基于特征更新的元学习方法

边缘要素中包含有图结构的重要信息。为了在样例稀疏的小样本学习中获得更好的分类性能,以丰富的图边缘信息源为核心,基于边缘特征和节点特征更新方法提出了适用于小样本分类的元学习框架。对边缘特征进行双重随机归一化,通过迭代地将先前结果与边缘矩阵相乘在扩散过程中传递边缘信息;用ProtoNet网络对节点特征进行初始化,以通过实例的平均嵌入来表示每个类,可以最大限度地减少任务的泛化误差。经实验验证,该方法在监督和半监督小样本分类任务中有效提高了训练精度和分类效果。

联合特征-空间金字塔和自适应特征更新的多目标跟踪

针对拥挤遮挡场景下多目标跟踪准确性和鲁棒性较差的问题,本文提出联合特征-空间金字塔和自适应特征更新的多目标跟踪算法。首先,在特征金字塔网络中引入结合通道注意力机制的空间金字塔池化模块,构建基于特征-空间金字塔的目标跟踪特征提取网络。其次,在网络输出端引入并行行人重识别任务分支,对检测到的目标进行特征提取。最后设计基于加权自适应特征更新的数据关联算法,在显著提高目标跟踪准确性的同时增强目标关联的可靠性。分别采用MOT16和MOT17测试集对本文方法和现有的代表性方法进行综合对比与分析,实验结果证明了所提方法的有效性,并且能够显著提高多目标跟踪的准确性和鲁棒性。

特征更新的动态图卷积表面损伤点云分割方法

针对金属部件表面损伤点云数据对分割网络局部特征分析能力要求高,局部特征分析能力较弱的传统算法对某些数据集无法达到理想的分割效果问题,选择采用相对损伤体积等特征进行损伤分类,将金属表面损伤分为6类,提出一种包含空间尺度区域信息的三维图注意力特征提取方法。将得到的空间尺度区域特征用于特征更新网络模块的设计,基于特征更新模块构建出了一种特征更新的动态图卷积网络(Feature Adaptive Shifting-Dynamic Graph Convolutional Neural Networks)用于点云语义分割。实验结果表明,该方法有助于更有效地进行点云分割,并提取点云局部特征。在金属表面损伤分割上,该方法的精度优于PointNet++、DGCNN(Dynamic Graph Convolutional Neural Networks)等方法,提高了分割结果的精度与有效性。

特征在线更新与加权的压缩跟踪算法

在目标跟踪中,针对目标外观改变使得目标丢失的问题,本文提出了特征在线更新与加权的压缩跟踪(compressive tracking,CT)算法。首先基于压缩感知理论提取目标的矩形特征,根据每个特征对当前帧目标的分类效果判定其可靠性,及时更新不可靠特征;其次,实时增加可靠特征在分类器中的权重,从而突出可靠特征的重要性;最后将加权候选样本特征输入贝叶斯分类器,得到下一帧的目标位置。选取八组视频序列测试改进算法的效果,结果表明与传统的压缩跟踪,局部敏感直方图跟踪(locality sensitive histograms tracking,LSHT)及在线自适应增强(online Ada Boost,OAB)算法相比,改进算法取得了更好的跟踪结果,并且在目标外观改变时依然跟踪准确,平均帧速为39fps,满足实时性要求。

秦岭山地巴山冷杉林的更新特征及影响因子

【目的】研究秦岭山地巴山冷杉林的更新特征及其更新影响因子,为巴山冷杉林的天然更新趋向判定及近自然化恢复提供理论依据。【方法】通过典型样地调查,以乔木层与灌木层重要值及乔木径级结构、林下木本植物更新特征为指标,分析巴山冷杉林的更新特征,并通过林下木本植物更新层的密度分析不同因子对其的影响。【结果】乔木层中巴山冷杉(Abies fargesii)重要值为193.96%,为建群种,亚优势种为牛皮桦(Betula albo-sinensisvar.septentrionalis),二者的径级结构中0～≤5cm个体缺乏。林下更新层中乔木树种有7种,仅占总种数的17.9%,箭竹(Fargesia spathacea)的重要值最高,达到90.78%;林下的更新方式以灌木萌生为主,该森林群落乔木更新较差,处于衰退阶段。当海拔从2 300m上升到2 726m时,林下幼苗密度逐渐增加,随着海拔继续升高,幼苗密度却呈逐渐下降趋势;而幼树密度随着海拔的上升一直呈下降趋势。当林分密度从460增加到880株/hm2时,林下自然更新的幼苗密度达到57 000株/hm2,其后随林分密度的增加逐渐减少;而幼树密度在林分密度最小(460株/hm2)时达到36 500株/hm2,随后随林分密度的增加而急剧下降。当坡向从阳坡SE15°转至半阳坡SE84°时,林下幼苗密度呈现增加趋势,继续转向阴坡NE32°的过程中,则呈现递减趋势;林下幼树密度在由阳坡转向阴坡的过程中逐渐减少。【结论】秦岭山地巴山冷杉林乔木更新较差,处于衰退阶段;林下箭竹的过度生长对乔木树种的拓殖有严重抑制作用;海拔、林分密度、坡向等是该林分天然更新的主要影响因子。

秦岭山地松栎混交林主要木本植物组成及更新特征

采用样方法对秦岭南坡中段松栎混交林主要木本植物组成及天然更新特征进行了研究。结果表明:(1)松栎混交林乔木层物种共计40种,油松、锐齿槲栎和华山松为优势种,重要值分别为35.19%、31.99%和8.12%,漆树、栓皮栎和梾木为亚优势种。(2)更新层木本植物共计87种,其中乔木幼苗34种,占总数的39.08%,灌木物种也有一定优势地位,优势种有锐齿槲栎、悬钩子和菝葜等,高度级较小的更新苗在群落内占有较大比例。(3)优势乔木更新特征不同,锐齿槲栎幼苗和幼树密度显著高于油松和华山松,且锐齿槲栎幼苗密度显著高于其幼树,但油松幼苗与幼树、华山松幼苗与幼树间无明显差异。(4)混交林内锐齿槲栎径级结构呈近似倒"J"形分布,种群稳定;油松和华山松种群均呈近似正态分布,大径级个体群相对稳定,但林下幼树不足。该研究结果提示,松栎混交林下油松和华山松更新不良,这将不利于其长期存留于群落中,虽然锐齿槲栎从幼苗到幼树的发育过程中存在更新障碍,但并未影响其种群整体更新,若无大规模干扰,锐齿槲栎将维持逆"J"型的更新方式并成为松栎混交林群落中的第一优势种。

秦岭山地锐齿栎次生林幼苗更新特征

分析了秦岭山地锐齿栎次生林群落乔木及木本幼苗物种特征值、更新生态位宽度及不同影响因子下(包括林分密度、坡向、海拔等)乔木的更新动态。结果表明,乔木层物种有25种,锐齿栎占有明显的优势,重要值为149.18%;其次为华山松(Pinus armandii)和千斤榆(Carpinus cordata)等。更新层共有木本植物41种,其中乔木种有28种,占所有木本植物总数量的68%,优势种有青蛙皮槭(Acer grosseri)、木姜子(Litsea pungens)等。林下有丰富的幼苗库,更新方式以实生为主;分析了10种更新优势乔木种群的生态位宽度,同种幼树种群生态位宽度均大于幼苗种群生态位宽度。幼苗种群生态位宽度从大到小依次为榛子(Corylus heterophylla)、锐齿栎、青蛙皮槭等。幼树种群生态位宽度从大到小依次为榛子、青蛙皮槭、锐齿栎等;林分密度对林下乔木幼苗和幼树数量影响不同。当林分密度从720增加到1460株/hm2时,幼苗密度逐渐增大。随后随着林分密度的增加,又呈现出减少的趋势。而幼树密度随着林分密度增加一直呈现出减少的趋势。坡向对锐齿栎次生林林下乔木幼苗和幼树的影响各异,阳坡(南偏西3°)均利于幼苗和幼树的更新。南偏西45°林分内,幼苗密度急剧减少。随着坡向转为阴坡,幼苗密度又逐渐增加。而幼树密度逐渐减少。当海拔从1083 m增加到1547 m时,幼树密度逐渐增加。随后,随着海拔增加到1882m,幼树密度则逐渐减小。而幼苗密度随着海拔的增高一直呈现减小的趋势。

秦岭中段红桦次生林更新特征研究

【目的】研究秦岭中段红桦(Betula albo-sinensis)次生林的更新特征,为红桦林的近自然恢复提供理论依据。【方法】应用典型样地法,调查红桦次生林的更新状况,分析林下木本植物更新特征及生物和非生物因子对其的影响。【结果】更新层共有木本植物59种,其中乔木树种有25种,占所有木本植物总数的42.4%。更新的木本植物中以灌木种居多,优势种有箭竹(Fargesia spathacea)、悬钩子(Rubus corchorifolius)等,红桦在群落更新层中的优势地位不明显。红桦次生林木本植物幼苗在40～60cm高度级内数量最多,0～20cm高度级内分布很少。林下木本植物的更新方式以萌生为主。林分密度对木本植物幼苗、幼树更新密度的影响相似,即其更新密度均随着林分密度的增加呈先增加后减少的趋势。阳坡(南偏西40°)利于幼树生长,随着坡向转为阴坡,幼苗密度逐渐增加,而幼树密度呈不同程度的减少。海拔对红桦次生林林下木本植物的更新也有明显影响,当海拔从1 825m增加到2 449m时,幼苗密度下降,幼树密度增大;但当海拔增加到2 467m时,幼苗密度增加,幼树密度减少。【结论】秦岭中段的红桦次生林处于演替后期,林分更新能力较差。

安徽省紫蓬山栓皮栎林的物种组成及更新特征

安徽省紫蓬山国家森林公园古栓皮栎林内设置面积1.5hm2的固定样地,应用相邻格子法划分样地并进行每木调查,研究该栓皮栎林的物种组成及更新特征。结果表明:1)该栓皮栎林样地物种组成丰富,共有维管束植物49科、77属、81种,仅含1个种的科属较多,栓皮栎为群落建群种;2)从物种属的地理分布区类型看,该群落具有一定的温带性质,同时热带成分占有较大比例,反映出亚热带北缘低山丘陵落叶阔叶林的植被属性;3)优势种明显,从个体数、平均胸径、胸高断面积和重要值等分析,栓皮栎在群落中占有绝对优势地位,以大树和老龄树为主;4)栓皮栎群落现阶段已进入演替的顶极阶段,为衰退型种群,更新较差;5)群落外貌整齐,垂直空间分化明显,乔木层优势种极为明显,灌木层物种较丰富,草本层稀疏但种类丰富,层外植物简单;该群落植物生活型、层次结构和外貌的关系反映出了北亚热带落叶阔叶林的特点。

沙地樟子松人工林的天然更新特征

采用生态学方法,对樟子松人工林天然更新特征进行调查和分析,结果表明,樟子松人工林天然更新主要为林隙更新,密度为428~6 167株/hm^2,其次为单株更新、林缘更新;樟子松单株更新的可更新区域为北偏东、距母树有一定距离的扇形区域内,也是母树12:00后的树冠投影运行轨迹,大致范围为50°~120°;樟子松林缘更新的主要条件是有林缘扩展带,林缘更新密度为400~767株/hm^2;樟子松单株、林隙、林缘更新与母树树冠投影的运行轨迹关联较大,母树树冠投影为樟子松天然更新幼苗提供了庇护场所,坡向以东坡、东北坡、西北坡为最好,上腹、中腹更新幼树较多,这主要受温度、湿度、光照、积沙层厚度等环境因素的影响。

子午岭油松林更新特征研究

利用样地调查资料,对子午岭油松林的更新特征进行了研究。结果表明,子午岭油松林群落总体更新情况良好,有各种幼苗幼树9 000株.hm-2以上;油松在林下的更新潜力也很大,有油松幼苗幼树6 000株.hm-2以上;但在郁闭的油松林林冠下,油松的幼苗幼树很少能长大。其中地径在0.7 cm以上、高度大于80 cm的油松幼树在林下分布很少,更新效果不显著。

太白山锐齿槲栎林乔木更新特征及其影响因子

【目的】分析太白山锐齿槲栎林乔木更新特征,探索更新与环境因子的关系,为理解该区森林动态提供理论依据,为经营管理提供理论指导。【方法】2009年7—9月和2010年7—8月在太白山北坡和南坡锐齿槲栎林分别设置21和12块样地,对乔木更新状况及环境因子进行系统调查(2009年7—9月在北坡调查及取样,2010年7—8月在南坡调查及取样),分析更新苗密度、多样性指数和高度级结构等特征参数,探讨更新密度和多样性与环境因子的关系。【结果】共记录到30种乔木更新物种,其中葛萝槭、四川木姜子、锐齿槲栎、白檀、湖北山楂和桦叶荚蒾的重要值均大于20%,其重要值之和占所有更新物种重要值总和的69.31%,为最重要更新物种;总更新密度为9 697株·hm^(-2),主要集中于幼苗(H<1.3 m)阶段,约为幼树(1.3 m≤H<3 m)密度的3倍;更新密度随高度级呈倒"J"型分布;锐齿槲栎缺失高度为210～300 cm的更新苗,在林下不能形成完整的更新大小序列;不同样地间更新密度和多样性指数(物种丰富度、Simpson指数和Shannon-Wiener指数)差异较大,表明更新苗分布不均匀,趋向斑块状;多元线性逐步回归分析结果显示,坡向、土壤全P含量、坡度和有机质含量是影响总更新密度的主要环境因子,共解释了总变异的73.2%;更新多样性主要受全P含量和坡向的影响。【结论】太白山锐齿槲栎林乔木更新种类丰富,整体上具有一定更新能力,但作为建群种的锐齿槲栎在林下不能完成自然更新,因此,在森林管理中可适当考虑人为地创造一定的开阔环境(如林窗)来促进其更新,同时对该林型的管理还应注重坡向、全P含量、坡度和有机质含量对更新的影响,较凉爽湿润坡向、坡度平缓、土壤全P和有机质含量低的生境利于乔木更新。

林窗对大兴安岭南段杨桦次生林林下更新特征的影响

研究杨桦次生林不同林窗大小对林下物种更新特征的影响,为人为近自然模拟林窗干扰更新提供理论依据和参考。以内蒙古大兴安岭南段杨桦次生林为研究对象,按海拔梯度将6hm 2大样地分为坡上、坡中及坡下,每个坡位划分为4个林窗面积等级,每个等级内选择3个不同面积林窗,作为3个重复,每个坡位选择林窗36个,在每个林窗内设置更新苗调查样方5个。同时设置相同面积的对照样方(CK)36个。共调查林窗更新苗样方180个,林内对照更新苗样方180个。结果表明,林窗具有使原先锋物种(蒙古栎)更新密度下降的趋势;林窗内蒙古栎均为主要更新物种,从坡下到坡上,蒙古栎更新苗密度分别占总更新密度的61.19%,50%,39.86%;林窗中更新苗都以低矮植株(<60cm)为主,更新苗在不同坡位、不同林窗面积中均表现为随高度级的增加,更新苗数量降低。不同坡位不同高度级内更新苗数量基本呈现出大林窗多于小林窗;坡位及林窗面积均对蒙古栎更新苗基径影响显著([WTBX]P<0.05);林窗能够显著促进蒙古栎更新苗粗生长,在林窗面积为80~100m 2达到最大;林窗内坡上及坡下蒙古栎更新苗基径均大于林内,坡中没有如此表现。总的来看,林窗能够显著促进林下物种更新与生长,并且具有使原有先锋物种(蒙古栎)更新密度下降的趋势。

湖南栎类天然次生林幼树更新特征及影响因子

以湖南典型栎类天然次生林为研究对象,基于51块样地的调查数据,采用k-means聚类分析划分林分类型,研究湖南不同栎类天然次生林幼树更新特征,分析了湖南不同栎类天然次生林幼树更新指标(幼树密度、幼树平均地径、平均高以及平均冠幅)与环境因子、林分因子的相关性,旨在阐明环境因子、林分因子对幼树更新的影响,以期为湖南不同栎类天然次生林的恢复与经营管理提供理论依据。结果表明:(1)利用聚类分析可将研究区内栎类天然次生林划分为5个类型,包括甜槠锥栗混交林(CC)、亮叶水青冈多脉青冈混交林(FC)、石栎樟树混交林(LC)、枹栎甜槠混交林(QC)、青冈栎混交林(CG)。(2)不同类型栎类天然次生林更新幼树优势种分化明显,物种丰富度差异显著(P<0.05)。5种不同栎类次生林幼树密度均未超过500株/hm2,更新情况较差;幼树数量差异显著(P<0.05),为亮叶水青冈多脉青冈混交林>石栎樟树混交林>青冈栎混交林>枹栎甜槠混交林>甜槠锥栗混交林;生长情况差异显著(P<0.05),为青冈栎混交林>亮叶水青冈多脉青冈混交林>枹栎甜槠混交林>甜槠锥栗混交林>石栎樟树混交林。(3)相关分析结果显示,不同类型次生林幼树更新的主要影响因子存在差异。甜槠锥栗混交林中幼树密度与腐殖质厚度呈显著负相关(P<0.05);幼树平均高与灌木盖度呈显著正相关(P<0.05);幼树平均地径与草本盖度、灌木盖度呈显著正相关(P<0.05)。亮叶水青冈多脉青冈混交林中幼树密度与海拔、腐殖质厚度、枯落物厚度呈显著正相关(P<0.05),与草本盖度呈极显著正相关(P<0.01);幼树平均地径与郁闭度呈显著负相关(P<0.05);幼树平均高、幼树平均冠幅与坡位呈显著正相关(P<0.05)。石栎樟树混交林中幼树密度与坡向、土壤厚度呈显著正相关(P<0.05),其余因子对幼树生长无显著影响。枹栎甜槠混交林中幼树密度与郁闭度、乔木密度呈极显著正相关(P<0.01),与坡位呈显著负相关(P<0.05);幼树平均冠幅与坡度呈显著负相关(P<0.05)。青冈栎混交林中幼树平均地径与土壤厚度呈显著正相关(P<0.05),与乔木密度呈极显著正相关(P<0.01);幼树平均冠幅与灌木盖度呈显著正相关(P<0.05)。

天然常绿阔叶和半落叶林林隙胖大海更新特征

以越南同奈天然文化自然保护区的不同胖大海优势度林分林隙内胖大海更新为研究对象,对不同优势度林分林隙下胖大海更新种群的生命表、空间分布格局以及更新密度分布特征进行研究。结果表明:在3个优势度等级林分中胖大海SL1的个体株数最大,其中SL1到SL5的个体数量单调递减,SL4至SL5呈较为稳定状态;在优势度3级林分胖大海SL1的死亡率为0.358,均小于优势度2级林分的0.480和1级林分的0.413,而胖大海SL2至SL4的死亡率均大于优势度2级和1级林分;在不同林隙大小等级中胖大海幼树幼苗的空间分布型均呈聚集型;在优势度1级林分中,胖大海随着林隙面积增加,更新平均密度单调增加,林隙面积<80 m2时,胖大海幼树幼苗的平均密度均较小,林隙面积401-500 m2时,胖大海幼树幼苗平均密度达到峰值,在优势度1级和3级林分中胖大海幼树幼苗生长发育最适林隙面积为401-500 m2,但优势度2级林分中林隙面积为201-300 m2最适于胖大海幼树幼苗生长。虽然,胖大海幼树幼苗耐荫,需要光照强度不高,但林隙面积过小,光照强度过弱也不利于胖大海幼树幼苗生长。

林窗干扰对沙地樟子松人工林更新特征的影响

为研究林窗干扰对呼伦贝尔沙地樟子松人工林林下更新特征的影响,在施业区内选取不同大小林窗20个,对林窗内更新苗特征进行调查,通过灰色关联度分析法对更新的影响因子进行分析。结果表明:林窗下更新影响因子关联度排序由大到小依次为林窗面积、林窗开敞度、枯落物厚度,表明林窗面积对林窗更新影响显著。樟子松幼苗更新密度在林窗面积为50~80 m^(2)时最大。林窗内更新苗以低矮植株(50 cm以下)为主、冠幅以10 cm以下为主,年龄多为1年生及2年生幼苗。樟子松更新苗在林窗东南或西南方向群聚生长。

濒危植物凹叶厚朴幼苗更新及环境解释

凹叶厚朴为我国二级保护野生植物,由于其较高的药用价值,野生资源遭到无节制的盗砍,造成种群数的衰退和群落残败。调查浙江省遂昌县桂洋林场不同群落野生凹叶厚朴的更新状况,结果表明:凹叶厚朴种群大小级为不典型的"J"型,种群在较长的时间内保持稳定状态;凹叶厚朴以萌生更新为主,随着群落郁闭度的增加,萌生苗的比例增高,但不同群落平均萌枝数量、平均胸径及株高无显著差异。实生苗随着郁闭度的增加植株呈现变矮、变细的趋势;凹叶厚朴实生和萌生苗在不同群落中年龄结构差异均极大,针阔叶混交林中更新良好,针叶林大量高龄幼苗生长缓慢,且植株不易进入上层空间,常绿阔叶林中存在严重的更新不良现象;各群落中,更新幼苗株高和胸径增长量均随郁闭度的增加呈现极显著下降的趋势,其中实生苗的下降趋势更为明显;影响实生更新的主要环境因子为草本层盖度和厚度、枯落物盖度、腐殖质厚度及土壤含水率;影响种群萌生更新的主要环境因子为群落的光照及温湿度。因此,降低上层林冠密度,减少草本层、枯落物等的覆盖对于维持种群的发展、缓解其濒危状况具有重要的意义。

大兴安岭南段山杨死亡对其更新的影响

以内蒙古大兴安岭南段山杨林为研究对象,根据对照样地、山杨中度死亡样地和山杨重度死亡样地的不同死亡梯度的调查数据,分析山杨死亡后更新情况。结果表明:山杨重度死亡样地的山杨更新密度最大,更新密度为7 308.33株/hm^(2),更新密度分别是山杨中度死亡样地、对照样地的2.55、17.20倍;山杨重度死亡样地更新幼苗(树)平均树高最大,平均树高为3.71 m,更新幼苗(树)平均胸径最大,平均胸径为3.05 cm。山杨重度死亡样地和山杨中度死亡样地与对照样地的更新密度、平均胸径和平均树高差异均显著(P<0.05);更新密度、平均树高和平均胸径与郁闭度和林分密度呈显著负相关(P<0.05);幼苗枯梢率与郁闭度及林分密度呈显著正相关(P<0.05);幼苗死亡率及幼树枯梢和死亡率与更新密度和郁闭度呈显著负相关(P<0.05)。总体而言,大兴安岭南段山杨林在气候变化的干旱背景下,具有强大的萌蘖更新能力,更新苗在森林死亡后生长良好,幼苗拥有成材的潜力。

在线模板的人脸特征点对齐

为提高实时人脸对齐的精度和效率,在AAM关键点对齐算法基础上,提出融合在线多帧特征信息的特征点更新实时人脸对齐方法。利用前帧已对齐的特征点信息,快速计算本帧运动矢量,作为本帧对齐初始位置,使本帧对齐迭代的初始点充分接近最优解,避免大范围搜索容易陷入的局部极小问题;人脸检测的初始化过程仅在完全丢失或第一帧初始化时进行一次,后续帧在前帧基础上更新位置,提高跟踪速度;针对人脸运动过快出现的块匹配失效问题,使用多分辨率块搜索算法,在各级图像上进行块对齐,在大范围的快速移动条件下,仍然能够实现特征点匹配。在实时网络摄像头条件下进行跟踪实验。实验结果表明,提出的特征点更新算法能够实时跟踪快速的人脸移动,并在较少的迭代次数内实现人脸对齐。

基于改进的加权RGB特征的跟踪算法

为解决视觉跟踪中线性RGB组合特征的权值仅使用整数这一问题,设计了一种将权值范围扩大到实数域的特征及其选择算法。在线性RGB组合特征的权值向量空间中,能够最有效地区分前景和背景的权值向量就是能够用来跟踪的最佳权值向量。将线性RGB的组合扩展至RGB的二次组合,使用逻辑回归对前景和背景像素进行分类,并利用加权迭代最小二乘法对逻辑回归求得的权值向量进行迭代,得到最有效区分前景和背景的权值向量,使用特征更新策略对目标权值向量进行不断更新。实验结果表明,改进的方法结合Means Shift可有效的跟踪运动目标。