植被季相变化对三维激光测量切沟地形的影响

植被对地面的遮蔽和地形的复杂性,使高精度数字高程模型(DEM)的制作难度较大.黄土高原丘陵沟壑区地形破碎,植被复杂,且植被情况在生长季和非生长季存在较大差异,本文主要分析植被季相变化和不同滤波插值方法对DEM的影响.以陕西绥德桥沟为研究区,基于2018年9月和12月的2次实地测绘的点云数据,经过植被滤波和插值,对比2次...     

基于时间窗口和极值去除设定的水文数据可视化滤波方法探讨

为消除水文数据异常值对数据可视化的影响,本文提出了一种可用于水文数据可视化的数据滤波算法,该算法通过配置数据序列窗口和极值去除设定的方法,处理优化包含异常值的水文测量数据,并以某水文站真实的测量数据为例,对比展示了处理前后的可视化后的效果。该算法可调参数的配置特性,可以兼顾被测量对象的可视化效果在宏观和微观上的不同需求。     

基于高斯引导滤波MSRCR的奶牛夜间低质量图像增强方法

为了解决奶牛夜间图像存在颜色失真、边缘细节丢失与噪声干扰等低质量问题,试验提出了一种基于高斯引导滤波的彩色恢复多尺度Retinex(multi-scale Retinex with color restoration, MSRCR)图像增强算法,即先利用多尺度高斯滤波函数处理原始夜间图像得到粗糙照度分量,再利用引导滤波(guided filtering, GF)函数处理获得精确照度分量,然后结合四方向Sobel边缘检测器进行反射分量自适应权值优化,最后通过对数加法将照度分量和反射分量合成增强图像。试验以3组(1组为均匀光照灰度图像、2组为均匀光照彩色图像、3组为非均匀光照彩色图像)夜间不同成像条件下的180幅图像为研究对象,以平均梯度(mean gradient, MG)、标准差(standard deviation, S)、信息熵(information entropy, IE)、边缘保持指数(edge preserving index, EPI)、结构相似性指数(structural similarity index, SSIM)、峰值信噪比(peak signal to nois...     

面向立木识别的有效K 均值聚类算法研究

针对林区自动对靶施药过程中,当立木生长密集时,获取的点云数据聚类准确率低、效率低的问题,提出优化后的K-均值聚类算法,数据获取方式基于2D激光扫描。针对立木点云信息聚类前需对相关数据进行滤波,提出窗口滤波算法,选取产生混合像素点的树干边缘,提取3次连续扫描的混合像素及其近邻点组成滤波窗口,进行最大阈值滤波,结果显示50次试验中仅有2个混合像素点未被滤除,混合噪声的滤除率高。在K-均值算法优化方面,针对算法需预先确定聚类数和初始聚类中心的不足,提出利用斜率变化确定聚类数的方法,试验对5个不同距离下5组立木分别进行100次测量,结果显示错误测量次数仅为3次,并可在试验前期通过人工方式去除,算法合理有效;对哈夫曼树法确定立木扫描点聚类中心的性能进行了试验分析,3种不同树干分布类型下分别运用随机抽样法和哈夫曼树法进行K-均值聚类,前者平均正确率仅为76.4%,后者则为95.5%;同时分析了Ⅰ型分布下2种算法聚类的迭代次数和耗时,5个不同距离下,随机抽样法的平均迭代次数明显高于哈夫曼树法,平均运行耗时上,哈夫曼树法则高于随机抽样法,前者变化范围为120~220 ms,后者为50~85 ms,该范围为林区测绘的可接受范围。试验证明,基于斜率变化确定聚类数和基于哈夫曼树法确定聚类中心的K-均值算法是林区立木点云聚类的有效算法,可应用于林区的立木检测。     

黄土沟壑区切沟植被的激光点云滤波及地形构建

为了获取黄土沟壑区切沟的高精度地面高程模型(DEM),该文针对其植被特点,提出一种基于激光回光强度衰减模型的植被滤波方法。首先建立回光强度随距离的衰减模型,通过得到的衰减系数,对点云作回光强度补偿。其次提出融合回光强度的自适应分块拟合法,在Matlab7.6中对甘肃天水桥子沟切沟点云数据应用该方法进行滤波。滤波后植被点数为160 517,占点云总数的34.04%。对比滤波前后切沟数据,地面点集的高程均方根误差由0.1430降到0.1324,滤波后等高线毛刺基本消除,地面特征保持良好。对比该文方法、回光强度分类法、曲面拟合法的均方根误差分别为0.1324、0.1398、0.1412,说明该文方法降低了切沟DEM的误差。通过计算滤波前后DEM高程差的累积概率,得到桥子沟试验区一条典型切沟的植被盖度分布,沟底植被平均盖度为0.274,左侧A区和右侧B区沟壁植被平均盖度分别为0.802、0.583,得出了右侧沟壁侵蚀速度明显大于左侧且沟头前进速度较快的结论,与2002-2012十年间该切沟实际调查资料对比,沟长增长213.6%,沟宽仅增长83%,一定程度说明植被降低了沟壁的侵蚀速度。试验表明该方法适用于黄土沟壑区切沟点云的植被滤波处理,为建立高精度切沟DEM、切沟的发育监测和水土流失治理提供科学依据。     

数学形态学在故障信号提取中的应用

数学形态学滤波是一种非线性数字滤波方式,它可以有效地提取信号的边缘轮廓及信号几何特征。针对旋转机械信号的故障特征,对传统形态学滤波进行改进。根据故障特征多为脉冲信号的特点,采用指数衰减信号作为形态学滤波中的结构元素。仿真证明该方法可以有效提取噪声中的故障特征。      

一种基于混合纹理特征的木板材表面缺陷检测方法

利用计算机视觉技术检测木板材表面缺陷。提出了一种基于混合纹理特征的表面缺陷检测算法,能准确、鲁棒地检测出木板材表面图像中是否有缺陷。首先,分别使用灰度共生矩阵方法、Gabor滤波方法和几何不变矩方法提取了10个优化后的图像纹理及尺度、平移、旋转不变特征;然后,对特征向量进行有效组合;最后,基于融合后的混合纹理特征向量,应用BP人工神经网络对样本集进行训练和检测。实验表明,该方法能准确地对木板材表面缺陷进行检测,平均检测成功率达96.2%。     

基于EnKF和PF的沙壕渠灌域土壤含盐量监测模型研究

为探究不同数据同化算法在时空尺度上监测土壤含盐量的可行性,以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区域,采用高分一号卫星遥感图像作为数据源,通过EnKF算法和PF算法的同化观测算子和模型算子得到时空范围中的土壤含盐量变化情况。其中观测算子分为两步,首先通过PLS-VIP准则来筛选光谱指数作为自变量,再使用ELM模型建立基于不同时间不同深度的遥感监测土壤含盐量模型;模型算子为基于Hydrus-1D模型的数学模拟监测土壤含盐量模型。结果表明,基于ELM模型的土壤含盐量模型中,深度0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm的平均IOA均在0.74以上,平均ME在0.14%以下,表明反演模型具有良好的精度;基于Hydrus-1D的数学模拟监测土壤含盐量模型中,3个深度平均IOA在0.79～0.89之间,平均ME在0.128%～0.137%之间,能够较好地反映土壤盐分在时间序列中的运移情况;EnKF算法3个深度IOA在0.820以上,ME在0.141%～0.157%之间,NMB在0.141～0.252之间,PF算法3个深度IOA在0.89以上,ME在0.090%～0.142%之间,NMB在0.0...     

中国畜牧业生产波动的特征及路径识别

基于1978—2016年畜禽产品年度产量数据,采用HP滤波技术和非线性MS-AR模型,分析中国畜牧业生产波动的特征,从畜牧业生产区制转换的视角剖析畜牧业生产波动的具体路径,探讨影响畜牧业生产波动和路径转换的原因。结果表明:从生产波动变化趋势上看,猪肉生产增长高峰期出现最早,其次是牛肉、羊肉、禽肉和禽蛋生产,牛奶生产增长高峰期出现时间最晚;从生产波动比较上看,猪肉生产波动幅度最小,其他畜牧产业生产波动幅度相对较大,各畜牧产业生产波动趋势存在差异,但近年来总体趋于收敛。通过模型识别将畜牧业生产划分为低速、中速和快速增长3个区制,低速和中速增长区制下各畜禽业产品产量平均增长率在3%和5%左右,而快速增长区制下平均增长率在10%以上;猪肉生产倾向于保持中速增长,牛肉、羊肉和牛奶生产容易出现低中速增长往复徘徊的现象,禽肉和禽蛋生产在各区制下均较为稳定且区制变迁较为平稳;改革开放以来,除牛奶产业以外,其他畜牧产业生产基本在低速或中速增长区制时间最长。基于此,提出针对不同畜禽产业在不同发展阶段相机制定不同调控政策,推动畜禽产业规模化养殖和产业化经营水平,提高畜禽产业抗冲击能力等建议。     

基于马氏距离的荔枝图像分割设计方法

在基于颜色特征和聚类的马氏距离算法基础上，利用MATLAB软件设计了人机交互式可视化计算机图像分割程序。运用该程序，对荔枝照片进行了图像分割，分离出复杂背景下的荔枝果实图像。结果表明：该程序能较好地解决复杂彩图中目标图像的分割问题，可以消除因不慎而修改源代码的风险；通过数据分析器和滤波器能准确的对采样数据进行判断以及对含噪声的目标图像作进一步处理。