利用BG算法提高微波辐射计空间分辨率

将BG算法应用于增强微波辐射计空间分辨率 ,BG算法的基本原理是 ,如果测量密度大于仪器本身的分辨率 ,便可找到周围测量点的线性组合而得到一幅较高分辨率的图像 ,此原理同样适合其它遥感仪器。借鉴Stogryn的研究成果 ,在应用BG算法的同时 ,引入可调参数 ,它能够调整空间分辨率和系统的灵敏度之间的约束关系 ,使增强后的图像能够进行折衷处理 ,而不至于因为过分增强分辨率而使图像的斑点噪声增大 ,降低图像的质量。应用BG算法 ,对 2 0、5 0和 90GHz的微波仿真图像进行了图像增强处理 ,结果表明图像分辨率得到了增强 ,空间分辨率提高的倍数依赖于数据采样密度。

使用BG反演算法细分重建微波辐射计图像

针对传统BG反演算法对微波辐射计图像增强效果有限的不足,提出了改进BG反演算法的新方法——细分重建方法,来进一步提高辐射计图像的空间分辨率。描述了新方法的计算过程,比较了新的方法与传统的BG反演方法在处理上的异同,并使用模拟的数据对这两种方法的性能做了定性的分析和定量的比较,验证了新方法的有效性。

基于BG算法的微波成像仪图像重建技术研究

基于用FY-3气象卫星微波成像仪(MWRI)的有效视场(EFOV),用BG算法对MWRI的空间分辨率重构进行了研究。给出了重建原理,引入折中参数控制分辨率与噪声的比例。对MERI的10.65GHz V通道进行了分辨率重构,在有效扫描角±45°区域内使用重构采样算法,确定重采样分辨率60km、折中参数为1×10-6,并获得了此条件下各探测通道最优重构分辨率及重构后的性能指标。结果表明:MWRI统一探测分辨率60km时,18.7,23.8,36.5,89GHz通道的噪声被大幅抑制,合成足迹的噪声为原始噪声的约10%,插值误差均小于5%,MWRI所有通道可很好地工作于匹配分辨率60km。

基于视觉技术的三维指尖跟踪算法

基于手势的实时人机交互(HCI)在虚拟现实领域有着重要的理论和应用价值.通过双目摄像头,使用立体视觉技术可以实现指尖在三维空间的跟踪定位,进而实现指尖和虚拟空间三维物体的实时交互.这种技术可以实现三维鼠标以及用于虚实交互的三维游戏中.提出一种阈值结合混合多高斯的BGS算法,用它来得到手的区域,然后通过手轮廓K向量和手中心到指尖的距离判定指尖位置,再利用标记对摄像机进行标定,根据标定参数和两个图像中得到的指尖位置,重建指尖点三维坐标,最后在三维空间实施Kalman滤波来平滑指尖点轨迹并预测前景分割的范围.实验结果表明算法是有效的.

基于Bussgang技术的盲均衡算法分析

该文分析了Bussgang类盲均衡算法的工作原理和无记忆非线性函数的选取,介绍了目前已提出的几种主要的Bussgang盲均衡算法。

基于自适应分割算法的多跳频信号盲检测

传统的观点大都将跳频信号盲检测问题视为能量域的门限阈值问题,而从统计域来看,实际接收到的跳频信号是在一些未知时刻突变而在这些时刻之间保持统计平稳性的分段平稳随机信号,那么基于非平稳时间序列的各种突变检测算法就可以引入其中。分析了当前跳频突变通信信号的统计特性,给出了其高阶分段平稳的模型。将Bemaola-Galan(BG)提出的自适应分割算法推导到高阶,并将其成功应用于多个跳频突发信号盲检测和自适应提取中。仿真结果表明,该算法不需要任何先验信息,能够有效检测和提取多个突发通信信号,且性能优于传统的能量检测法。

HY-2卫星扫描微波辐射计多通道分辨率匹配技术研究

星载微波辐射计多通道海洋参数反演需要基于同一位置、同一分辨率的多通道观测值,但由于星载微波辐射计设计的局限性,多通道观测地面像元位置和分辨率均不同,因此运用多通道分辨率匹配技术统一观测面元是扫描微波辐射计数据处理中的关键技术,基于海洋二号(HY-2)卫星扫描微波辐射计的成像原理和天线方向图,模拟各通道天线方向图在地面的投影,用Backus-Gilbert(BG)算法将高频观测亮温重采样到最低的低频6.6 GHz通道的观测位置和像元分辨率。结果表明,BG降低分辨率重采样算法能得到很好的拟合效果,并且不另引入噪声。

荆江河段冲刷下切关键河段及节点分析

随着长江上游梯级水库的建设运行,新水沙条件下荆江在较长一段时期内持续冲刷。采用水沙数学模型预测荆江冲淤演变,结果表明其沿程冲淤变化波动明显。基于启发式分割算法(BG算法),对荆江的冲淤预测结果进行非平稳冲淤序列分割分析,确定了荆江冲刷程度相对严重的8个关键河段和13个冲刷突增的关键节点,与实测水面比降分析结果类比,其中7个关键河段以及8处关键节点得以相互映证。研究成果显示,基于BG算法检测河道冲刷关键节点是一种可行方法。

新疆降水量与参考作物腾发量的年际变化特性

为了深入、系统地研究新疆地区降水量和参考作物腾发量的年际变化规律,在运用FAO-56Penman-Monteith公式计算新疆地区52个气象站点的年参考作物腾发量序列基础上,采用MannKendall趋势检验法和BG分割算法对各站点的降水量和参考作物腾发量序列的趋势性、突变性等年际变化特征进行了具体研究。结果表明:近60年来,新疆地区年降水量整体上呈增加趋势,而参考作物腾发量整体上呈减小趋势;参考作物腾发量的突变较降水量的突变更为频繁和复杂;新疆地区农业生产的水资源天然供需条件有改善倾向,有利于农业生产发展。

二维圆周阵列综合孔径微波辐射计信道误差分析

给出了一种综合孔径微波辐射计二维圆周非均匀分布阵列的排布方案,并在此基础上分析了信道串扰、信道不平衡、系统噪声等产生的误差,建立了各种误差的特性仿真模型。然后给出了各误差的补偿方法及噪声的消除方法,通过BG反演算法实现了在各种误差下的亮温反演,证明了以上误差补偿的有效性。

唐山台跨断层形变速率阶段性变化及预报效能评估

采用启发式分割算法(BG算法)对唐山台跨断层形变观测时间序列进行均值突变检测。以此为基础,通过计算突变前后子序列均值变化量,探讨唐山台跨断层形变的阶段性变化特征。结合台站及其周围典型震例,分层次统计突变距离发震日的时间间隔,计算虚报率、漏报率和R值,并对唐山台跨断层形变的预报效能进行定量评估。结果显示,唐山台跨断层形变阶段性变化特征显著;各测项突变后对应发生地震的概率均不低于50%,突变距发震日的最短时间间隔自当天到2个月不等;水准的预报效能整体上略优于基线,而断层垂向分量和张压分量的预报效能整体上优于走滑分量。

漳泽水库入库径流变化趋势及影响因素分析

采用M—K（mann—kendall）统计检验方法对漳泽水库的入库径流变化趋势进行了分析，采用BG（bernaola—galvan）分割算法对其突变点进行了分析，并在此基础上对漳泽水库入库径流变化的影响因素进行了分析。分析结果表明，漳泽水库年入库径流以及汛期和非汛期入库径流均呈现出显著的衰减趋势；并且入库径流1977～1980年间发生了衰减突变，突变幅度大，1980年以后未发生显著变化，维持在较低水平；而且人类活动是漳泽水库入库径流减少的主要因素。漳泽水库入库径流的衰减加剧了当地的水资源供需矛盾，因此，应进一步对漳泽水库的调度方式进行研究以实现流域水资源的可持续利用。

基于动态滤波重采样的星载微波辐射计观测亮温方法

研究了星载微波计的亮温观测,针对目前常用的采用重采样的固定滤波方法不考虑观测几何变化的不足,开发了一种采用基于Backus-Gilbert(BG)方法的动态滤波重采样的亮温观测方法,该方法从卫星观测方式入手,考虑了观测几何沿经线方向和沿纬线方向的变化,采用线性插值的方法对滤波模板进行实时更新,实现了动态滤波重采样的目的。对该方法并进行了仿真试验和基于对地观测的先进扫描微波辐射计(AMSR-E)观测资料的真实数据试验,试验结果表明,这种方法的匹配误差小于固定滤波方法且具有较高的计算效率,具有良好的业务化应用潜力。

大坝变形监测序列的阶段性趋势识别方法研究

对大坝变形监测序列进行阶段性趋势识别,有助于加深对不同时间尺度上大坝变形监测序列的演变规律认识,对于大坝安全运行和管理具有重要意义。采用启发式分割算法(BG算法)对大坝变形监测序列进行突变点识别,能够有效避免突变点对趋势识别的干扰;在此基础上,通过改进ITA方法对分段子序列进行趋势识别,改进后的ITA方法能够保留序列内部相关性,具有较好适用性。工程实例分析表明,所提方法能够有效识别出大坝变形监测序列中的突跳点,将监测序列分为具有稳定趋势的子序列,并能识别出每段子序列的变化趋势。

基于启发式分割算法的气候突变检测研究

气候系统的非线性、多层次性和非平稳性对气候突变的检测方法提出了较高的要求.基于t检验将非平稳序列分割为多个不同尺度的自平稳子序列,Bernaola Galvan提出的启发式分割算法(BG算法),对非平稳时间序列的突变检测效果较好.在BG算法的基础上,通过理想时间序列验证BG算法处理非平稳时间序列的有效性,并对近2000a北半球树木年轮距平宽度序列基于不同层次的思想,检测和分析其中包含的各种尺度的气候突变事件,成功地区分不同尺度的突变.定义的新物理量——突变密度的分析表明,自然因素作用的基础上,人为因素影响的加剧可能导致近1000a来突变密集段和稀疏段分布失衡,这可能是全球变化的重要表现之一.

近57年西辽河流域气候变化特征分析

西辽河流域地处半干旱地区,在当前气候变暖的大背景下,流域内气温和降水的变化趋势,对当地的农业、水资源、自然生态系统等影响巨大。利用1961年—2017年西辽河流域27个气象站的气温和降水资料,采用线性倾向估计、BG启发式分割算法、Morlet连续复小波分析等方法分析了西辽河流域气候变化趋势、突变、周期性等变化特征。结果表明:西辽河流域年平均气温呈显著上升趋势,增温速率达0.26℃/10 a,高于全国平均水平,流域中东部增温尤为显著;气温突变出现在1988年;气温变化存在5~15 a和15~25 a 2个周期震荡,2个尺度的周期变化表现较为稳定,且具有全域性;流域内年降水量略呈下降趋势,波动较为显著;降水未出现突变;降水存在4~6 a、7~15 a和20~32 a共3个准周期震荡。