，港口面积整体呈"西部大东部小"的区域分布格局；2）港口面积变化（0.01~4.93 km²）及面积变化比例（0.01~5.07倍）分布情况均存在区域分异特征，各区域（东南亚、南亚、西亚、欧洲、非洲）港口面积变化差异较小，港口面积变化比例差异较大；3）港城关系状况存在明显的区域化特征，欧洲地区港口对城市的作用关系相对较强（2017年平均RCI约为2.98），亚洲地区港口对城市的作用关系相对较弱（2017年平均RCI约为1.51）。研究结果可为海外港口及港口城市腹地建设提供科学的参考依据。