多尺度域视频监控图像光照分量智能校正方法

针对视频监控图像中存在的清晰度不足和光照不均匀等问题,提出了多尺度域视频监控图像光照分量智能校正方法。应用背景差分法与差值图二值化法对视频监控图像进行预处理,以减少噪声干扰。通过融合TH变换和BH变换来加强图像多尺度细节特征;利用控制因子控制锐化强度,以凸显细节特征,避免出现图像伪影情况。对图像光照分量进行自适应调节,利用二维伽马函数计算画面亮度平均值,以防止出现过度校正的情况,从而实现智能校正。测试结果表明,采用该方法校正的图像更清晰,画面光照分量均匀,图像失真较少,视觉效果较好。

遗传算法支持下土地利用空间分形特征尺度域的识别

针对土地利用空间分形特征只存在于有限尺度域的现象,采用无标度区内离散点拟合的离差平方和平均值最小作为目标函数,提出了一种基于遗传算法的土地利用空间分形特征尺度域的识别方法,用于准确计算分形维数的有效区间范围。以武汉市武昌区水域空间分形特征为例,利用Quickbird多光谱遥感影像提取土地利用空间信息,重点讨论了基于遗传算法识别土地利用空间分形特征尺度域范围的总体思路、适应度函数和遗传算子等环节;然后分别从测定系数、标准差和无标度区间3个角度,将其同人工判断法、相关系数法以及强化系数法进行对比讨论;并结合研究区域实际的水域空间分布格局,分析不同方法计算所得半径维数的合理性。结果表明,土地利用分形特征尺度域的范围对分形维数计算结果有较大影响;相对于传统计算方法来说,遗传算法在尺度无标度区间识别上具有更高的精度,可以为土地利用空间格局分形特征的研究提供客观指导意见。

不同尺度域的侵蚀模数

概述了点、地块、坡面、流域、区域等不同尺度域侵蚀模数的物理概念和数学表达式,分析了其相关关系;介绍了不同尺度域侵蚀模数的测定和计算模型,对今后侵蚀产沙的监测研究工作提出了建议。

小波尺度域和空间域倾角扫描高阶相关去噪技术

针对常规小波相关去噪仅在尺度域或空间域进行二阶相关去噪的局限,本文提出了一种小波尺度域和空间域高阶相关去噪方法。首先对地震记录剖面进行5个尺度的静态小波分解,得到5个分量记录剖面,对这5个剖面的每道在尺度域对相邻尺度的小波系数进行高阶相关;然后对经尺度域相关的5个剖面在空间域对同一分量记录剖面相邻道的小波系数再进行高阶相关,并用此系数对相应道修正,完成所有分量剖面的空间域相关后的重构,最终得到去噪后的地震记录剖面。数值试验和实际资料处理结果表明,该方法对随机噪声的去噪效果明显优于仅在尺度域或空间域进行二阶相关的小波去噪的效果。

时间尺度域匹配滤波器的设计与实现

根据地震褶积模型,设计并实现了应用于探地雷达回波信号检测的时间尺度域匹配滤波器,利用小波变换的时间定位性和尺度伸缩性,检测出雷达接收信号中单个反射子波的位置与强弱信息,利用已知的雷达发射子波模型还原回波信号,达到了滤除噪声、最佳接收的目的.通过用传统相关匹配滤波方法和本方法对探地雷达接收数据进行比较试验发现:当信噪比比较低时,传统方法已经不能准确地检测出雷达子波,而本方法仍能准确的检测出90%的雷达子波.这表明,本方法具有更好的子波检测和滤波性能.

改进的多尺度域变步长自适应算法在FOCT中的应用研究

为了更有效的提高光纤电流互感器FOCT(Fiber-Optical Current Transformer)的信噪比,在分析FOCT输出信号特性的基础上,结合变步长自适应算法和小波变换理论,提出一种针对处理FOCT输出信号的改进多尺度域变步长自适应滤波算法,并设计了一种基于Active X技术的变步长自适应滤波系统,通过该系统将改进算法与现有的变步长自适应算法进行了对比,结果表明此算法的收敛速度和稳态精度都得到了很大的改善。然后将此算法在FOCT中进行了应用测试,测试结果反映了该算法能有效提高FOCT的检测信噪比和抗噪声干扰能力。

不同尺度域的欠发达地区人口空间结构演变

基于改革开放以来的人口普查和统计数据,以中部欠发达丘陵地区信阳市为例,在不同的尺度域上,利用GIS技术,研究区域人口空间结构演变格局及其影响因素。结果表明:(1)信阳市人口空间分布具有显著的地域差异。在区域尺度上,人口空间分布存在明显的从西南向东北递增的梯度差异;在县域尺度上,人口高度密集区的人口逐渐减少,人口低度密集区的人口数基本保持不变,人口差异明显;在市域尺度上,西部和南部山地人口密度低,中部的丘陵岗地人口密度中等,北部的黄淮平原人口密度高,人口重心始终位于几何中心的东北部,而且人口逐渐从东部地区向西部地区集聚。(2)信阳市人口空间格局的影响因素具有多方面。自然环境决定着人口空间分布的格局,经济发展水平是影响人口变迁趋势的主要原因,区域土地利用规划战略对人口的空间流动方向具有重要的导向作用。

基于多尺度域和能量特征分析的航空图像增强

为了有效地解决航空图像在雾霾等恶劣天气下存在边缘和细节丢失、对比度低的问题,提出了一种结合非下采样Contourlet域和能量特征的引导滤波航空图像增强算法。该算法首先将低质的航空图像进行非下采样Contourlet变换(NSCT),得到一个低频子带和多个高频子带;之后对低频子带线性拉伸以提高对比度,高频部分先采用基于能量特征改进的自适应Bayes阈值进行噪声抑制,再进行引导滤波增强,以提升和优化边缘信息的保持能力;最后将图像进行NSCT反变换,得到最终的增强效果图。大量实验结果表明,该算法能较好地增强图像边缘细节信息,明显提升图像的整体观感,并具有一定的抗噪能力。

南京市高淳区村域尺度土地利用功能变化及生态系统服务价值响应研究

基于2009—2019年土地利用调查数据,以高淳区145个行政村为研究单元,利用土地利用变化模型和生态系统服务价值评估方法,研究高淳区土地利用功能转型的时空演变格局,并评估该区域生态系统服务的价值损益情况,同时,利用敏感性系数来衡量生态系统服务价值对土地利用功能转型的敏感程度。结果表明:①高淳区生产生态功能、生态生产功能既是研究区分布最广的土地利用功能类型,也是转型最剧烈的土地利用功能类型。生产生态功能的转移面积和比重最大,而且转移速率远高于其同期的新增速率,属于转型收缩型土地利用功能;生态生产功能空间、生活生产功能空间和生态功能空间的新增速度大于同期转移速度,属于转型扩张型功能空间。②2009—2019年,高淳区生态系统服务价值增加了33.78亿元,其中,水域用地、耕地和林地是对生态系统服务价值贡献最大的3种土地类型;水文调节和废物处理是高淳区最主要的生态系统服务功能。③当土地利用功能从低利用指数向高利用指数转变时,生态系统服务价值减少,此时土地利用程度引起区域生态系统服务价值的变化强度也较小。当土地利用功能呈现高利用指数向低利用指数的转变趋势时,生态系统服务价值呈现增加的趋势,土地利用程度变化对区域生态系统服务价值的贡献率越大。④具体来说,高淳区生态系统服务价值呈现增加显著,生态系统服务价值对不同土地利用功能转型的响应程度不尽相同,生产生态功能空间转向生活生产功能空间对生态系统服务价值降低的贡献度达到15.02%,生产生态功能空间转为生态生产功能空间对生态系统服务价值增加的贡献度达到44.57%。

基于多尺度梯度域引导滤波的弱光照图像增强技术

光照较弱会导致图像出现颜色失真以及部分图像细节消失等问题,提出了基于多尺度梯度域引导滤波的弱光照图像增强方法。对弱光照图像进行多尺度梯度域引导滤波图像增强和Gamma校正,将BIQME作为目标函数,将主观图像增强问题转换为最优解问题,采用改进鸡群算法对目标函数优化求解,获取图像增强所需要的最优多尺度梯度域引导滤波参数和色调平衡参数,最终达到弱光照图像增强的目的。实验测试结果表明,所提方法可以增强弱光照图像的同时,改善弱光照图像质量和提升图像处理速度,图像处理速度控制在0.85 s以内。

非线性方程组的仿射尺度内点信赖域算法

很多领域研究寻优问题时,所采用的寻优算法普遍存在全局搜索能力差、收敛速度慢的问题,导致求出的解无法达到最优。针对上述问题,研究了一种非线性方程组的仿射尺度内点信赖域算法。构建目标最小化或者目标最大化非线性方程组,并针对方程组设置等式或者不等式约束条件;在约束条件下,利用仿射尺度内点信赖域算法求取非线性方程组最优解;将所研究算法应用到有功优化当中,以线损最小化和电压偏差最小化构建非线性方程组,并为其设置四个约束条件,利用仿射尺度内点信赖域算法求取最优解。实验结果表明:与自适应粒子群算法、樽海鞘群算法以及改进差分灰狼算法相比,所研究算法应用下,线损以及电压偏差均要更小,说明仿射尺度内点信赖域算法的求解结果更优,算法的寻优能力更强。

省域湿地退化风险评价研究——基于地理格网与景观特征单元的多尺度分析

地理格网与空间单元的划分是将基于多维指标的量化评价结果转化为地理空间信息的关键过程。快速城市化背景下,湿地生态系统的退化风险不仅取决于湿地类型,更取决于其外部环境,而景观特征评估为此提供了一种更加综合整体的空间单元划分方法。以广东省为例,探索基于景观特征评估方法来划分湿地景观特征单元,并采用简单风险指数模型构建基于网格与景观特征单元的多尺度湿地退化风险评价体系。地理格网评价结果有助于识别高退化风险湿地斑块,而湿地景观特征单元为整合高度分散的湿地斑块及其网络提供了多维度、可识别、面向管理的空间边界与框架,为区域生态系统评价与保护的空间划分提供了新思路。

村域尺度山核桃林地土壤肥力空间变异特征及影响因素

【目的】为村级尺度山核桃Carya cathayensis林地合理培肥提供科学依据。【方法】在浙江省岛石镇大山川村山核桃主产区,系统采集土壤(0~30 cm)样品134个,运用地统计学与地理信息系统(GIS)相结合的方法、主成分分析法(PCA)探究林地土壤肥力空间变异结构特征、土壤肥力状况及其主控因素。【结果】山核桃林地土壤pH 5.39,土壤容重为1.14 g·cm^(−3),有机质、全氮质量分数分别为42.13和2.33 g·kg^(-1),土壤碱解氮、速效钾、有效磷质量分数均值分别为115.89、82.69、1.47 mg·kg^(-1);容重、全氮、有效磷和速效钾的块基比均小于25%,具有强烈的空间相关性,结构因素为主导。pH、有机质具有中等空间相关性,碱解氮受随机因素影响较大;相关性分析表明:土壤pH、有机质、速效钾和碱解氮与海拔、容重显著相关(P<0.05);土壤综合肥力指数均值为0.66,肥力水平适中。主成分分析表明:有机质和碱解氮在第1主成分上具有较大载荷。【结论】山核桃林地土壤酸化及养分失衡现象严重,土壤肥力呈中部高四周低的分布格局。有机质、碱解氮是影响土壤肥力水平的主控因子,受海拔、容重影响显著。今后可按照“大配方,小调整”的原则补施生石灰、氮、磷、钾等单一肥料,以改良山核桃林地土壤酸化并提升土壤肥力质量。

基于多域多尺度深度特征自适应融合的焊缝缺陷检测研究

针对焊缝缺陷检测信号信息丰富度低、深度网络架构人工依赖性强等问题,开展基于多域多尺度深度特征自适应融合的焊缝缺陷检测研究。构建时域数据集并衍生至实数域与复数域中,丰富检测信号的特征表达;设计多域信息融合模型,充分融合特征域信息;提出面向卷积神经网络多维超参数自寻优的模型优化策略,提高模型的效率和性能。试验表明,所提方法对五类焊缝缺陷识别准确率为96.54%,能够在提升识别准确率同时保持较少的参数量和计算消耗,具有较强的实用性和泛化性。

基于时间尺度域二维相关的宽带信号检测

按相关检测的思想,提出了基于小波变换(CWT)时间尺度域二维相关的宽带水声信号检测方法,并对其检测性能进行了仿真与实验分析,结果表明:基于CWT的检测器检测性能优于能量检测器,与匹配滤波器相比差别不是很大,而且基于CWT的检测器有很好的鲁棒性,特别是在低信噪比下的检测性能尤其突出。该方法不仅仅适合于宽带水声处理,也适合于处理波形和达到时间未知的暂态声呐、雷达及鱼雷自导等信号。

市域尺度沿海特色风貌塑造方法探索--以盐城市为例

生态文明背景下,城市特色风貌塑造更加关注全域全要素、人的场景体验和精细管理制度化。本文结合盐城市实践,提出“技术框架+制度建设”的市域尺度沿海特色风貌塑造方法。技术框架包括沿海特色风貌资源价值评判和识别、陆海统筹的市域特色风貌格局,以及沿海特色风貌塑造的场景感知体系;制度建设包括海岸带景观廊道设计导则、特色风貌区管理图则和多元要素设计通则联动的设计管控体系,以及市级层面出台行动计划和特色风貌重点、区域管控政策文件,建立省、市、县联动的风貌管理委员会和完善运作机制。

基于村域尺度的传统耕作制度对耕地生产能力提升的思考

耕地是农业发展的根基,只有提升耕地生产能力,才能守住粮食安全底线。从村域尺度,采用文献研究法、实地调查法,分析粮食生产现状,剖析了研究区的传统耕作制度及其耕地生产能力制约条件,从中得出提升耕地生产能力的思考。结果表明:①研究区早籼稻和晚籼稻生产成本呈现增加趋势,其中机耕成本为170~180元/亩、收割成本为120~300元/亩、农药成本为120~130元/亩、化肥成本为120~230元/亩、水稻种子成本为47~50元/斤。②耕地生产能力制约因素主要是耕作方式陈旧、收割业务不完善、生产成本高、种植粮食补贴少以及农田基础设施落后,从提升农民生产意识、改进耕作方式、发展农业机械化、完善农村基础设施4方面提高耕地生产能力,为当地管理土地、增加粮食产量、促进农业农村现代化发展提供参考。

基于MODIS与TM时序插补的省域尺度玉米遥感估产

针对省域尺度作物估产中的TM影像时相不一致和覆盖能力不足的问题,以山东省2008年玉米产量为研究对象,在6景不同玉米物候期的TM影像和长时间序列的MODIS全覆盖影像的支持下,构建基于玉米生长过程的时序插补模型,将不同物候期的TM影像插补为玉米乳熟期的同期数据集,并通过地面实割实测样本数据,建立地面-TM、TM-MODIS的两阶段遥感估产模型,开展省域尺度玉米产量全覆盖遥感估测方法研究。结果表明,基于时序插补的省域尺度玉米遥感估产方法能充分发挥TM和MODIS影像的各自优势,有效地避免TM影像时相不同所造成的归一化植被指数(NDVI)区域差异,获得较高精度的省域尺度玉米单产估测结果,为开展省级作物遥感估产提供了一种新的技术方法。

基于镇域尺度的江苏省人口分布空间格局演变

基于2000年、2010年人口普查乡镇(街道)数据,运用探索性空间数据分析、半变异函数等方法,分析江苏省人口分布的时空分异特征,并揭示其空间演化机理。结果表明:1江苏省人口分布呈现较大的空间差异,全省层面上呈现南北人口密度高于中部的"凹"字型结构,城乡层面上呈现街道人口密度高于乡镇的"城乡二元"结构,以及沿江地区明显的"核心边缘"结构;2研究期内江苏省人口分布的空间不均衡性和集聚性呈增强之势,长江以北镇域的人口密度大多降低而以南普遍增加,苏锡常、南京、徐州三大都市圈的人口集聚能力进一步提升,沿江地区成为全省规模最大的高密度人口连绵区;3空间关联作用是引起江苏省人口分布格局变化的空间机理,而政策、区位、经济与自然环境等因素是造成江苏人口格局变化的主要动力。

浅地下水埋深微域尺度苏打盐渍土的积盐机理探讨

通过野外定位观测和室内化验,探讨了浅埋地下水环境下苏打盐渍土的积盐机理。结果表明:在35×35m2大小的区域内,相对高差仅60cm,包括盐化草甸土、浅位柱状碱土、白盖苏打碱土和中位柱状碱土4种土壤类型。盐化草甸土分布在相对较低的洼地,几乎没有碱化层;白盖苏打碱土和中位柱状碱土分布在微坡地和高平地。高平地土壤的碱化层出现在15～30cm,碱化度(ESP)70%,微坡地土壤的ESP表层最大达75%。地下水位(初见水位)表现为洼地凸出的三维空间格局,洼地和高平地之间的地下水初见水位差达1m以上,24h后的水位基本保持在同一水平。地下水位在冻结期的变化与冻土的形成和发展有一定相关性。冻结期,部分浅埋地下水进入冻层,导致冻层含水率增加,同期地下水开始缓慢下降。盐化草甸土表层的含水率从冻结前的20%增加到50%(过饱和状态),其增量达到显著性水平(p<0·05);苏打碱土冻结层含水率有一定的变化,但变化程度不显著。冻融期间,苏打碱土表层含盐量迅速增加,其中白盖苏打碱土表层含盐量增量幅度达80%,而盐化草甸土表层的盐分含量变化不显著。