基于多源数据融合的水利工程测量信息动态更新系统.pdf
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1、计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期Techniques ofAutomation&Applications基于多源数据融合的水利工程测量信息动态更新系统李延芳1,杨顺坡2(1.山东省水利科学研究院,山东 济南 250014;2.济南市勘察测绘研究院,山东 济南 250101)摘要:现有的水利工程测量信息动态更新系统,在传输测量信息时没有最佳的路径概念,采用车轮搜索,导致信息更新所需时间较长,为优化系统运行效率,设计基于多元数据融合设计水利工程测量信息动态更新系统。设计可以增强数据更新速度的
2、芯片作为系统硬件;构造有效路径代价函数,整编水利工程测量多源数据;选择数据传输最短路径;建立最小二乘估计数学模型,引入多元数据融合设计信息更新算法。实验结果显示:在系统更新时间的测试中,面对不同数量的并行服务器,三个对照组用时均高于实验组,可见该系统具备更好的运行效率。关键词:多元数据融合;数据信息;信息动态更新;动态更新;水利工程测量中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1003-7241(2024)01-0088-04Dynamic Updating System of Hydraulic Engineering SurveyInformation Based on Multi S
3、ource Data FusionLI Yan-fang1,YANG Shun-po2(1.Shandong Institute of Water Resources Sciences,Jinan 250014 China;2.Jinan Survey and Mapping Research Institute,Jinan 250101 China)Abstract:The existing dynamic update system of water conservancy engineering measurement information has no optimal path co
4、nceptwhen transmitting measurement information.The wheel search leads to a long time required for information update.In order tooptimize the operation efficiency of the system,the dynamic update system is designed based on multi-data fusion.It designs achip that can enhance the data update speed as
5、system hardware;constructs effective path cost function,measures multi-sourcedata,selects the shortest path of data transmission,establishes least squares estimation mathematical model,and introducesmulti-data fusion design information update algorithm.The experimental results show that in the test
6、of system update time,theuse of three control groups is higher than the experimental group,so the system has better operation efficiency.Keywords:multi data fusion;data information;dynamic updating of information;dynamic update;water conservancy engineering survey收稿日期:2022-04-12DOI:10.20033/j.1003-7
7、241.(2024)01-0088-04.1引言测量是水利工程开展的基础环节,在对水利工程的测量中,将全球定位系统应用于实践中,借助于该系统能够实现对于目标的全天、全面、连续的监控,还能够及时地完成测绘工作,在我国测量水利工程的数据信息时,会遇到许多图像与数字信息,这类信息在传送、接收、转译以及更新的过程所需要的计算量与文字信息截然不同,导致数据传递速度较慢,信息的动态更新功能效率较差。因此本文结合了若干文献,重新设计了一个水利工程测量信息的动态更新系统。文献1使用空间感知技术、智能计算技术以及云计算技术建立了一个对自然资源进行总结与分析的模型。文献2通过线性编码技术对数据信息进行了融合处理,
8、以一种分段性的模糊控制方法有效地更新了系统中的数据信息。文献3通过EPS制定了一个数据处理模型,优化了信息的云端更新效率。综合上述文献,本文设计了新的硬件与软件系统,并设计实验对该系统进行了测试。2信息动态更新系统硬件设计在使用RS型号的电机接口进行红外传输时,其电压变化的范围基本处于-7 V+7 V之间,这样的电压使得系统更新的最大传输率能够达到15 Mb/s4。此时的芯片内部结构如图1所示。如图1所示,在该芯片中,通过更新信号INPUT可以实现像素时钟的传输,在传递一行数据的同时,可以在另一个端口传递另一行数据。图1中的INPUT窗口就是数据传输的不同窗口。在标记一个数据时延的时间段内,可
9、以通过不同的输出窗口将数据传递出去,极大地增强88自动化技术与应用2024 年第 43 卷第 1 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications了数据更新的速度。图1芯片结构示意图3信息动态更新系统软件设计3.1水利工程测量多源数据整编在处理图像数据时,首先构建一个输入像素点的坐标集合(Ki,Kj),其中Ki表示像素点的横向要素,Kj表示像素点的纵向要素,将像素点的集合总结为一对多的映射数据集,可以将每一个像素点配备一个灰度值Iij,此时的图像就具备了初步的连通性。同时,将各个
10、像素连通路径的节点位置排列成一个集合(h1,h2,hn),每一个节点都存在hiKij。将能够直线连接的节点连接成的集合称为有效路径,将无法通过一条直线连接的节点连接成的集合成为无效路径,则路径与节点之间的关系可以表示为:(1)式中,表示由一条直线连通的路径中单个节点的起始位置;H表示由一条直线连通的路径中单个节点的终点位置;ki表示单个节点与路径的连通参数。如果向有效路径中添加一个代价函数,则可以定义为:(2)式中,flt(,)表示一条路径从起始节点到终止节点的代价值;(k)表示起始节点的代价非负函数;f(k)表示终止节点的代价非负函数。通过以上公式,可以建立一个解析路径的种子集,并通过单元问
11、题的路径代价函数求出图像和数字解析的最优路径。3.2数据融合树传输信息构建多元数据融合最关键的步骤就在于入库操作,在将数据信息从发送端口传送到云端时,节点需要以一种反向传播的方式建立突触,许多突触共同构建了数据融合树。首先需要给出融合树路径的整体集合:(3)式中,Ms表示将数据信息从输出端口传送至云端的路径集合;Au表示在整个融合树中所有突触节点的集合;Cb表示所有将节点连接在一起的路径集合。通过将所有的路径融合在一起,形成了这个覆盖所有路径与节点的融合树路径生成函数,想要寻找从数据传输端口到云端的最短路径,就需要在Ms集合中寻找最小生成树,可以通过Mmin(Aui,Cbi)表示,其中Mmin
12、表示融合树中最小的单元,Aui和Cbi则分别是Au和Cb的子集,用于寻找二者之中的最小数据5-8。在通过特定格式建立信息互换配置时,由于水利工程测量信息格式的多样性,可以将其描述为:(4)式中包含多种多样的参数,其中,Hm表示经过格式交换并实现交换传输的数据信息;Am表示数据节点的标识结构;Af表示由信息输出端构建的最初的数据父节点;Ws表示有一个节点传送到另一个节点所需要的能量;Cl表示两个节点之间的平均路径长度;Bm表示若干节点子集的标识结构;Ts表示由一个节点传送到另一个节点过程中的时间延迟。3.3水利工程测量信息接收与存储在水利工程测量信息被传递到云端之后,还需要经过一系列的调度与分类
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