2000—2020年四川省泸沽湖湿地自然保护区陆地植被覆盖动态变化

[目的]探究四川省泸沽湖湿地自然保护区2000—2020年陆地植被覆盖度的时空变化规律,为保护区的建设和治理提供参考。[方法]选用四川泸沽湖湿地自然保护区2000—2020年植被生长旺盛月份(6—9月)的MODIS数据为数据源,结合像元二分法、Theil-SenMedian趋势分析法等相关分析法探究植被覆盖度时空变化特征及其对气候的响应。[结果](1)在时间变化上,四川省泸沽湖湿地自然保护区陆地植被覆盖度呈略微上升趋势,整体以0.09/10 a速率波动上升。(2)保护区植被覆盖度在空间分布上呈现湖区及其周边区域低,南北高的特征,呈现整体上升,局部下降的特点。(3)保护区气候(6—9月)趋向“暖干化”发展,植被覆盖度与气温和降水量以正相关为主,且受气温影响大于降水,其影响因素具有空间差异性。[结论] 2000—2020年,泸沽湖湿地自然保护区植被覆盖良好,植被覆盖度总体呈略微上升趋势,其中,气温是影响植被覆盖度的主要气候因子,同时地形、人类活动对保护区植被覆盖度均有一定的影响。

基于矩阵偏序关系的形态学算子

已有形态偏序由于忽略了图像像素的局部相关性导致运算结果产生噪声叠加、拓扑失真等问题,本文在矩阵Frobenius范数的基础上定义了一种新的偏序关系,从理论上证明了该序满足的自反性、传递性和反对称性.在此基础上,本文提出了基于新序的形态学膨胀、腐蚀算子和相关的梯度运算算子.为验证新序和算子的有效性,与已有的算法进行对比实验,结果表明,新序和相应的算子在保证颜色分量相关性的同时,利用矩阵运算保证了像素的局部相关性,在抑制噪声和边缘保持方面均优于现有的算法.同时,通过结果对比和理论分析发现,新的形态算子对结构元素尺寸的包容性强,克服了形态算子在应用时难以选择合适结构元素大小的问题.这种新序是多通道图像处理的基础,可以扩宽形态学理论的应用范围.

广西壮族自治区植被覆盖度时空变化及多元化因子分析

旨在利用MODIS遥感数据集对研究区19年植被覆盖度的时空变化及多元化因子进行分析,研究表明:(1)广西近19年植被覆盖度整体较高,空间分布呈四周高、中间低的特征;(2)2001-2019年FVC呈上升趋势,且上升趋势的面积占比达到61.50%,上升速率为每10年0.091,且波动变化相对稳定;(3)由气温、降水量与FVC偏相关性结果可知,植被覆盖度与气候因子之间存在相关性,气温以每10年0.38℃的上升速率呈上升趋势,降水量呈缓慢下降趋势,降水量及气温对植被覆盖度的影响存在空间异质性;随着海拔的升高植被覆盖度呈先增后减的趋势;坡向对植被类型的布局影响较大,阳坡主要以林地类型为主,阴坡主要以草地和林地为主;不同坡度植被覆盖变化显著,在坡度≤15°时植被覆盖度较高,当坡度越大时植被覆盖度呈下降状态;(4)随着土地利用类型的变化植被覆盖度有明显差异,转为林地和草地的面积及植被覆盖度都呈逐年增加趋势,耕地植被覆盖度呈先增后降的趋势。

部分象素全息屏实现三维显示

介绍了利用部分象素全息屏实现三维立体显示的基本原理和结构 ,并指出可通过记录部分象素结构复合在同一平面内的狭缝全息图获得这种部分象素衍射屏 .与电子束刻蚀技术相比 ,具有制作简便、成本低、制得屏面积大等优点 .

基于预测模式搜索的快速子像素运动估计算法

针对超分辨率重建中运动估计准确度低、计算量大等问题,提出一种快速有效的子像素运动估计算法。在运动向量的计算中,提出综合利用运动的空时相关性、中心偏置性、并融合局部偏差搜索策略,同时得到整像素和子像素的预测运动向量,在获得最佳整像素匹配位置后,提出基于控制表面模型的高阶预测算法对绝对误差和表面模型化进行子像素运动估计,选择其中绝对误差和最小的点作为子像素运动估计位置。与现有标准快速运动估计算法相比,仿真结果表明所提算法计算量更小、匹配准确度更高。

改进的CDD图像修复模型算法

为解决CDD图像修补模型修复时间长、迭代复杂、边缘过度不自然的问题,提出一种改进的CDD图像修复模型算法。通过简化曲率项运算来减少修复算法的运行时间,引入像素点灰度差值比率和权重平滑函数,克服图像边缘处的扩散相互抵制的现象,有效解决修复后图像边缘模糊的问题。通过实验数据中峰值信噪比(PSNR)和修复时间的对比,表明改进的CDD模型算法比传统的CDD模型算法修复时间更短,边缘过渡更清晰,视觉效果更佳。

基于边缘保护的正则化超分辨重构技术

本文研究单帧图像超分辨重构的正则化方法。利用图像分片连续、降质算子的有限支撑性和空不变性等先验信息,借鉴一元分段函数拟合的思想,构造图像超分辨重构的目标函数,设计快速有效的迭代算法,保护边缘,降低块状效应,获取高分辨图像。仿真结果表明,本文方法得到的超分辨重构图像的效果较最近邻插值法、双线性插值法的效果好。

基于灰度投影改进的电子稳像

针对灰度投影算法运用于存在局部运动目标的情况下,稳像效果较差并且可能产生错稳这一问题,在分析灰度投影基本理论的基础上,提出一种改进的灰度投影算法:局部运动物体位置估计方法和像素替代法。利用灰度值的改变和像素替代的方法,把局部运动物体去除,再进行稳像处理。通过实验验证,该方法可以解决图像中存在运动物体时发生的错稳情况。比较改进前与改进后的稳像效果,改进后的PSRN(峰值信噪比)提高了1.35。

基于局部行像素对比度的红外弱小目标检测

针对天空背景下云层对弱小目标的干扰,以及靶场实验中观测设备所产生的拖影现象对目标检测所带来的干扰等问题,提出了一种基于局部行像素对比度的空中红外弱小目标检测算法,用于检测低信噪比条件下的空中红外弱小目标。该方法利用中值滤波和形态滤波获取滤波图像,结合目标区域像素特点提取滤波图像中感兴趣区域,然后利用局部行像素对比度的方法检测目标位置,极大提高了检测效率,缩短了检测时间。从理论上介绍和分析了该算法对红外弱小目标图像检测算法的有效性,并通过Matlab仿真实验与其他检测算法进行了对比。实验结果表明,所提算法能够在低信噪比条件下更加有效地检测出空中红外弱小目标,检测精度更高、效果更好。

光栅投影三维测量系统标定技术研究

相机与投影仪的标定是影响光栅投影三维测量系统精度的因素之一,且标定所得参数的精度直接影响系统的测量精度。分析标志点边缘成像时的退化模型,提出了基于高斯曲线拟合与边缘局部区域效应相结合的亚像素边缘检测方法,获取高精度边缘,提高标志点检测精度;使用基于透视变换图像矫正的标志点快速排序匹配方法,进行相机快速高精度标定。分析投影仪标定时的相位误差,提出了一种基于径向基的线性插值方式,提高标志点圆心相位获取精度。实验验证,使用上述亚像素边缘检测方式,标志点的边缘残差为0.087 1,对比基于高斯曲线的拟合方式,精度提高了41%,相机标定重投影误差均值为0.052 4像素;使用上述相位插值方式,投影仪标定重投影误差均值为0.120 3像素,对比使用双线性插值方式,标定精度提高23.9%。

一种基于局部相似性的亚像素边缘定位算法

边缘检测是图像处理领域中一项重要的预处理技术。根据像素点间在灰度上的局部相似性,提出一种基于局部相似性的亚像素边缘定位方法,通过亚像素边缘定位模分析局部二阶矩的分布变化特性,利用幅值的局部极大值检测边缘和二次曲线的拟合提取亚像素边缘位置,最后仿真实验结果验证了方法的有效性。

新型衍射光学元件实现三维立体显示的原理及设计

基于部分像素衍射屏的原理 ,提出一种结构更为简单 ,更易实现的新型衍射元件 (DOE)。给出这种衍射元件的设计方法 ,与以往的衍射屏进行了比较。并用人工拍摄和机器光刻两种方法制作出演示DOE。

2000—2020年四川省植被覆盖时空变化特征及其气候驱动因子

[目的]对四川省植被变化规律及影响因子进行分析,为该地区自然资源可持续发展提供理论支持。[方法]基于2000—2020年四川省MODIS-NDVI数据集,统计研究区2000—2020年植被覆盖度(FVC),分析其时空变化特征以及与气候因子的关系。[结果](1)四川省FVC变化趋于稳定,其多年FVC均值在0.50左右。(2)在空间尺度上,FVC存在明显的空间分布异质性,东部FVC高于西部,且从西北向东南方向呈现依次递增的空间分布格局。(3)四川省高植被覆盖度区域面积比例达到70%左右,其总体植被状况较好,且总体存在缓慢增长的迹象。(4)研究区内FVC变化与气温、降水正负相关关系并存且面积比例接近。(5)四川省FVC变化的驱动力主要为非气候因子,以气候因子为驱动的区域面积占研究区总面积的21.17%。[结论]四川省地形地貌复杂,气候条件好,植被生长旺盛,多年来FVC较为稳定,维护了长江中上游地区的生态环境。四川省未来应着重关注人类活动因子,积极构建长江中上游生态屏障。

X射线线阵探测器校正与滤波

针对X射线线阵探测器像素响应不均而造成X射线图像产生竖条纹,以及由探测器本身和外界产生噪声干扰的问题,提出了一种新型的校正与滤波模型,解决了传统校正方法因忽略噪声影响而使得校正完成后数据波动较大的问题。结合X射线特性及X射线线阵探测器的成像原理,分析了像素响应不均时的输出特性及噪声,建立了改进的两点校正算法与基于偏微分方程的半隐式差分滤波模型。实验证明,分辨率为1×9 216的X射线线阵探测器在经过该模型校正后,有效地解决了像素响应不均的问题,抑制了噪声的影响,在位深为16 bit的情况下,平均均方误差低于五个灰度级,提高了X射线图像检测的质量。

基于OHS-D的四龙镇土壤重金属污染反演研究

文章以珠海一号(OHS-D)高光谱遥感卫星影像为主要数据源,利用偏最小二乘回归(PLSR)建模分析方法和地理信息系统的强大空间分析能力,结合实地采样送检化验的土壤重金属含量数据,分析了Pb、As和Cd等重金属离子在OHS-D数据中的光谱特征,建立了土壤重金属含量与OHS-D高光谱数据的偏最小二乘回归模型,对白银四龙镇农田土壤重金属含量反演并进行专题制图。结果表明,Pb和Cd的模型反演能力相当,判定系数R^(2)分别为0.69和0.65,As的反演模型精度最高,R2为0.78。基于OHS-D数据并结合PLSR方法反演白银四龙镇土壤重金属含量,具有方法可行性与结果可靠性,可为珠海一号高光谱数据在土壤重金属反演方面的推广应用提供有益探索。

改进局部灰度特征的工件亚像素级边缘检测

针对局部灰度特征方法在高噪声图像中定位精度低的问题,提出改进局部灰度特征方法并用于工件亚像素边缘检测。首先,使用改进的Canny算子代替基于一阶导数的梯度算子,以便更精确地提取粗边缘;然后在采集到的像素窗口两侧建立子图像,代替单个窗口特征以修改边缘上下两侧强度值,再将新构造的子图像中间列像素进行加权,加速图像迭代复原速度;最后,通过所有新生成的子图像局部灰度特征重新计算亚像素位置,进一步提高检测精度。实验结果表明,在无外加噪声和加入1.00%、5.00%的噪声标准偏差图像中,RMS误差明显降低,亚像素坐标数与定位精度明显提高。

部分像素衍射屏实现三维立体显示的原理及其设计

通过与激光彩虹全息术的比较，指出可以通过记录象面复合虹全息图的方法来制造这种衍射元件．给出了设计这种衍射元件的一种新方法和有关的公式，通过计算基元全息图确定部分像素衍射屏上部分象素结构的光栅刻划参数。给出验证其有效性的设计实例。

基于亚像素边缘检测的高精度相机标定方法

在许多实际应用场景中,标定图像不清晰、靶标检测精度低常常导致相机标定精度不足,这制约了测量精度的提高。针对该问题,提出一种基于亚像素边缘检测的双目相机标定方法。首先,利用自适应双阈值的Canny算子获取靶标标识点的整像素边缘初值。然后,以整像素边缘初值为中心,根据局部区域面积效应估计非连续性边缘模型的二阶边缘参数,并对亚像素边缘点集进行椭圆拟合,得到靶标标识点的准确位置。最后,通过标识点的排序位置矫正获取用于求解标定参数的标识点检测点集,实现了复杂环境下相机的高精度标定。典型标定场景的测试实验结果表明,相较于现有方法,所提方法对常规环境的标定精度提升了23%,对低对比度、低相对分辨率的高温烘箱环境的标定精度提升了68%。