智能抑制复杂空间背景下的红外弱小目标检测方法

在超远距离红外目标探测中,由于杂散光、探测器热传导及闪元盲元等复杂干扰,红外图像的背景常表现为非均匀性。同时,目标成像尺寸小,缺乏明显的形状和纹理特征,增加了检测与识别的难度。传统的特征提取方法易出现大量虚警,深度学习方法在特征提取方面具有优势,但在复杂背景干扰下训练难度较大。文中将计算机视觉领域中的背景重建问题与红外图像弱小目标检测任务相结合,提出了一种基于复杂背景智能抑制的红外弱小目标检测方法。该方法采用编码器-解码器架构设计了红外场景优化编解码背景抑制网络模型,引入多级融合机制和残差融合模块以实现多尺度特征提取和多层次特征融合,并提出感知一致性损失函数提高背景重建的鲁棒性。通过背景残差抵消策略有效实现背景抑制,最终结合全局阈值分割完成弱小目标检测任务。实验结果表明,与对比方法相比,文中方法在抑制背景方面背景标准差最高降幅达43.41%,目标信噪比最高提升至110.0257。在目标检测方面,四组数据中检测率均超过95%,展现出优异的检测效果,具有较强的工程实用性,为复杂背景下的红外弱小目标检测任务提供了新的解决方案。

渝东南近100年石笋灰度变化及气候环境意义

以采自重庆市酉阳自治县天坑洞的石笋TK22-1为研究对象,利用230Th测年、210Pb测年和石笋纹层等计年法建立了近100年来高分辨率、精确定年的石笋灰度序列,并与器测气象资料对比,重建了渝东南近100年的气候环境变化历史,进一步明确石笋灰度指示的气候环境意义。研究结果显示,石笋TK22-1灰度值与当地年平均温度呈显著的正相关关系,与年平均湿度、降雨天数呈显著的反相关关系,这表明温度和湿度等气候条件是驱动石笋灰度值变化的主要因素。渝东南岩溶槽谷区属于生态环境脆弱区,薄层土壤对降水的储存能力较弱,水分是主导土壤湿度变化的主要因素之一。当降水量和地表湿度较大时,雨水在土壤中滞留时间较少、下渗速度加快,水岩作用减弱,土壤水中溶解的有机质和杂质浓度降低,最终在石笋表面结晶出较为纯净的方解石矿物,进而使石笋灰度值降低;反之亦然。当温度较高时地表蒸发量较大,地表及土壤中湿度较小,水在土壤和石灰岩地层中滞留时间长,土壤中有机质和CO2的释放量增加,洞穴滴水中有机质和杂质浓度升高,导致石笋中方解石结构疏松、杂质较多,石笋灰度值较高;反之亦然。重庆东南岩溶槽谷区近100年期间的干旱事件与石笋TK22-1灰度序列有较好的对应关系,干旱事件发生的年代对应着石笋灰度峰值,即当地降水减少,发生伏旱时,石笋灰度值升高,进一步表明土壤湿度和水岩作用是影响石笋灰度值变化的主要因素。

重庆金佛洞石笋δ^(13)C记录的全新世千年尺度气候振荡

基于重庆市金佛洞石笋J119铀系测年数据和碳同位素数据重建了全新世9.6～1.6 ka B.P.时段的古气候演化序列。分析结果显示:在早全新世的9.6～7.4 ka B.P.期间,J119δ^(13)C记录呈现出偏负趋势,表明此时段内季风逐渐加强,气候开始变暖湿;中全新世的7.4～4.2 ka B.P.期间,J119δ^(13)C值整体偏负,与全新世大暖期相对应;在4.2 ka B.P.附近δ^(13)C记录出现较大幅度的迅速偏正,并持续到约2.5 ka B.P.,随后石笋δ^(13)C值出现偏负趋势,表明在4.2 ka B.P.以后气候持续处于干冷状态直到2.5 ka B.P.才有所转暖。在全新世期间,重庆金佛洞石笋清晰地记录了7次千年尺度气候震荡事件,分别发生在大约2.7 ka B.P.、4.2 ka B.P.、5.5 ka B.P.、8.3 ka B.P.、9.4 ka B.P.附近,与大西洋染赤铁矿记录的冷事件2、3、4、5、6相对应。除此之外,J119δ^(13)C记录显示在7.0～6.7 ka B.P.、7.8～7.3 ka B.P.时段也存在千年尺度震荡,这些突变事件与董哥洞石笋氧同位素记录的弱季风事件(2.7 ka B.P.、4.4 ka B.P.、5.5 ka B.P.、6.3 ka B.P.、7.2 ka B.P.、8.3 ka B.P.)也存在一定的对应关系。因此,本文研究表明金佛山石笋δ^(13)C记录能够反映全新世千年尺度的气候事件,并可以与石笋δ^(18)O记录进行相互对比和验证。

东亚季风区最近1000 a石笋δ^(18)O空间变化特征及气候意义研究

利用重庆市丰都水鸣洞石笋NSM03精确定年数据和δ^(18)O数据建立的高分辨率石笋记录,结合其他已经发表的亚洲季风区石笋氧同位素记录,探讨洞穴石笋δ^(18)O值过去1000 a的空间变化特征以及指示的气候环境意义.结果显示:亚洲季风区石笋δ^(18)O值过去1000 a在空间上呈现出与大气降水δ^(18)O值相似的纬度效应和海陆效应,石笋δ^(18)O值沿水汽输送路径不断衰减,逐渐变轻,表明印度洋是中国季风降水的主要水汽源区;水鸣洞NSM03石笋记录与南亚季风区瓦什卡洞的WBS石笋记录以及中国藏南波密-林芝地区的树轮记录存在明显的相关关系,也进一步地表明中国东部季风区的水汽主要来自印度洋;亚洲季风区石笋δ^(18)O记录在过去1000 a的变化趋势基本一致,但是中国东部季风区降水变化存在很大的空间差异,这表明季风区石笋δ^(18)O记录不一定都能指示当地降水量的变化;因此,中国季风区石笋δ^(18)O记录主要指示是东亚季风环流的信息,当东亚季风环流强的时候,季风区石笋氧同倍数偏轻;反之亦然.

用于协同感知的分布式聚类方法研究

为了解决无中心协同感知条件下的多目标信息处理问题,提出了一种新的用于协同感知的分布式聚类方法。首先,构造了新颖的一致性类中心计算数学模型,使得各协同感知设备可并行计算自身采集的数据,各邻近设备之间仅仅需要交换暂态类中心,有效保护数据隐私性;然后,在感知网络达到稳态时所有感知设备获得一致的类中心和聚类结果。实验结果证实,本文所提出的分布式聚类方法可有效利用各协同设备的存储、计算、通信能力,在不交换大量数据的前提下完成协同聚类任务。

重庆金佛洞石笋灰度气候环境意义及全新世千年尺度事件

本文利用采自中国南方地区重庆市金佛洞的一支长228 mm石笋J119,通过9个高精度^230Th测年数据和3241个灰度值数据,建立了该洞穴方解石石笋全新世灰度序列,并结合相邻地区黑风洞的石笋灰度数据,研究分析发现:石笋灰度高值对应于石笋表面颜色偏浅部分,杂质含量多,为不纯的方解石,透光性差;石笋灰度低值对应于石笋表面颜色较深部分,为致密且纯净的方解石,属石笋透明层段.石笋J119灰度值序列与其δ13C序列存在着相似的变化趋势,显示它们响应相同的驱动因素,主要反映的是洞穴上方土壤植被和水岩作用情况,间接反映当地季风降水和温度变化.黑风洞与金佛洞石笋灰度记录对比显示,石笋灰度在轨道时间尺度上存在着不同的变化趋势,但是对千年尺度气候突变事件具有相似响应,表明石笋灰度指示的是短时间、区域性的气候环境信息.