基于多尺度拉东变换的图像感知质量评价

[目的]量化图像退化程度,提出了一种基于多尺度拉东变换的部分参考型图像质量评价方法。[方法]首先利用小波变换获得图像不同方向频率成分的小波子带,然后计算小波子带投影谱及投影谱的分形维数,并将这些分形维数组成向量作为图像的特征表示,最后计算原始图像与失真图像特征向量的1范数预测图像质量。[结果]该方法在LIVE标准图像库上进行测试,线性相关系数PLCC为0.949 1,等级相关系数SROCC为0.951 9,优于传统方法。[结论]该方法得到的客观质量评价与人的主观质量评价之间具有较好的一致性。     

基于多小波域变换和分形维数的图像融合算法

为了充分利用图像的纹理特征,本文将多小波变换方法和分形理论相结合,提出了一种新的基于多小波变换域方向对比度和分形维数的图像融合算法。该图像融合算法首先通过多小波变换进行原始图像分解,然后采用差分和维数法计算分形维数相应的低频分解系数,建立基于分形维数的低频融合规则,高频部分则根据方向对比度的值通过选择法或加权平均法进行融合计算。该算法对IR图像和可见光图像进行融合实验,采用图像熵、标准偏差以及质量度量这些客观指标评估图像融合的质量。实验结果表明,把分形维数与多小波变换方法相结合进行图像融合处理,图像融合质量和效率都明显提高。     

基于ndown的WRF模式降尺度方法研究

在WRF中尺度模式应用中,多层嵌套是一种常用的降尺度方案,能满足不同空间和时间分辨率研究的需求。而在实际应用中,对于已有的模拟结果分辨率不能满足应用需求,或者是研究区域发生了改变的问题,重新嵌套模拟的方法耗时久、效率低,尤其是需要模拟长时间序列气象数据时多层嵌套就有明显不足。本文利用WRF模式提供的单向嵌套降尺度功能,能有效地解决上述问题。     

基于分形理论的滨海新区土地利用空间格局变化研究

[目的]探讨基于分形理论的滨海新区土地利用空间格局变化。[方法]利用遥感和地理信息系统技术获取滨海新区1993～2008年城市土地利用现状数据,运用分形理论分别计算了各类用地的边界维数、半径维数、信息维数这3种分维,并对它们所揭示的土地利用空间格局变化特征予以分析。[结果]滨海新区各土地利用类型的空间分布具有明显的分形特征,而各地类3种分维值的大小和变化有效揭示出了研究区土地利用空间格局的复杂性、向心聚集性和均衡性的变化。未利用地、盐田的边界维数不断上升,表明其边界日趋复杂。港口码头、滩涂的边界日趋简单。耕地的半径维数大于2,表明其面积从中心到四周逐步增长;盐田、水域则在距城市中心的不同半径空间中较为均匀的分布;其余地类则从中心向四周分布逐步衰减。林园地、未利用地、滩涂信息维数值较小,呈现较为明显的集中分布;耕地、盐田的空间分布逐渐向外围集中;港口码头则在原有基础上建设面积不断向四方扩展;水域和居民点与工矿用地的空间分布较均匀。[结论]将分形理论运用于城市土地利用空间格局变化研究中能很好地弥补以往城市空间格局研究中定量论证的不足,具有较高的实践价值。     

基于分形理论的滨海新区土地利用空间格局变化研究

[目的]探讨基于分形理论的滨海新区土地利用空间格局变化。[方法]利用遥感和地理信息系统技术获取滨海新区1993-2008年城市土地利用现状数据,运用分形理论分别计算了各类用地的边界维数、半径维数、信息维数这3种分维,并对它们所揭示的土地利用空间格局变化特征予以分析。[结果]滨海新区各土地利用类型的空间分布具有明显的分形特征,而各地类3种分维值的大小和变化有效揭示出了研究区土地利用空间格局的复杂性、向心聚集性和均衡性的变化。未利用地、盐田的边界维数不断上升,表明其边界日趋复杂。港口码头、滩涂的边界日趋简单。耕地的半径维数大于2,表明其面积从中心到四周逐步增长;盐田、水域则在距城市中心的不同半径空间中较为均匀的分布;其余地类则从中心向四周分布逐步衰减。林园地、未利用地、滩涂信息维数值较小,呈现较为明显的集中分布;耕地、盐田的空间分布逐渐向外围集中;港口码头则在原有基础上建设面积不断向四方扩展;水域和居民点与工矿用地的空间分布较均匀。[结论]将分形理论运用于城市土地利用空间格局变化研究中能很好地弥补以往城市空间格局研究中定量论证的不足,具有较高的实践价值。     

分形维数计算方法研究进展

分形理论作为描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则几何形体的有效工具,如何将其应用到林学与水土保持等学科中去,是目前学术界正在研究的热点问题.为此,该文在对分形理论进行概述的基础上,列举了描述分形维数的一般形式及计算分形维数的主要方法,包括标尺法、半方差法、PSD法,以及根据测度关系、相关函数、分布函数等方法求分维.对每一种方法的含义、基本模型及在相关领域的应用进行了阐述,并对分形理论的应用前景做了简单的评述.     

晋中市农业人口分布的分形研究

本文运用分形理论,以山西省晋中市为研究区域,结合统计分析和GIS技术,测算了其农业人口分形维数的盒子维数和关联维数,讨论了晋中市内各县市的农业人口分布的分形特征和分形规律。结果表明,农业人口分布呈现了自然科学所特有的分形特征———人口分形;不同地域人口分布情况直接受当地地形地貌的影响。     

分形理论在土壤科学中的应用现状与研究展望

本文介绍了分形理论的主要内容,概述了土壤科学的性质以及分形理论在土壤科学中的应用现状.在分析分形理论自身的不完善性以及当前土壤科学研究内容的不均衡性、不广泛性和不深入性等基础上,对分形理论应用于土壤科学的前景进行了展望.     

基于GIS的小流域地貌分形维数测定方法研究

分形理论为复杂地貌形态的量化研究提供了新思路。基于分形基本理论及GIS技术,选择位于辽宁东部山区的泉河小流域为研究区,以1∶10000地形图为数据源,通过建立数字高程模型,应用尺度—面积法对研究区地貌分形维数进行了分析计算。研究表明:泉河小流域地貌形态在无标度区间内表现出良好的分形特征,流域地貌分形维数D=1.9539;流域地貌分形维数能够较好地表征流域复杂的地形地貌特征,分形维数作为描述流域地形地貌的综合指标对于建立小流域降雨产沙模型具有重要意义。     

基于累积分布函数的统计降尺度模型校验方法适用性研究

为更精确的为区域气候模拟和预估研究提供参考,开展了基于累积分布函数的统计降尺度模型校验,在传统统计降尺度模型的基础上,使用基于累积分布函数的校验方法校正了SDSM模型预估的A2和B2情景下中国265个站点1961²099年逐日温度数据,校正后A2情景下,观测值和模拟值R2达到0.9999以上的比例占到85%,达到1的占6%;B2情景下,观测值和模拟值R2达到0.9999以上的比例占到87%,达到1的占19%;斜率值接近1的站点分别增加了57%和51%;截距接近0的站点分别增加了31%和16%。校正后的模型能更好地预估出未来逐年稳定通过0℃的日期,也即生长季开始的日期。     

坡度的分形特征在山区管道设计中的应用

鉴于坡度因素在山区管道设计中的重要性,且目前没有一个特定的坡度指标能够综合反映区域内坡度分布特征及其与山区管道建设中诸多重要工程量之间的关系。利用MAPGIS技术生成管道途经区的坡度分布图,以此确定各个获得坡度段在区域内的分布情况,并使用分形和变换分形的方法对途经区坡度分布特征进行研究,获得坡度分布的分形和累计分形特征,并计算得到各个坡度段的分维值。结合相应区域内地质灾害的发育情况,管道线路施工图设计的热煨弯管用量及水工保护用量,探讨分维值与它们的关系,以期为山区管道设计提供有效的设计依据和技术方法。     

坡面微地形DEM最佳分辨率的选择方法

【目的】研究坡面微地形DEM最佳分辨率的选择方法。【方法】以2种不同复杂程度的坡面微地形(微地形简单的裸坡小区、微地形复杂的翻耕小区)DEM作为研究对象,分析不同微地形DEM分辨率下坡度中误差(mS)、地表糙度(Cr)和微地形DEM生成时间3个参数的变化,从而确定坡面微地形DEM的最佳分辨率。【结果】采用坡度中误差法可以快速缩小分辨率的选择范围,增强了后续研究的目的性;随着分辨率的变化,2种微地形DEM地表糙度的变化趋势相似,并与分辨率呈幂函数关系;综合考量地表糙度和DEM生成时间,可以确定2种微地形DEM的最佳分辨率,且在源数据相同的情况下,最佳分辨率与微地形复杂程度并不相关。【结论】裸坡小区和翻耕小区DEM的最佳分辨率均为4mm,运用所建立方法选择微地形DEM的最佳分辨率是可行的。     

基于分形理论的语音端点检测

为提高语音端点检测(VAD)在较低信噪比(<10 dB)下的准确率,提出一种基于短时分形维数的改进算法。结合语音信号的特点,对2种常用的语音信号分形维数计算方法进行了比较和选择,同时采用动态跟随门限值实现语音端点的自适应检测。试验结果表明:对于信噪比6~10 dB的带噪语音,此方法可以实现整段语音的检测,而且具有一定的噪声鲁棒性,系统运行期间能够自适应调整门限值以适应环境噪声的变化,提高了VAD算法的准确率。     

基于DEM和坡面特征的坡位生成方法

坡位是描述地貌的重要因子,基于DEM自动生成坡位对于自然生境分析与地理生态过程模拟具有重要意义。本文以DEM数字地形分析技术为基础,提出一种以坡面汇水小区为单元综合考虑坡面特征的坡位划分方法,并设计算法实现了该方法。结合林业调查对坡位的划分要求,以北京1∶25万DEM数据为基础对西部山区进行坡位划分,取得合理一致的结果。结果表明,本文提出的方法可以实现相对位置计算与坡面剖面分割的本地化,使坡位划分更加客观一致。      

基于离散元法植物根系对黏性土坡稳定性的影响

针对传统有限元方法不能够从细观尺度研究植被固坡作用的问题,采用离散元模型结合强度折减法,研究植被护坡位置对黏土边坡稳定性的影响。模拟结果表明:1)应用离散元模型结合强度折减法得到的无护坡情况下边坡安全系数为1.08,应用有限元模型得到的安全系数为1.09,表明采用离散元模型结合强度折减法分析边坡稳定是可行的;2)植被护坡位置对黏土边坡稳定性具有不同程度的影响:仅在坡面、坡脚或者坡顶种植植被时,植被对边坡的稳定性影响很小;3)当在坡面与坡脚或者坡顶与坡底都种植植被时,植被对边坡的稳定性具有较大影响,且当在坡顶、坡面和坡底全都种植植被时,对边坡稳定性的影响最大,边坡稳定性最高。研究结果为实际工程中植被护坡铺设位置的选择提供了相应的理论依据。     

基于灰度共生矩阵和分形的哈密瓜表皮网状纹理分析

根据表皮纹理对哈密瓜进行自动分级。选取基于灰度共生矩阵的4种纹理参数和分形盒维数对哈密瓜表皮纹理进行统计分析,研究哈密瓜以及作为对比组的西瓜和甜瓜关于这5种纹理参数的分布规律。试验结果表明:基于灰度共生矩阵的4种纹理参数能将大部分纹理清晰与纹理模糊、霉变的哈密瓜表皮区分开,分形盒维数则可区分大部分纹理模糊表皮与霉变表皮;这5种纹理参数的组合可区分哈密瓜与西瓜、甜瓜的纹理。     

基于CT处理技术的岩石细观破裂过程的分形分析

在单轴压缩条件下,利用CT技术实时观测岩石试样内部微裂纹的萌生、扩展直至贯通的细观破坏过程,通过数字处理技术对得到的CT图像进行阈值分割并利用计盒维数法得到图像裂纹的分形维数,分析外部荷载、裂纹扩展和分形维数之间的关系。结果表明:在单轴压缩条件下,分形维数可以作为岩石材料细观破损程度的定量参数。     

基于单元安全度的黄土边坡动力稳定性分析

【目的】分析黄土地区复杂边坡局部及整体的稳定性,为该地区边坡的稳定加固及基础设施建设提供参考。【方法】引入单元安全度概念,基于摩尔库伦准则得到单元安全系数,结合有限差分法数值模型编制相应的外部计算模块,分析西气东输二期工程某黄土边坡的稳定性。【结果】计算得到了复杂边坡在动力荷载作用下的安全度分布,进而对边坡在动力荷载作用下的局部和整体稳定性的判断表明,在动力荷载作用下,边坡局部出现了先于整体的屈服,在坡体上沿和边坡坡体凸出部位出现了拉伸破坏。【结论】通过强度折减法得到边坡的整体安全系数,利用其对单元安全度方法合理性的验证表明,单元安全度方法在评价复杂边坡稳定性时优于其他方法。     

基于CT图像的岩石破裂过程裂纹分形特征分析

岩石材料存在不同阶次随机分布的微观孔隙和裂纹,其受载后的宏观断裂失稳和破坏与内部微裂纹的分布以及微裂纹的产生、扩展和贯通有密切关系.通过对岩石CT图像中各点材料进行分析,清晰地看到岩石材料中孔洞及裂纹区域的大小分布随应力的变化过程.利用分形维数对裂纹扩展至破裂过程进行分析,揭示岩石裂纹从萌生、扩展到贯通的细观破损机理....