基于字体特征与多尺度PatchGAN的中文字体风格转换研究

针对现有中文字体风格转换方法生成字符图像质量低以及生成字体图像与目标字体图像风格不一致的问题,提出基于字体特征与多尺度patch生成对抗网络的中文字体风格转换方法.首先,根据字体特点设计两个特征提取网络,分别提取字体风格特征和字符内容特征;然后,将两个特征输入生成器,利用字体风格特征约束生成字符图像的风格,字符内容特征约束生成字符图像的字形;最后,将生成字符图像输入到多尺度patch判别器中,对生成结果的多尺度图像块判断真假.实验结果表明,所提方法有效提升了生成字符图像的质量以及与目标字体的风格一致性.

河流型湿地公园栖息地研究:以浙江仙居永安溪湿地公园为例

为提高湿地公园栖息地分类的合理性,促进湿地公园生态系统研究和有效开展高质量建设保护管理工作,基于斑块尺度水平,采用按级序主导因子的分级分类方法,对河流型湿地公园栖息地作出系统性分类,分析动物生态类群与栖息地类型的适宜性关系,并在浙江仙居永安溪湿地公园开展案例研究。结果显示:通过逐级细分、各级分类主导因子合理选择和组合,提高栖息地分类结果的合理性;野生动物栖息地是多种类型斑块的组合,动物各生态类群的栖息活动跨越多种类型的适宜栖息地斑块,栖息地斑块可分为关键性栖息地斑块、辅助性栖息地斑块。

中国县域乡村人口收缩的空间识别及驱动机制:基于斑块尺度的研究

分析县域乡村地区收缩空间格局差异及其影响因素,为剖析县域内人地关系、促进资源高效集约利用提供实证依据及科学指导。利用农村居民点的居民点图斑和高分辨率人口分布数据LandScan等具体地理信息数据,创新性地构建人口收缩指数指标,以此来系统性检测2000—2020年我国农村居民点在斑块尺度上的人口密度动态变化情况,并全面分析全国2847个县域范围内农村居民点人口收缩的空间分布特点。结果显示:收缩斑块在淮河流域突出集中,西部地区居民点以轻度收缩为主,东部沿海居民点多为重度收缩。在县域层面,乡村人口收缩现象显示出显著的地域差异性,形成了“两带多集聚区”的空间格局特征,不同行政区划类型的县(市)呈现出差异化的人口收缩特性。城镇化水平(UR)、教育服务水平(EDU)、农业机械化水平(ARG)是我国县域乡村内部收缩最显著的3个影响因素。交互作用层面,教育服务水平和农村收入水平的组合作用解释力最强。

大规模景观图像斑块特征增强算法仿真

不同景观斑块特征存在一定的差异,整体增强会导致斑块重叠和模糊等问题。为此,提出一种大规模景观图像斑块特征增强算法。计算大规模景观图像斑块形状指数、多样性指数、破碎性指数、最大斑块指数以及优势度指数,以此反映景观图像内斑块组成和结构特征,并度量景观斑块特征;再将所有指数计算结果组成斑块特征集,输入多分支注意力机制卷积神经网络中,依据网络通道注意力机制增强图像斑块特征分辨率;最后,将增强结果作为局部特征融合网络的输入,通过该网络的卷积操作生成各个通道的局部斑块图,获取局部特征、斑块特征的位置和细节信息,完成斑块特征二次增强。仿真实验结果表明:所提出的增强算法的梯度损失和结构相似性损失函数值均在0.10以下,说明其能够有效处理斑块边缘之间的模糊效应,并且可靠区分不同的景观斑块分布空间。

不同尺度苔藓结皮土壤性状的空间分布特征

苔藓结皮是生物结皮的高级阶段,它在防风固沙、改善土壤水分、养分等方面具有十分重要的生态作用,但前期研究多是对结皮区和无结皮覆盖区土壤性状的比较,对结皮斑块内土壤理化因子的空间分布情况尚不明确。运用经典统计学,地统计学以及克里格插值法探讨了土壤水分、有机质、全氮、全磷、总盐在样方和斑块两个尺度的空间变异特征,旨在阐明不同尺度藓类结皮土壤空间异质性的强度,明确不同尺度土壤各性状合适的取样距离。研究结果表明藓类结皮土壤性状在两种尺度均表现出中等程度的变异,随着取样尺度减小,自相关性在空间异质性中占的比重增加,结构因素的影响增强,随机因素的影响减弱。样方尺度的空间异质性大于斑块尺度异质性,且土壤性状的变程较大,采样时可适当增大取样间距;两种尺度下5个土壤性状中,全磷的变程最小,实际取样时应适当缩小取样距离,总盐变程大,自相关程度低,因而取样间距可适当放大。斑块尺度,藓类结皮土壤性状由边缘向中心递增(磷递减)的现象与斑块的边缘效应有关。

基于斑块评价的三峡库区腹地坡耕地优化调控方法与案例研究

三峡库区腹地坡耕地大量存在,且>25°的陡坡耕地实现全部退耕还林难度很大,同时还存在农户自发弃耕撂荒现象。有必要深入探讨库区腹地不同地域特征下坡耕地优化调控的理论与方法。在充分考虑坡耕地的分布现状和未来发展趋势的前提下,设定了坡耕地优化调控的6个原则,提出空间优化适宜性评价和农户对坡耕地资源的需求压力数量评价相结合的坡耕地综合优化调控方法。选取库区腹地典型流域草堂溪流域进行案例研究。根据草堂溪流域特点以及坡耕地分布特征,从坡耕地可达性、生态功能和坡改梯适宜性3方面选取相关指标作为格局适宜性调控体系,选取耕地压力指数和果园对农户需求的补充能力作为数量调控体系。综合优化将研究区坡耕地分为优化利用型、重点整治型、逐步退耕型和优先退耕型4种类型,结合研究区坡耕地特点在保持耕地压力不增加、减少陡坡不适宜耕地和土壤侵蚀的前提下设置了4种退耕情景。最后根据农户自发撂荒地的空间分布特征,验证了评价指标体系建立的合理性和正确性。

基于田块尺度的高标准农田建设空间形态判别研究

鉴于高标准农田工程布局、结构具有自身特殊性以及相较于一般农田具有空间形态上的显著差异,本研究基于农田田块尺度,以《高标准农田建设通则》为评价出发点,从田块规模、田块形态、农田道路、灌排设施和农田防护等方面构建了一套高标准农田建设合规性评价指标体系,利用布尔型赋值方式和短板原理综合评价高标准田块建设的质量和状况,并以吉林省松原市土地整治项目区为例进行试验实证。研究表明:从农田建设规范的内涵出发,构建的评价体系能有效测度不同维度和不同方面的高标准农田建设效果;提出的方法体系可进一步挖掘高标准农田建设工程的短板,为下一步改进工程措施和提高建设的合理性提供依据;试验区契合与不契合高标准农田建设标准的田块分别占总面积的78.2%和11.8%。

基于斑块层次的土地利用变化对土地质量影响的初步分析——以河北省张北县为例

利用SPOT2/4、SPOT5等遥感数据源,以人工目视解译为主,分析了1999年到2003年河北省张北县土地利用(耕地)变化情况;运用GIS和统计分析的方法,初步分析林草地转变为耕地、耕地转变为林草地和未变化耕地斑块等的土地退化特征。从1999年到2003年,张北县耕地减少20229.5ha,耕地的主要流向为林草地,其中又以旱地转化为人工草地为主,2003年新增耕地的主要来源为牧草地。除耕地转为疏林地外,耕地转为林草地的其余类型未退化斑块的面积较大;林草地转化为耕地的情况比较复杂:林地转化为旱地、牧草地转化为水浇地的斑块发生了比较明显的土地退化;而牧草地转化为旱地、其它土地转化为旱地、牧草地转化为菜地斑块中退化斑块数和面积比例都不大。和未变化耕地斑块的退化特征比较,旱地转化为牧草地,退化斑块与未退化斑块数量比例比较接近,但未退化斑块面积比例远远高于未变化耕地斑块;而牧草地转为旱地的退化与未退化斑块数量和面积比例没有明显差别。旱地转化为林地的未退化斑块数量和面积比例要大于林地转化为旱地的斑块。说明旱地向林草地转化有助于提高区域土地质量。

基于斑块尺度的神农架川金丝猴生境适宜性评价

基于斑块尺度的生境适宜性研究,可以通过物种分布的景观格局特征,推导出研究区的景观适宜性,有利于景观规划决策。研究首先分析农业用地对神农架川金丝干扰的阈值,其次采用泊松回归构建基于斑块尺度的包含植被类型、斑块特征和人为干扰特征的猴群分布模型,依据模型结果叠加道路适宜性分级图对川金丝猴适宜生境进行评价。结果显示:(1)农业用地干扰阈值为2000 m;(2)最优模型显示猴群偏好面积大、形状简单的寒温性针叶林、寒温性针叶-落叶阔叶混交林、温性针叶-落叶阔叶混交林斑块,对农业用地具有回避性;(3)道路干扰已成为川金丝猴迁移的主要障碍,川金丝猴分布区受到的农业干扰较小,但其成为阻碍川金丝猴扩张分布区的屏障。建议神农架保护区全面开展道路与旅游景点对野生动物干扰的监测。

基于景观连接度的斑块分级的尺度效应

认识到尺度对景观格局分析结果的影响,生态学家们越来越多地进行尺度效应的相关研究。已有的尺度效应研究多注重描述景观格局指数对尺度变化的响应,这只能对景观的状态进行描述,无法辨别那些对景观功能具有重要意义的关键景观元素。文章选取8个景观连接度指数,通过改变最小制图单元和物种的搜索范围,研究尺度对斑块分等定级的影响,并据此确定各连接度指数的尺度敏感性。结果表明:景观中斑块的相对重要性随尺度变化而变化,其变化程度因指数而异。其中,AWF为尺度效应最不明显的指数,PC和IIC次之,其余指数(NL,NC,LCP,H和F)的尺度效应均十分显著;在衡量景观的连通性时,除IIC外的其他所有指数的尺度效应均十分显著。由此说明,根据连接度指数确定的斑块相对重要性的尺度敏感性与该指数本身的尺度敏感性无关。

恢复演替中草地斑块动态及尺度转换分析

研究了 9a草地恢复演替系列中斑块边界形状和斑块面积分布动态 ,并进行了尺度转换分析。獐茅斑块的边界分维数和斑块化指数最高 ,羊草斑块的较低 ,碱蓬斑块的斑块化指数略小于羊草斑块 ,边界分维数大于羊草斑块。其他类型斑块的两种指数基本上介于獐茅斑块和羊草斑块之间。斑块化指数的年际变动滞后于斑块边界分维数。斑块边界分维数在整个试验的尺度范围内符合同一自相似规律 。

地块尺度农地城市流转驱动机制研究——基于武汉市和黄冈市的问卷调查

协调好经济发展和农地保护的矛盾是实现我国社会经济可持续发展战略的重要基础,农地城市流转是这一矛盾的焦点。土地的空间异质性决定了地块尺度农地城市流转驱动机制研究的必要性。通过调查数据,分析了土地异质性对农地城市流转的影响。研究表明:(1)家庭土地资源禀赋的大小是影响农地城市流转最主要的因素;(2)面积较大的地块是农地城市流转的首先对象;(3)质量较好的菜地较易流转为城市用地;(4)处于城市规划区内、到市中心的时间成本较低且交通较发达的农地相对容易流转为城市用地;(5)平原地区的地块比丘陵地区和山地地区的地块更容易流转;(6)农地城市流转具有交通指向性,随着城市的不断扩展和城市基础设施建设的完善,距离城市主干道较远的农地也逐渐会成为流转的对象。

科尔沁沙地景观研究中的尺度效应

从研究区域取样尺度和分析尺度两个方面入手 ,对科尔沁沙地景观的尺度效应进行了分析 ,结果表明 :取样尺度的尺度效应可以通过回归分析和统计分析来判断其变化趋势和范围。回归分析的结果表明 ,景观中斑块数量 ( y)与取样面积 ( x)之间有很好的拟合关系 y=- 7.1 2 82 x+ 2 2 0 .31 ( R=0 .95 8>0 .70 8=α0 .0 1(10 ) ) ;最大斑块面积 ( y)和取样面积 ( x)二者的关系为 y=0 .0 0 4 x2 - 0 .0 0 96x+ 0 .3346( R=0 .947>0 .70 8=α0 .0 1(10 ) ) ,关系密切。取样面积对景观结构特征的影响分析显示 ,在取样面积最小为 0 .2 8的情况下 ,景观多样性指数的变化为抛物线型 ,在取样面积约为研究区面积的一半左右时 ,景观多样性最高 ,为1 .931。不同取样面积的平均多样性指数为 1 .863(± 0 .0 75 )。从景观优势度指数的变化来看 ,呈倒抛物线型。在取样面积约为研究区面积的一半左右时 ,优势度最低 ,为 0 .467。不同取样面积的平均优势度指数为0 .5 34(± 0 .0 75 )。在取样面积不变的情况下 ,研究尺度的分析表明 ,沙地景观间隙度具有分形结构。间隙度与研究斑块的占有概率有关 ,占有概率越高 ,分维数越大。在研究对象占有概率相同的情况下 ,不同分布格局存在不同的景观间隙度 ,研究尺度越大 ,差别越大。相对而?

动态尺度块匹配约束下的链式优化图像修复研究

针对由块间像素值突变引起的修复质量下降问题,提出一种基于动态尺度块匹配的链式优化图像修复算法.该方法依据先验信息与结构特征确定当前修复层所有图像块的候选匹配块数量;构建多尺度块匹配搜索模型,以二次搜索定位目标候选块,形成图像修复可行解空间.在候选块集合约束下,建立基于块间关联匹配特性的链式优化修复模型,并采用动态规划法求解当前修复层的最优匹配块集合,实现对图像的由外向内修复.实验结果表明,算法对多种自然图像的修复达到了令人满意的效果.

一种快速多尺度特征点匹配算法

为了快速稳定地进行特征点的跟踪,提出了一种快速多尺度特征点的提取算法。该算法首先利用快速局部窗口极值搜索算法提取出不同尺度空间特征点的局部极值,减少了局部极值搜索的冗余性,然后再利用最近邻算法对特征点进行匹配。实验结果表明,该算法的计算速度快于SIFT算法和MOPS算法,稳定性强于传统的Harris算法,可以用于实时图像配准及目标跟踪。

土地覆被及生态服务价值变化的多时间尺度模拟——以四川省渔子溪流域为例

根据渔子溪流域1986年和1994年的遥感影像土地覆被解译资料为基础,建立了模拟渔子溪流域生态环境变化的MarkovChain模型和Patch-dynamics模型,并以2002年遥感影像资料作为验证数据对模型进行了误差分析。以此为基础,分别以1年和8年的时间尺度对渔子溪流域土地覆被及其生态服务价值的变化进行了模拟,结果表明,时间尺度对模拟结果具有显著影响:在1年和8年的模拟尺度下,以MarkovChain模型得到的流域生态服务价值在1986￣2018年间变化的相对误差为20%;不同土地覆被类型在不同步长下模拟结果的相对误差不一样,表明不同土地覆被类型变化的特征时间尺度不一样,以Patch-dynamics模型的模拟结果为例,步长为1年比步长为8年的相对误差大的土地覆被类型为耕地(-8.2%/-5.6%)、有林地(-0.5%/-0.4%)、草地(0.7%/0.4%)和居民建设用地(-29.9%/-16.4%),它们的年际变化较大,其变化趋势不稳定,受到人为偶然因素的影响明显;而相对误差较小的土地覆被类型为灌木林(-1.5%/-1.7%)和永久冰雪覆盖(27.3%/41.9%),它们的变化趋势较为稳定,主要受比较稳定的自然因素的影响。研究还表明,采用MarkovChain模型的模拟结果与采用Patch-dynamics模型的模拟结果总体上是一致的,但后者的模拟结果更稳定、更可靠。

地块质量与农户行为的空间相关特征分析

采用超越对数随机前沿生产函数核算地块农户生产效率,并进一步分析农户生产效率与土地质量的空间分布规律。研究表明:资本和劳动力投入对地块质量提高均有正向影响,调研地块经营规模与生产技术效率的关系表现出近似"倒U"的规律;研究区地块质量以二等地和三等地为主;采用空间自相关分析研究,发现各乡镇农户生产效率在地域空间分布上具有较强的空间正相关关系,其中区域北部和南部乡镇农户生产效率空间聚集状态相似;土地质量分布空间异质性相对较弱,在全局中呈现高度正相关的区域主要位于中部。

基于分块的尺度自适应CSK跟踪算法

基于循环矩阵结构(CSK)的跟踪算法只适用于跟踪尺度固定不变的目标,为此,提出了一种基于分块的尺度自适应CSK刚体目标跟踪算法。利用各分块的空间结构推导出分块位置与目标尺度之间的内在关系,然后对各分块的跟踪结果进行置信度评价,选取高置信度的结果进行综合,有效估计目标的尺度和位置,提高了算法在遮挡、背景干扰等情况下的鲁棒性。对典型视频序列的对比试验表明,所提算法不仅能够实时跟踪目标的尺度变化,跟踪的精度和鲁棒性也明显高于原始CSK算法。

区域城市扩张对森林景观破碎化的影响——以粤港澳大湾区为例

森林生境丧失与景观破碎化是引起生物多样性下降,生态系统功能降低的重要原因。量化森林景观破碎化的时空特征及其与城市扩张格局的关系是开展区域生态修复与功能提升的重要基础。本文以快速城市化的典型区域——粤港澳大湾区为研究对象,基于遥感解译的1980年、1990年、2000年、2010年和2018年土地覆盖/利用专题图,通过多尺度的景观格局分析和统计分析,定量解析森林景观破碎化的时空演变特征及其与城市扩张格局间的关系。研究结果显示:1)1980—2018年,大湾区林地覆盖面积缩减1,274 km^(2),林地转变为建设用地的面积占林地丧失总面积的比例从1980—1990年的11%增长至2010—2018年的42%,表明城市扩张已成为林地丧失的主导因素;2)森林景观破碎化程度加剧,表现为林地斑块密度提高,平均斑块面积减小,但破碎类型与程度具有地域差异;3)城市扩张幅度与空间格局显著影响林地破碎化,其中,城市扩张幅度对林地破碎化的影响更为重要。基于森林景观破碎化与城市扩张的现状,落实城市增长边界划定、关键斑块-廊道识别与生态网络构建等措施,有助于保护与连通重要生态空间,保障和提升生态功能。