基于LBP和稀疏表示的林火烟雾图像识别研究

为了实现森林火灾的智能识别,提出一种基于局部二值模式和稀疏表示的林火烟雾自动识别方法.选取森林火灾烟雾视频和干扰视频,经运动区域检测提取疑似林火烟雾图像样本.首先对疑似林火烟雾样本图像采用不同的LBP算子进行纹理特征提取,然后选取350幅林火烟雾样本构建林火烟雾特征字典,另外选取343幅林火烟雾图像样本和331幅干扰图像样本进行测试,对每个测试样本利用11最小化范数计算其在训练字典上的稀疏表示系数和重构误差,最后根据经验阈值进行分类识别.结果表明,LBP特征提取结合稀疏表示方法可以有效地实现林火烟雾的自动识别,识别率可达92.88％,为林火烟雾的模式识别提供了一种有效的解决方案.     

复杂山地林火远程视频监控点布设和传输技术应用研究

根据复杂山地情况,利用GIS技术,结合区域基础地理空间数据和森林资源空间数据,经过实地踏查,设计多个点位布设方案,并进行方案比对试验,制定监控点的布设规范;根据各点位的独立性和关联性,设计组合技术传输方案,制订监控点的传输技术设计规范,实现多种传输技术的无缝融合和综合应用;综合分析监控点布设与传输设计方案,建立多影响因子的监控点运行状态动态监测数据库,对监控网络进行分析,使监控点布设和传输设计方案更趋科学、经济、合理。     

基于多运动特征的森林火灾烟雾图像识别算法

为甄别林火烟雾与大气云雾,提出了基于多种运动特征判据的视频烟雾图像检测算法。首先利用烟雾自身 的光学动态特征———光流方向性、相关性、扩散性,分别对连续帧包含烟云的可疑区域进行图像特征标志判别;再 经数据融合算法有效区分林火烟雾与大气云雾,克服了依靠单一图像特征检测烟雾的不足。结果表明,光流方向 性、相关性、扩散性判别相结合的识别算法能提高森林火灾视频图像的有效识别率。      

基于Web Service的PDA林火监测应用技术研究

信息交流不畅与共享困难是我国森林防火监测与预警工作面临的主要问题。该文将Web Service技术应用于PDA林火监测,提出了基于SOA的林火监测系统结构,并对系统中服务端与PDA客户端的Web Service结构布局与运行机制进行了分析与描述,设计开发了Web Service的PDA客户端调用引擎,最后以北京市森林防火扑救指挥系统为基础建立了一个PDA端的火险等级与气象查询服务实例。结果表明基于Web Service的PDA林火监测可有效利用现有防火决策信息服务,实现信息的实时交互与共享,提高林火监测水平。      

基于颜色和纹理特征的大麦主要病害识别研究

为提出一种在自然环境条件下基于采集图像的颜色一阶与二阶矩和纹理LBP算子改进模式综合特征参数的大麦病害识别方法,以甘肃河西地区发生的大麦白粉病、云纹病和条锈病为研究对象,采用颜色矩和LBP算子均匀模式综合特征参数来提取大麦病斑的颜色和纹理特征,并将该特征向量作为输入向量构建以径向基为核函数的支持向量机(SVM)分类器模型。利用SVM分类模型对采集到的355幅病害图像进行实例分析,结果表明当径向基参数时,大麦病害整体识别正确率达84.7458%。本研究为农田大麦病害诊断提供了有效的分析手段,验证分类模型在大麦病害研究中的可行性,并可为其他农作物病害诊断提供借鉴和参考。     

基于偏振纹理特征的枫叶营养诊断方法研究

【目的】枫叶的纹理特征可以反映出其营养元素缺失的症状。偏振成像技术是一种增强物体特征对比度的有效方法,且获取过程简便。基于偏振图像的纹理特征模型,对相同生长环境下的4种不同色差枫叶开展了缺素诊断研究。【方法】以灰度共生矩阵的特征为研究依据,分别推导出了能量、熵、反差、相关性等纹理特征作为目标识别参量,构建了基于图像纹理特征的营养诊断模型。通过控制入射光的偏振态,在相同的试验环境下获取了36组不同振动方向上的偏振图像,并基于营养诊断模型提取了枫叶的纹理特征。利用Harris角点检测的特征信号提取算法分别对偏振图像和非偏振图像进行测量。根据检测的结果,分别选取了4块包含样品峰值信号且没有相互干扰的特征信号范围,减少了特征信号提取过程中的误差。结合BP神经网络对特征区域进行预处理,得到每一幅采集图像的不变矩。将枫叶的特征信号作为测试样本,利用MATLAB软件获得诊断模型的残差值分别为：e_红枫叶=0.078 3,e_褐枫叶=0.101 4,e_黄枫叶=0.000 1,e_绿枫叶=0.015 3。【结果】在无约束光...     

一种基于图像内容检索技术的数字视频水印算法

利用基于Tamura纹理特征的图像内容检索技术,通过对原始视频图像进行Tamura纹理特征分析,提取具有极大纹理特征值的某些帧来嵌入水印,水印嵌入算法辅助采用小波变换。仿真试验表明,本算法能抵抗高斯、剪切、泊声等常见的水印攻击。同时算法对视频压缩也表现出良好的健壮性, 对保护视频版权有一定的指导意义。     

林火扑救中高效组合灭火技术的研究

北京地区森林防火至关重要,但在林火扑救方面尚存在薄弱环节,表现为发现火情不能快捷到达火场,火情变化不能及时探测并应对,扑火力量装备不够精良等问题.本文在北京森林防火现状调查的基础上,运用现代林火理论并结合计算机应用技术,建立了林火扑救装备管理系统.主要利用航空灭火、GPS定位导航等关键技术优化配置水灭火技术装备,建立了高效、快速的森林灭火系统.该研究可提高快速森林灭火和依据现场变化及时调整灭火方案的能力,同时客观上提高了扑火人员和装备的安全性,值得应用及进一步改善.     

基于ArcEngine的林火视频监测定位系统

为了提高林火视频监控系统的智能化水平,辅助森林防火扑救指挥决策,基于ArcEngine和数据库技术,结合数字云台实时回传的摄像机观测角度,设计林火视频监测定位系统。摄像机水平角和旋转角的准确性是影响系统定位精度的关键因素,研究摄像机水平角和旋转角的校正方法,以减少摄像机的角度误差。以内蒙古白狼林区为例,进行林火视频监测定位系统的单点定位试验。系统对林火识别定位准确,运行稳定可靠。     

基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法

森林火灾检测是国内外林业应用研究的重要课题之一。及时准确地检测到森林火灾,对于森林健康及环境安全意义重大。现有的利用视频技术检测森林火灾的方法大多针对单一波段,如可见光波段或红外波段的视频信息进行分析,然而在实际应用过程中,由于森林环境复杂,基于单一波段视频信息检测火灾的结果欠佳。现阶段,基于多个波段的森林火灾检测方法非常少。本文综合利用红外及可见光视频特征,提出了一种基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法,将分数阶微分理论引入红外视频和可见光视频融合中,利用分数阶微分算子对两个波段视频进行融合,然后利用背景去除法检测融合视频中的异常帧,且对异常帧图像及其与背景帧的差分图像分别进行图像分割,最终得到检测出的森林烟火区域。采用空间频率、平均梯度、森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差度4个测度对本文算法和基于区域能量融合算法、基于窗口方差融合算法、基于HSI变换融合算法进行定量分析和比较。结果表明,本文算法的融合视频的融合效果最佳,并且森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差均明显优于其他3种算法,说明本文提出的算法具有较好的有效性和准确性,为森林火灾检测提供了有利的新途径。      

基于可见光视频的森林火灾识别算法

以森林火灾远程视频预警监控工程为依托,对森林火灾发生、发展的可见光视频图象进行研究,提出森林火灾识别算法,并进行处理。分析了基于视频的森林火灾火焰特征,指出火焰特征主要包括颜色变化、面积变化、边缘变化、形体变化、闪动规律和整体移动等。在此基础上,提出了视频图像中的森林火灾区域检测方法与森林火灾识别方法;根据图像区域分割匹配算法,以火焰颜色特征和面积变化为火灾判别依据,统计疑似火灾区域面积,定时地对其进行两两匹配,实现对森林火灾图像的实时检测和识别。经实际验证,该算法的查全率与查确率分别达到72.22%和92.86%。     

林火烟雾图像自动识别中的模式分类器选择

探索了支持向量机（SVM）方法解决由脉冲耦合神经网络（PCNN）提取的林火烟雾图像特征后的计算机视觉模式识别问题。针对由于林火烟雾图像的纹理特征不突出,即便用特殊方法提取出来的特征向量也维数较高,对后续分类器性能提出较高要求并且分类效果存在很大的未知性等问题,通过实验,对3种人工神经网络分类器和支持向量机分类器的烟雾图像特征甄别效果进行了详细对比。结果表明:基于支持向量机的分类器在复杂的森林背景情况下对烟雾有很好的分辨能力,其识别准确率达到94.26%,并且在识别准确率和分类速度两方面都超过了作为对照的3种神经网络分类器。      

基于GIS的林火动态风险等级区的划分

基于森林资源环境与林火发生的关系,以广义3S技术为依托,以现代通讯技术和自动监测技术为基础,提出了森林火险动态区划的概念,并建立了与之相适应的数学模型.试验的流程为:收集试验地1987-2003年林火历史和现实数据,进行数据处理,使其适合在GIS环境中处理,在GIS中分析林火点的空间环境因子,提取其属性数据.在统计软件中分析并建立拟合公式.以各环境因子的拟合公式在GIS中计算,并形成相应的专题图层.将各专题图层进行叠置分析,实现了林火风险动态区划.该方法的应用可以提高林火风险预测和预报的准确性,降低林火管理的支出,提高林火管理的水平.     

基于GIS的森林火灾自动定位系统设计与开发

根据森林防火管理的实际需求,以嘹望塔视频监控设备为硬件基础,提出了双点定位方法与单点定位方法相结合的综合方案,综合运用组件GIS、ArcSDE数据库引擎、.NET等多种先进软件技术设计开发了鹫峰国家森林公园森林火灾定位系统,解决了目前森林防火基层管理亟待解决的着火点现场定位问题.     

基于栅格结构的林火蔓延模拟研究及其实现

为研究定量模拟林火行为对林火决策的重要性和林火扩展的时空特性 ,该文在地理信息系统 (ArcView)支持下 ,建立了火场扩展模拟的空间背景数据库 .在此基础上选择了两个组合模型 ,生成速度图文件 ;通过比较边界插值算法、边界外延算法和迷宫算法的不同特点 ,最终采用迷宫算法实现了在栅格地形背景图上林火蔓延的动态模拟 ,获得了在不同燃点有风和无风情况下的蔓延扩展历时图 ,分析得出风速对林火蔓延扩展的影响较大 ,不同燃点下火蔓延的态势是陡坡火蔓延迅速 ,扑救难度大 ;缓坡较陡坡火蔓延的速度慢 ,范围较小 ,宜尽早从火头打起 ,尽早扑灭 .     

北京喇叭沟门林区森林燃烧性及防火区研究

该文根据北京市怀柔县喇叭沟门自然保护区的自然条件和森林分布状况 ,对森林和林区植被的易燃特性进行了研究和分析 .选取了植物 (树种 )组成、郁闭度、林分年龄、森林类型、坡向、坡度、海拔高度等 7个林分因子作为燃烧性分量 .通过对各小班的燃烧性综合指标的计算、排序 ,划分了 5个森林燃烧性等级 .并在此基础上 ,对喇叭沟门乡进行了防火区划分 ,为制定自然保护区规划和开展森林防火工作提供了依据     

森林火灾蔓延多模型预测系统研究

该文通过对森林火蔓延模型的研究,建立了一种使用产生式原则的多模型森林地表火蔓延预测系统. 此预测系统通过与森林火灾实时监控系统连接,将数据流动由传统公式计算中的单向流动,变为计算数据流回输入端,进行反馈修正计算,从而形成一个对数据库的修正与补充的系统,以达到减小模型预测误差的目的. 与实测结果比较表明,该系统的预测结果可信,能够实现林火蔓延的预测.