新构造分异的地学信息分析——以山东半岛北部为例

水系图像空间特征与几何空间特征是新构造运动地表综合信息的反映,也是区域新构造差异的两种新的分析手段。新构造运动差异分析表明,山东半岛新构造运动受控于西侧的郯(城)-庐(江)大断裂,次级的NE-NNE向断裂则控制了整个半岛地区的E-W向差异运动。以NE向青(岛)-牟(平)断裂束为界,分为东、西两个新构造活动亚区。西部相对东部在新构造时期抬升,相对抬升幅度达30m以上。

滦河现代三角洲演变的几何学特征

滦河三角洲位于渤海湾北岸，是1915年滦河改造进入现今位置入海之后形成的一个典型的扇状三角洲，在三角洲发育过程中，人类河流水利工程对其演变产生了巨大的影响，三角洲大致经历了堆积前展、相对稳定和侵蚀衰亡3个阶段，不同阶段扇状三角洲表现出不同的几何学特征。作者在野外调查基础上，以1932年以来不同时期地形图和TM遥感数据为依据，对三角洲演变的几何学特征进行了研究，从而为认识扇状三角洲的发育阶段和三角洲海岸演化的预测研究提供了一种数学方法。

低含沙条件下黄河下游花园口河段床面形态研究

采用多波束测深系统对低含沙条件下黄河下游花园口河段床面形态进行观测,分析床面形态特征及变化规律。2016—2018年6—8月在花园口河段主槽范围内观测得到不同流量条件下长度为2.4~3.7 km、宽度为65~120 m的三维床面地形数据。经分析,低含沙条件下花园口河段床面表现为波长差异较大的两级沙垄叠加而成的复合沙垄形态。一级沙垄波长均值范围为388~955 m,波高均值范围为1.47~3.03 m,迎水面波长占比均值范围为0.43~0.68,背水面倾角均值范围为0.26°~0.77°;二级沙垄波长均值范围为4.71~9.18 m,波高均值范围为0.24~0.55 m,迎水面波长占比均值范围为0.51~0.57,背水面倾角均值范围为7.51°~14.59°。一级沙垄和二级沙垄几何特征值之间的关系相似,波高与波长呈正相关关系,迎水面波长占比与波长没有明显的趋势性关系,背水面倾角与波长呈负相关关系,但对于一级沙垄,波长大于500 m时背水面倾角与波长不再有趋势性关系。在观测流量范围内一级沙垄波长、波高、迎水面波长占比、背水面倾角都随流量增大先增大后减小,拐点出现在流量为1500 m^(3)/s时;二级沙垄波长、波高、背水面倾角都随流量增大而增大,流量超过1500 m^(3)/s时不再有趋势性变化。

结合笔画宽度变换与几何特征集的高分一号遥感图像河流提取

从高空间分辨率遥感影像中提取河流具有诸多重要意义。目前大多数方法致力于从河流的光谱特征或纹理特征出发提取河流,但对于存在同物异谱或异物同谱现象、纹理分析尺度难以确定或噪声严重的的图像,基于水体光谱分析或纹理分析的方法并不十分适用。高空间分辨率图像中的河流一般结构不规则,更可能由于各种原因致使河流的局部与整体拥有不一样的光谱特征和纹理特征,然而在一些遥感图像中,河流可能在大范围内具有近似一致的宽度,基于此,提出了结合笔画宽度变换(stroke width transform,SWT)和几何特征集(geometric feature set,GFS)的河流提取方法。首先,使用Canny算子提取图像边缘,并把边缘图作为SWT算法的输入,得到笔画宽度图;然后,使用连通域标记算法对其中的像元进行分组,接着根据构造的GFS来对分组之后得到的连通域进行筛选;最后,对剩下的连通域进行孔洞填充。使用高分一号(GF-1)近红外波段进行实验的结果表明,该方法能够在完整提取目标河流的同时很好地抑制噪声。同时,该方法在提取效果和算法稳定性上明显优于乘性Duda算子和区域生长算法。

基于多特征融合和软投票的遥感图像河流检测

河流是遥感图像中一种非常典型且重要的地理目标,对河流的自动检测在水资源调查及水利规划等方面有重大意义。在此提出了一种基于多特征融合和软投票方法的河流目标检测算法,该算法首先将图像分割成胞元,提取胞元的局部熵、纹理、光谱和颜色等特征,利用随机森林训练和分类,并利用基于形态学运算结合多判据投票法优化机器学习的粗检测结果,对优化后的粗检测结果利用水平集活动轮廓逼近河岸线。实验表明,该算法检测效果良好,对测试集的检测准确率达97.44%,在复杂背景下可以有效检测出河流。

河系几何相似性的层次度量方法

已有的线群目标几何相似性度量方法主要基于数理统计的思想,通过统计整体变化信息计算几何相似性,缺少对局域特征的表达,并不适用于具有高度分形特征的河系。为此,本文将河系几何特征划分为3层次的信息特征:单条河流的形状特征、局部区域的结构特征、全局范围的分布特征。首先,结合角链码法与Hausdorff距离计算单条河流的形状相似度;然后,根据"二八定律"确定局部特征区域,通过坐标系转换计算M:N的河系局域结构相似度;最后综合整体描述子得到全局分布相似度,并在该基础上,构建差异指标进行河系多尺度相似性计算与综合质量评价。实验表明,该方法的计算结果优于均值指标法,能有效应用于制图综合的质量评价。