基于分形理论的城市空间结构及其影响因素研究——以贵阳市为例

以贵阳市为研究区,以2010、2020年各土地利用类型数据为基础,采用分形理论探究贵阳市土地利用的变化速度和幅度,并分析贵阳市土地空间结构变化的驱动因素。结果表明:(1)贵阳市主要以耕地和林地为主,研究期间耕地、林地、草地等农业用地面积下降,建设用地和水体面积增加显著。(2)研究期间贵阳市各地类分形维数相差较大,整体边界维数呈上升趋势,形态维数下降,说明城市空间结构不规则性增加,城市土地利用复杂化,紧凑性降低。(3)贵阳市土地利用类型的变化是自然、人为因素共同导致的,尤其是经济与政策的影响。

不同干密度下黄土孔隙分形特征及其对基质吸力的影响

基于分形几何学方法建立了土体孔径分布的描述,并结合Young-Laplace理论提出了考虑孔隙分形特征的非饱和土基质吸力模型。针对陕西地区的黄土收集了不同干密度的土水特征曲线并分析了干密度对孔隙分布特征及基质吸力的影响。结果表明:黄土孔隙具有明显分形特性,可采用Menger海绵体分形模型良好描述。模型孔隙特征参数分析发现随着干密度增大,分形维数D近似线性增大,而最大孔径L呈幂函数减小;通过函数拟合,进一步建立黄土孔径分布与干密度的特征关系,进而实现了对不同干密度下的黄土基质吸力快速预测。

Texture Filters and Fractal Dimension on Image Segmentation

Texture analysis is important in several image segmentation and classification problems. Different image textures manifest themselves by dissimilarity in both the property values and the spatial interrelationships of their component texture primitives. We use this fact in a texture discrimination system. This paper focuses on how to apply texture operators based on co-occurrence matrix, texture filters and fractal dimension to the problem of object recognition and image segmentation.

基于分子动力学-格林函数法的分形粗糙表面摩擦行为研究

任何物体间的表面摩擦均可看成是粗糙面间的摩擦,且大部分粗糙表面具有分形特征.为探究分形粗糙表面的摩擦行为,利用分子动力学-格林函数法(GFMD)建立微观分形粗糙表面模型,采用位移加载控制分形粗糙表面的接触和摩擦过程,并根据广度优先搜索算法识别接触团簇分布.之后分别计算原子尺度、接触团簇尺度和界面尺度下的最大摩擦系数与摩擦力,并利用影响矩阵法研究摩擦过程中接触团簇之间的相互作用,分析接触团簇之间的距离和面积对相互作用的影响.结果表明:在摩擦过程中,摩擦系数从小尺度到大尺度逐渐减小;摩擦力随位移呈现周期性波动,接触团簇并非同时达到最大摩擦力,而是发生局部滑移,整体滑移模型预测的摩擦力是分子模拟结果的上限值;所提出的影响矩阵法可以较好地模拟接触团簇之间的相互作用,利用影响矩阵计算得到的最大摩擦力与GFMD模型结果基本一致,而不考虑局部滑移影响计算得到的最大摩擦力比GFMD模型结果大20%,并且接触团簇之间的相互作用与距离成反比,与面积成正比.结果可为粗糙表面的界面分析和优化提供理论依据.

基于分形理论的土地利用时空格局变化——以嘉陵江流域为例

土地利用影响流域水土流失状况,从分形理论的角度探讨土地利用的时空变化格局,为流域水土保持规划提供科学参考。基于分形理论,计算各土地利用类型分形维数和稳定性指数,分析面积转化情况和空间格局稳定性,阐明土地利用结构变化和演变转换规律。结果表明:1990—2020年间,耕地、草地面积减少,林地、水域、建设用地、未利用地面积增加;整体土地利用类型斑块数减少,平均斑块面积呈现上升趋势;耕地、林地、草地、水域和建设用地分形维数逐年增加,未利用地的分形维数为先减少后增加状态。在此期间,土地利用整体分形维数逐步上升,流域内部自相似性减弱,斑块形状向着不规则状态发展,多边形斑块嵌套结构复杂化,空间结构稳定性减少。

二维数字图像分形维数的计算方法

许多情况下分形维数的计算是通过对二维数字图像的分析得到的.针对二维数字图像的特点,探讨了采用盒维数计算其分形维数的方法.数字图像盒维数的计算是基于对像素矩阵的分析进行的,具有数字化的特点,其计算结果的精度与图像大小有较大关系.数字图像盒维数描述了由离散像素点构成的数字图像中关心区域的分布特点,但其物理意义还应结合数字图像所赋存的物理意义加以分析.

谷物纹理特征的识别(英文)

谷物纹理是谷物的主要特征 ,为分析识别谷物纹理特征 ,而建立了综合纹理识别模型。模型包括两部分 :一部分是用灰度共生矩阵提取相关纹理特征 ,包括纹理方向、粗糙度、对比度、同异度 ,另一部分是用多分形模型提取纹理特征 ,这部分特征与纹理结构相关 ,该模型对 3种谷物 (小麦、燕麦、大麦 )的平均识别率是 95 %。

基于遗传算法的BP网络实现海底底质分类

本文利用灰度纹理共生矩阵和两个分维数作为特征矢量,采用遗传算法训练BP网络,进行海底底质监督分类。以海底侧扫声纳图像为例,通过实测数据验算,取得了理想的效果。

遥感图像云自动检测

云层遮挡是影响遥感图像质量的重要因素,为提高信道传输利用率,要求自动检测并剔除云覆盖率大的图像。目前大多数的云检测算法都依赖遥感图像的光谱特征,然而很多图像数据并不具备完整的光谱信息,因此这类算法对图像数据要求较高且算法不具普适性。本文从云的空间纹理特征和统计特征出发,提出适用于多卫星多传感器的云检测算法。经过对186幅图像的初步试验验证,该算法简单快速、准确性高,同时能有效控制云检测过程的检测错误率,达到很好的检测效果。

水及溶质在大孔隙土壤中运移的实验研究进展

详细介绍了有关水及溶质在有大孔隙的土壤中运移确定土壤大孔隙大小分布的实验及含有大孔隙土壤的水流实验。指出今后应进行大量的室内外实验和改进观测方法来获得大量的数据资料 ,从定性和定量二方面来研究大孔隙流。最后介绍了分形几何在土壤大孔隙流研究中所取得的成果 ,指出应用分形几何确定土壤大孔隙流性质是一种省时。

山东省人力资本空间结构的分形研究

本文试图将分形理论及方法引入到区域人力资本空间结构的研究之中 ,首先利用马尔柯夫转移矩阵对山东省人力资本等级结构进行了预测 ,在这一基础上 ,计算出了 1992年、1997年和 2 0 0 2年山东省人力资本空间结构的分维数 ,并对 2 0 0 7年的分维数进行了模拟 ,结果表明这一分维数不断下降。最后总结了山东省人力资本空间结构的特点。

基于SOFM网络的声图非监督分类

利用局部窗口内的灰度纹理共生矩阵的统计量、灰度均值和两个分维数作为特征矢量 ,利用SOFM网络进行非监督分类侧扫声纳海底图像 ,通过实测数据验算 。

基于分形思想的产品设计过程建模

针对复杂机电产品设计过程的复杂性和动态性,借鉴分形思想,用设计任务—设计参数关联矩阵表示产品设计过程,提出了分形设计单元的概念。根据分形设计单元的自相似和动态性的特点,构建了设计过程的分形设计单元模型。研究了由初始关联矩阵寻找种子设计参数,设定许用引力系数,循环分解,形成分形设计单元模型的方法。以某送料机的机电一体化接头的设计过程为例,阐述了分形分解方法的过程,验证了分形设计单元模型的可行性。

基于EEMD与矩阵分形的自动机故障诊断方法

针对自动机振动响应信号非线性、瞬态和冲击特性,提出基于聚合经验模态分解(EEMD)和矩阵分形相结合的自动机故障诊断方法。首先对采集到的自动机各种工况信号采用EEMD分解的方法对其进行分解,通过对分解得到的固有模态函数(IMF)分量信号进行广义维数计算,得到每个工况广义维数分形矩阵,发现不同工况下的分形矩阵有较大差别。通过计算待检测信号与样本信号之间的的相关系数,采用折线图进行直观比较,确定待检测信号的故障类别。验证了该方法能有效地应用在自动机故障诊断中。

局域均值分解与矩阵分形的自动机故障诊断

针对自动机振动响应信号非线性、非平稳、高冲击的特性,提出基于局域均值分解(LMD)和矩阵分形相结合的自动机故障诊断方法。首先对采集到的自动机各工况信号采用LMD法对其进行分解,对分解得到的分量信号进行广义维数计算,通过广义维数相关系数判断方法选取分量信号,进而构建各工况的样本矩阵,用相关性判断方法计算待检测信号矩阵与样本矩阵之间的相关系数,最后通过对比相关系数的大小来判断故障模式。诊断结果与实际情况完全符合,表明该方法能有效的应用在自动机故障诊断中。

土壤大孔隙流研究中分形几何的应用进展

土壤中普遍存在的大孔隙使水及溶质快速穿过土壤 ,污染地下水 ,确定土壤大孔隙流性质需要大量的野外和室内实验。本文在对分形几何概念进行简要阐述的基础上 ,介绍了分形几何在土壤大孔隙流研究中所取得的成果 ,结果表明应用分形几何确定土壤大孔隙流性质是一种省时、省力和具有广泛代表性的方法 ,最后对分形几何在土壤大孔隙流研究中应用前景作了展望。

基于WNMF和区域分维的图像融合算法

针对非负矩阵分解图像融合算法细节表现能力不足的缺陷,提出了一种基于加权非负矩阵分解和区域分维相结合的红外与可见光图像融合算法。在研究图像区域分维性质的基础上,用不同尺度上的区域分维来获取加权系数。通过设计加权系数的获取方法,重点突出边缘像素和小区域,以提高加权非负矩阵分解图像融合算法的细节提取能力,并得到最符合人眼视觉效果的融合图像。与现有基于标准或各种改进非负矩阵分解图像融合算法的对比实验表明,所提算法在平均梯度等表示细节信息的指标上提高了19%以上,有效改善了标准非负矩阵分解图像融合算法存在的不足。

SiCw/Al-Al_3Ni复合材料断口的分维特征

本文所研究的复合材料,其基体Al-Al_3Ni合金具有很好的组织热稳定性,因而可以通过改变拉伸温度并在组织结构基本不发生变化的情况下,使材料的分维和断裂功发生变化。分维的测量采用断口轮廓法(FPM)。研究结果指出,SiCw/Al-Al_3Ni复合材料的分维可分为三部分,每部分分维存在的尺寸范围与组织结构有一定的对应关系。文中还讨论了断裂功与分维之间的关系。

SiC颗粒增强铝基复合材料切削表面分形维数及其与抗磨损性能的关系

做为一种耐磨性能很好的材料 ,SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面具有分形特征。实际研究表明SiC颗粒增强铝基复合材料切削加工表面分形维数与抗磨损性能有密切关系 ,本文还分析了表面分形维数越大其抗磨损性能越强的机理。