洪澇事件信息建模與主動(dòng)探測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2023-10-02 04:27
洪澇事件在全球范圍內(nèi)頻繁發(fā)生,并造成了嚴(yán)重的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞等。研究洪澇事件的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律,不僅是保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、維護(hù)國(guó)家繁榮穩(wěn)定和構(gòu)建和諧社會(huì)的重大需求,也是促進(jìn)遙感與對(duì)地觀測(cè)技術(shù)與洪澇應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合的關(guān)鍵。但洪澇事件的發(fā)生和發(fā)展往往不是一蹴而就的,常常需要?dú)v經(jīng)潛伏、準(zhǔn)備、發(fā)生和結(jié)束等多個(gè)階段,在洪澇事件從發(fā)生到結(jié)束的整個(gè)生命周期中,跨部門的動(dòng)靜態(tài)信息共享、洪澇關(guān)鍵因子如洪澇范圍的精確提取以及洪澇事件的提前探測(cè)與預(yù)警發(fā)布對(duì)于提高洪澇事件應(yīng)對(duì)效率、輔助洪澇事件決策和減輕或避免洪澇事件損失意義重大,但現(xiàn)有研究中的模型、方法或服務(wù)尚不能完全解決這些問題,因此,本文從跨部門的動(dòng)靜態(tài)信息共享、洪澇關(guān)鍵因子中洪澇范圍的精確提取以及洪澇事件的提前探測(cè)與預(yù)警發(fā)布這三方面開展研究,以期實(shí)現(xiàn)洪澇事件信息的跨部門高效共享、洪澇發(fā)生范圍的精確估計(jì)以及洪澇事件的事前探測(cè)與通知?绮块T的動(dòng)靜態(tài)信息共享能夠促進(jìn)參與洪澇事件應(yīng)對(duì)的各部門間的信息交流,降低洪澇事件信息交流成本,提高洪澇事件應(yīng)對(duì)效率,但目前尚缺乏一種統(tǒng)一的洪澇事件動(dòng)靜態(tài)信息表征模型,給洪澇事件的信息交流造...
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 洪澇事件分類
1.1.2 洪澇監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求
1.1.3 洪澇事件管理
1.1.4 洪澇范圍提取
1.1.5 洪澇事件服務(wù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 洪澇事件信息管理
1.2.2 洪澇關(guān)鍵因子提取
1.2.3 洪澇事件災(zāi)前發(fā)現(xiàn)
1.3 存在問題與研究意義
1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
2 理論基礎(chǔ)及相關(guān)技術(shù)
2.1 傳感網(wǎng)及相關(guān)信息模型
2.1.1 傳感器建模語言
2.1.2 觀測(cè)與測(cè)量編碼模型
2.1.3 事件模式標(biāo)記語言
2.1.4 過濾器編碼語言
2.2 復(fù)雜系統(tǒng)的信息建模
2.2.1 元數(shù)據(jù)和元模型
2.2.2 MOF四層元建模框架
2.3 基于B-Snake模型的目標(biāo)輪廓提取
2.3.1 問題描述與能量函數(shù)構(gòu)建
2.3.2 能量函數(shù)最小值求解
2.3.3 模型改進(jìn)與優(yōu)化
2.4 傳感網(wǎng)服務(wù)接口
2.4.1 傳感器觀測(cè)服務(wù)
2.4.2 傳感器事件服務(wù)
2.5 本章小結(jié)
3 面向觀測(cè)的洪澇事件信息建模
3.1 面向觀測(cè)的元建?蚣
3.2 洪澇事件元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.2.1 九元組洪澇事件元模型
3.2.2 洪災(zāi)任務(wù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)構(gòu)建
3.2.3 洪澇事件元模型UML類圖
3.2.4 洪澇事件元模型模式設(shè)計(jì)
3.3 洪澇事件元數(shù)據(jù)擴(kuò)展機(jī)制
3.4 洪澇事件描述模型實(shí)例
3.4.1 形式化表達(dá)
3.4.2 模型實(shí)例
3.4.3 數(shù)據(jù)查找輔助
3.5 模型對(duì)比與評(píng)價(jià)
3.6 本章小結(jié)
4 基于MB-Snake模型的洪澇范圍精確提取
4.1 原理與算法設(shè)計(jì)
4.2 自適應(yīng)影像預(yù)處理
4.3 拓?fù)錄_突檢測(cè)與處理機(jī)制
4.3.1 拓?fù)錄_突檢測(cè)方法
4.3.2 拓?fù)錄_突處理機(jī)制
4.4 迭代自動(dòng)終止條件
4.5 邊界提取實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
4.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.5.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6 算法對(duì)比及精度評(píng)價(jià)
4.6.1 定性結(jié)果對(duì)比
4.6.2 定量精度評(píng)價(jià)
4.7 算法穩(wěn)定性分析
4.7.1 初始輪廓位置穩(wěn)定性分析
4.7.2 參數(shù)設(shè)置穩(wěn)定性分析
4.7.3 影像要求
4.8 本章小結(jié)
5 基于AB-Snake模型的洪澇范圍自動(dòng)提取
5.1 原理與算法設(shè)計(jì)
5.2 自動(dòng)初始化方案
5.2.1 自動(dòng)初始種子點(diǎn)選取
5.2.2 自動(dòng)生長(zhǎng)閾值確定
5.3 AB-Snake變形與終止
5.4 輪廓后處理
5.5 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
5.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 結(jié)果評(píng)價(jià)
5.6.1 定性分析
5.6.2 定量精度評(píng)價(jià)
5.7 算法分析
5.7.1 適用性分析
5.7.2 靈敏性分析
5.7.3 參數(shù)選取分析
5.8 本章小結(jié)
6 基于過濾機(jī)制的洪澇事件主動(dòng)探測(cè)
6.1 服務(wù)方法概述
6.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入與SES注冊(cè)
6.2.1 觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入
6.2.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)SES注冊(cè)
6.3 觀測(cè)數(shù)據(jù)異常過濾與洪災(zāi)探測(cè)
6.3.1 洪災(zāi)過濾模型設(shè)計(jì)
6.3.2 模式匹配與洪災(zāi)探測(cè)
6.4 洪災(zāi)事件主動(dòng)探測(cè)實(shí)例
6.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
6.4.2 洪災(zāi)事件訂閱模型構(gòu)建
6.4.3 模式匹配與探測(cè)結(jié)果展示
6.4.4 探測(cè)結(jié)果驗(yàn)證
6.5 本章小結(jié)
7 洪澇事件信息綜合管理與主動(dòng)探測(cè)原型系統(tǒng)
7.1 總體框架
7.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
7.3 功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
7.3.1 地面數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入
7.3.2 遙感數(shù)據(jù)信息提取
7.3.3 洪災(zāi)訂閱模型構(gòu)建
7.3.4 洪災(zāi)事件主動(dòng)探測(cè)
7.3.5 洪災(zāi)事件建模與存檔
7.3.6 歷史洪災(zāi)事件查詢
7.4 梁子湖洪澇事件信息綜合管理與主動(dòng)探測(cè)實(shí)例
7.4.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)與流程設(shè)計(jì)
7.4.2 梁子湖洪澇事件信息集成管理
7.4.3 梁子湖洪澇范圍提取
7.4.4 梁子湖洪澇事件探測(cè)與主動(dòng)預(yù)警
7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
8.1 總結(jié)
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位論文期間論文與科研情況
致謝
本文編號(hào):3850093
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 洪澇事件分類
1.1.2 洪澇監(jiān)測(cè)應(yīng)用需求
1.1.3 洪澇事件管理
1.1.4 洪澇范圍提取
1.1.5 洪澇事件服務(wù)
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 洪澇事件信息管理
1.2.2 洪澇關(guān)鍵因子提取
1.2.3 洪澇事件災(zāi)前發(fā)現(xiàn)
1.3 存在問題與研究意義
1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
2 理論基礎(chǔ)及相關(guān)技術(shù)
2.1 傳感網(wǎng)及相關(guān)信息模型
2.1.1 傳感器建模語言
2.1.2 觀測(cè)與測(cè)量編碼模型
2.1.3 事件模式標(biāo)記語言
2.1.4 過濾器編碼語言
2.2 復(fù)雜系統(tǒng)的信息建模
2.2.1 元數(shù)據(jù)和元模型
2.2.2 MOF四層元建模框架
2.3 基于B-Snake模型的目標(biāo)輪廓提取
2.3.1 問題描述與能量函數(shù)構(gòu)建
2.3.2 能量函數(shù)最小值求解
2.3.3 模型改進(jìn)與優(yōu)化
2.4 傳感網(wǎng)服務(wù)接口
2.4.1 傳感器觀測(cè)服務(wù)
2.4.2 傳感器事件服務(wù)
2.5 本章小結(jié)
3 面向觀測(cè)的洪澇事件信息建模
3.1 面向觀測(cè)的元建?蚣
3.2 洪澇事件元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.2.1 九元組洪澇事件元模型
3.2.2 洪災(zāi)任務(wù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)構(gòu)建
3.2.3 洪澇事件元模型UML類圖
3.2.4 洪澇事件元模型模式設(shè)計(jì)
3.3 洪澇事件元數(shù)據(jù)擴(kuò)展機(jī)制
3.4 洪澇事件描述模型實(shí)例
3.4.1 形式化表達(dá)
3.4.2 模型實(shí)例
3.4.3 數(shù)據(jù)查找輔助
3.5 模型對(duì)比與評(píng)價(jià)
3.6 本章小結(jié)
4 基于MB-Snake模型的洪澇范圍精確提取
4.1 原理與算法設(shè)計(jì)
4.2 自適應(yīng)影像預(yù)處理
4.3 拓?fù)錄_突檢測(cè)與處理機(jī)制
4.3.1 拓?fù)錄_突檢測(cè)方法
4.3.2 拓?fù)錄_突處理機(jī)制
4.4 迭代自動(dòng)終止條件
4.5 邊界提取實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
4.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.5.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6 算法對(duì)比及精度評(píng)價(jià)
4.6.1 定性結(jié)果對(duì)比
4.6.2 定量精度評(píng)價(jià)
4.7 算法穩(wěn)定性分析
4.7.1 初始輪廓位置穩(wěn)定性分析
4.7.2 參數(shù)設(shè)置穩(wěn)定性分析
4.7.3 影像要求
4.8 本章小結(jié)
5 基于AB-Snake模型的洪澇范圍自動(dòng)提取
5.1 原理與算法設(shè)計(jì)
5.2 自動(dòng)初始化方案
5.2.1 自動(dòng)初始種子點(diǎn)選取
5.2.2 自動(dòng)生長(zhǎng)閾值確定
5.3 AB-Snake變形與終止
5.4 輪廓后處理
5.5 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
5.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6 結(jié)果評(píng)價(jià)
5.6.1 定性分析
5.6.2 定量精度評(píng)價(jià)
5.7 算法分析
5.7.1 適用性分析
5.7.2 靈敏性分析
5.7.3 參數(shù)選取分析
5.8 本章小結(jié)
6 基于過濾機(jī)制的洪澇事件主動(dòng)探測(cè)
6.1 服務(wù)方法概述
6.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入與SES注冊(cè)
6.2.1 觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入
6.2.2 觀測(cè)數(shù)據(jù)SES注冊(cè)
6.3 觀測(cè)數(shù)據(jù)異常過濾與洪災(zāi)探測(cè)
6.3.1 洪災(zāi)過濾模型設(shè)計(jì)
6.3.2 模式匹配與洪災(zāi)探測(cè)
6.4 洪災(zāi)事件主動(dòng)探測(cè)實(shí)例
6.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
6.4.2 洪災(zāi)事件訂閱模型構(gòu)建
6.4.3 模式匹配與探測(cè)結(jié)果展示
6.4.4 探測(cè)結(jié)果驗(yàn)證
6.5 本章小結(jié)
7 洪澇事件信息綜合管理與主動(dòng)探測(cè)原型系統(tǒng)
7.1 總體框架
7.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
7.3 功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
7.3.1 地面數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入
7.3.2 遙感數(shù)據(jù)信息提取
7.3.3 洪災(zāi)訂閱模型構(gòu)建
7.3.4 洪災(zāi)事件主動(dòng)探測(cè)
7.3.5 洪災(zāi)事件建模與存檔
7.3.6 歷史洪災(zāi)事件查詢
7.4 梁子湖洪澇事件信息綜合管理與主動(dòng)探測(cè)實(shí)例
7.4.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)與流程設(shè)計(jì)
7.4.2 梁子湖洪澇事件信息集成管理
7.4.3 梁子湖洪澇范圍提取
7.4.4 梁子湖洪澇事件探測(cè)與主動(dòng)預(yù)警
7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
8.1 總結(jié)
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位論文期間論文與科研情況
致謝
本文編號(hào):3850093
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