基于时频分析的SAR目标微波视觉特性智能感知方法与应用

合成孔径雷达(SAR)目标识别智能算法目前仍面临缺少鲁棒性、泛化性和可解释性的挑战,理解SAR目标微波特性并将其结合先进的深度学习算法,实现高效鲁棒的SAR目标识别,是目前领域较为关注的研究重点。SAR目标特性反演方法通常计算复杂度较高,难以结合深度神经网络实现端到端的实时预测。为促进SAR目标物理特性在智能识别任务中的应用,发展高效、智能、可解释的微波物理特性感知方法至关重要。该文将高分辨SAR目标的非平稳特性作为一种典型的微波视觉特性,提出一种改进的基于时频分析的目标特性智能感知方法,优化了处理流程和计算效率,使之更适用于SAR目标识别场景,并进一步将其应用到SAR目标智能识别算法中,实现了稳定的性能提升。该方法泛化性强、计算效率高,能得到物理可解释的SAR目标特性分类结果,对目标识别算法的性能提升与属性散射中心模型相当。

比较编码的中值滤波快速算法及FPGA实现

为了解决传统中值滤波算法不能满足图像预处理系统实时性要求的问题,提出了一种基于比较编码的图像中值滤波快速算法,并运用Verilog HDL硬件描述语言在Xilinx公司的FPGA上进行了设计实现和功能仿真实验.实验结果表明该算法完成图像3×3窗口的中值查找运算需要6个时钟周期,16次数值比较,远高于其他算法的处理效率,非常适合应用于对实时性要求严苛的图像预处理系统.

一种基于加权稀疏编码的频域视觉显著性检测算法

针对现有的基于频域的视觉显著性检测算法检测准确度不高的弱点,本文提出了一种基于加权稀疏编码的频域算法,旨在提高检测准确度的同时保持频域算法运算速度快的优势.在传统的稀疏编码算法基础上,本文根据各子码的增量编码长度来设置它们的权重,实现对图像的加权稀疏编码而不是直接对原始图像进行处理.最后,为了处理多维的稀疏编码信号,本文利用信息论的思想对最新发表的图像签名算法进行了多通道改进,以香农自信息的形式输出图像的显著性检测结果.在公开的人眼跟踪数据库上同9种流行算法的实验对比和对算法复杂度的分析证明了本文算法的有效性和快速性.

改进的压缩感知重构算法及其在图像融合中的应用

为了提升压缩感知图像的重构精度,该文提出一种伪逆自适应压缩感知重构算法。该算法在总结已有贪婪算法的基础上,从最优原子的选择方式和支撑集更新过程两方面对已有算法进行改进。将算法应用于基于压缩感知原理的图像融合框架,实验结果表明,改进算法的重构图像质量优于基本贪婪类算法,应用于图像融合时可在较短的时间内得到更好的融合结果。

结合视觉显著性和空间金字塔的遥感图像机场检测

提出一种结合视觉显著性和空间金字塔的遥感图像机场检测方法,首先根据改进的直线段检测算法对滑动窗口进行目标存在初步判断,只对可能含有目标的窗口按照空间金字塔表示方法提取该窗口中每一图像子块的稀疏编码,利用基于视觉显著性的特征抽取策略形成表征滑动窗口的全局特征向量,然后对该特征向量进行分类判别,得到滑动窗口含有目标的置信值,最后采用非极大值抑制完成机场检测。实验结果表明,该机场检测方法相比其他方法检测效率显著提高,并且具有识别率高、虚警率低的特点。

动态特征融合的遥感图像目标检测

目标尺度差异性和类间相似性是遥感图像目标检测面临的两个重要挑战.多尺度特征融合作为一种解决目标尺度差异性大和类间相似度高的方法,受到了广泛关注.然而目前大多数融合方法使用固定权重融合不同尺度特征,使所有的输入图像共享融合方式,忽略输入图像中目标尺度对特征融合的影响.针对上述问题,本文提出了一种动态特征融合网络.该网络由特征门控模块和动态融合模块构成,能够实现多尺度特征的动态融合.其中,特征门控模块旨在对融合前的特征进行选择性抑制或增强,降低背景信息对后续融合的干扰.动态融合模块旨在建立输入目标尺度和特征融合之间的联系,根据输入目标尺度动态学习融合权重.最后,在采用特征金字塔的Faster R-CNN上构建动态特征融合网络,并在大规模的遥感图像目标检测数据集DIOR和DOTA上验证了动态特征融合网络的有效性.

面向SAR图像解译的物理可解释深度学习技术进展与探讨

深度学习技术近年来在合成孔径雷达(SAR)图像解译领域发展迅速,但当前基于数据驱动的方法通常忽视了SAR潜在的物理特性,预测结果高度依赖训练数据,甚至违背了物理认知。深层次地整合理论驱动和数据驱动的方法在SAR图像解译领域尤为重要,数据驱动的方法擅长从大规模数据中自动挖掘新模式,对物理过程能起到有效的补充;反之,在数据驱动方法中加入可解释的物理模型能提升深度学习算法的透明度,并降低模型对标记样本的依赖。该文提出在SAR图像解译应用领域发展物理可解释的深度学习技术,从SAR信号、特性理解到图像语义和应用场景等多个维度开展研究,并结合物理机器学习提出了几种在SAR解译中融合物理模型和深度学习模型的研究思路,逐步发展可学习且可解释的智能化SAR图像解译新范式。在此基础上,该文回顾了近两三年在SAR图像解译相关领域中整合数据驱动深度学习和理论驱动物理模型的相关工作,主要聚焦信号特性理解和图像语义理解两大方向,并结合研究现状和其他领域的相关研究探讨了目前面临的挑战和未来可能的发展方向。

神经网络训练策略对高分辨率遥感图像场景分类性能影响的评估

机器学习方法在高分辨率遥感图像场景分类任务中已经得到大规模应用,但当前研究主要围绕数据特征和神经网络结构展开,极少提及神经网络训练策略对遥感图像分类性能的影响.因此,本文选取7种自然图像分类中常用的神经网络训练策略进行实验,根据其在3个规模较大的遥感图像数据集和4个广泛使用的神经网络模型上的实验表现,筛选出适用于遥感图像场景分类的神经网络训练策略.通过消融研究详细评估多个神经网络训练策略对遥感图像场景分类性能的影响,通过分析总体分类精度、混淆矩阵、Kappa系数得到有效的神经网络训练策略,并证明神经网络训练策略对遥感图像场景分类性能的有效性;根据叠加实验的结果分析,7种训练策略的组合可以在不同网络模型和数据集上表现出良好的适用性.

纸坊沟流域淤地坝坝地水分环境与可持续发展

通过对平凉市纸坊沟流域两面沟坡及淤地坝内坝地 0～ 12 0cm土层的土壤水分、小麦生产及坝地开发利用研究表明 :淤地坝建设不仅可以防止洪水危害 ,还能淤地造田 ,抬高地下水位 ;0～ 12 0cm土层内土壤含水量为坝地 >沟坡梯田 ,沟坡下部 >中部 >上部 ;沟坡梯田小麦产量为下部 >中部 >上部 ,坝地小麦产量明显高于沟坡梯田 ,且存在极显著差异 ,而土壤含水量无显著差异 ;4 6 4hm2 的坝地开发利用 ,年产值 99 6万元 ,纯收入 4 9 8万元。淤地坝建设是保护生态环境 ,实现可持续发展的有效途径。

平凉市水土保持生态修复分区措施配置及修复效果研究

以陇东黄土高塬沟壑区平凉市水土保持生态修复分区结果为依据,研究了平凉市不同水土保持生态修复分区的措施配置、投资规模、投资构成、修复因子与修复效果,对类似地区水土保持生态修复实践具有一定的指导和借鉴意义。

平凉市水土保持生态修复分区研究

我国地域辽阔、地形起伏,气候的水平地带性和垂直地带性分布明显,不同地区的降水、温度等自然因素差异较大。气候条件的变化使与之相适应的土壤、植被呈地带性分布,形成了复杂多样的土壤类型和植被类型。以平凉市为例构建的水土保持生态修复分区指标体系,采用层次聚类分析法进行了水土保持生态修复分区研究,获得了比较好的结果。

基于淤地坝建设为主导的小流域综合治理条件下水土资源耦合效应研究

本文通过对纸坊沟小流域土壤水分、养分测定资料、多年气象水文径流泥沙观测资料、坝库淤积测量资料的计算和统计分析,研究了平凉市纸坊沟小流域在有人为活动参与下的沟坡坝地土壤水分、养分效应、坝地土壤结构效应和坝群蓄水蒸发入渗滞洪效应、水土保持和保肥增地增产效应,从微观和宏观2个方面分析研究了基于淤地坝建设为主导的综合治理条件下小流域水土资源耦合效应。

施肥对欧李产量指标的影响研究

通过欧李引种栽植施肥试验,对基生枝、结果枝数量、结果枝粗度、坐果率、采果率等影响欧李产量的指标进行了分析。结果表明:适宜的基生枝、结果枝数量、基生枝粗度有利于提高坐果率、采果率和果实产量,生产实践中应改进施肥方法、适时合理疏花蔬果、培养适宜健壮的基生枝和结果枝。

层次聚类分析方法在水土保持生态修复分区中的应用

本文主要从防治水土流失、促进植被恢复和生产经济发展的角度,以水土保持生态修复理论为指导,在平凉市市域范围内多因素复杂条件下应用层次聚类分析方法,研究水土保持生态修复分区并得到了较好的结果,为合理配置水土保持生态修复措施和投资提供了科学依据。

小流域畜牧亚系统的能流物流特征分析

将陇东黄土高原沟壑区的三星流域的畜牧业作为小流域生态经济系统中的一个亚系统,定量分析各种畜禽对能量、蛋白质及其它营养物质的转化效率及畜牧亚系统与其它亚系统之间的物、能交流特征,据此对畜牧业在小流域生态经济系统中的作用作出客观评价。

分层随机抽样调查技术在梯田资源调查中的应用研究

甘肃省庄浪县于 1993年被列为全国梯田化建设示范县。 1997年在对项目鉴定验收时 ,根据庄浪县自然和社会条件复杂、区域范围较大的特点 ,运用分层随机抽样调查技术对梯田资源进行了调查。将全县 2 3个乡 (镇 )作为 2 3个层 ,计算样本容量、样本单元数并确定样点 ,调绘计算出各样本单元、各层及总体的平均梯田率 ,根据坡耕地的总面积反推出梯田面积。抽样调查结果表明 :经过 5年的建设 ,庄浪县梯田面积由 1992年的 473 40km2 增加到 1997年的62 9 13km2 ,与验收上报面积 62 9 98km2 相差不大 ,说明验收上报面积是真实。

纸坊沟流域坝地土壤特性及作物适宜性研究

坝地是汇集流域内径流泥沙淤积形成的特殊土壤 ,是土壤侵蚀的产物。因此坝地土壤具有与一般意义上土壤的不同特点 ,土壤结构、水分优于梯田 ,因而虽然养分含量低于梯田 ,但深层土壤的供肥性能却优于梯田 ,在梯田与坝地水分无显著差异的情况下小麦产量坝地大于梯田 ,差异明显 ;根据作物的生物学特性和流域洪水特征分析 ,坝地适宜种植的粮食作物为小麦、玉米 ,油料作物为油菜 ,在洪水不易淹没的小型淤地坝上适宜种植蔬菜作物。

淤地坝对沟坡土壤水分及作物生长影响的研究

以平凉市纸坊沟一坝坝地及两岸沟坡土壤为对象,测定了0～120cm土层的土壤含水量及相应样点的小麦产量,并采用对比分析和数理统计的方法对坝地土壤水分、不同坡度、坡向及断面土壤水分和小麦产量情况进行了分析研究,结果表明:0～120cm土层内土壤含水量分布为坝地>沟坡梯田,沟坡下部>中部>上部;沟坡梯田小麦产量情况为下部>中部>上部;收获期0～120cm土层内坝地土壤含水量与沟坡梯田无显著差异,而坝地小麦产量明显高于沟坡梯田,且存在极为显著的差异。可见淤地坝建设和坝地的形成,能提高两岸沟坡土壤的含水量,并能提高粮食作物的产量。

平凉市纸坊沟小流域坝系工程效益分析

纸坊沟小流域坝系工程在20世纪60、70年代黄土高原地区小流域沟道治理中具有典型性和代表性,是新中国成立后党带领平凉人民创新治水思路、改善生态环境,治水害、兴水利的最大的民心工程。纸坊沟小流域已建成3座骨干坝、14座小型淤地坝和塘坝、255座沟道谷坊和截水堰,形成了以骨干坝为控制、谷坊及水保林为补充的沟道拦蓄工程防护体系。坝系自1954年开始建设运行以来,在蓄水保土、防洪减灾、增地增产、改善生态环境方面发挥了巨大作用,除此之外,以坝代路、以涵代桥等方便了流域内群众的生产生活,纸坊沟小流域坝系工程效益显著。

陇东黄土高塬沟壑区欧李引种栽植花期冻害调查研究

以引种栽植的3年生欧李为试材,对引种1年后首次开花就遭受极端寒潮低温天气的欧李植株的坐果率、坐果特性,以及不同栽植条件下植株生长状况、抗寒性的调查分析发现,在当地桃、李、杏、核桃、花椒等地方乡土经济树种绝收的情况下,欧李植株仍有较高的坐果率,显示出了极强的抗寒性能,且种植时采取覆膜和平茬措施有利于欧李的开花结果。调查结果同时表明,欧李植株受冻害程度与微地形、微气象和栽植条件有关。