基于离散小波分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法与评估

为提高土壤含水量格点数据的区域适用性、准确性，该研究提出了基于离散小波多尺度分解与重构的多源土壤含水量数据融合方法，利用2016-2018年6-9月ESA-CCI、SMAP、ERA5-Land数据集以及地面站点观测的土壤含水量数据，在以黄河流域为主体的主要农业气候区开展了融合方法可行性和适用性研究。结果表明，融合方法能有效捕获融合数据源的多尺度特征信息，通过多源多尺度逐层特征信息权重融合与重构，能有效改进单一数据源在不同农业气候区域的适用性、时空结构和波动特征的准确性。融合结果总体评估的均方根误差、偏差(Bias)和相关系数(r)分别为0.053 m³/m³、0.001 m³/m³和0.721，时空分解评估的综合表现均优于单一融合数据源的评估指标，多尺度时空波动频谱结构特征与观测时空序列更吻合，特别在25 d时间尺度以内时空波动吻合度改进最为明显。该研究获得了较理想的区域土壤含水量改进预期，可为区域生态环境监测、农业可持续发展、水土保持、防灾减灾等科学研究和业务应用提供可行有效的方法参考。     

锡林郭勒草原不同生态地理区降水周期变化特征的小波分析

以锡林郭勒盟及其周边地区17个气象站点1960年以来的月降水量数据为基础,利用气象学与生态学的学科交叉知识,按气象站点所在地区生态地理区划分割,在Matlab等软件的支持下,用小波分析的方法,研究各生态地理区年降水量的周期性变化规律及各区之间的异同点。研究结果表明,在25～32a时间尺度上,4个区的降水均有较明显的周期信号,降水丰缺均交替出现,但交替年份存在区域差异;根据周期变化的特点可以推断,2007年以后的15a左右时间,锡林郭勒盟及其周边地区降水偏少,气候有进一步旱化的趋势。     

河北省山区降雨侵蚀力的时空变化特征

[目的] 探究河北省山区降雨侵蚀力时空变化特征,为该区水土流失治理措施的制定和实施提供科学依据。[方法] 应用时间变化分析和空间分布分析对河北省山区2000-2018年降雨侵蚀力进行分析。[结果] 时间趋势中燕山山区年降雨侵蚀力呈波动上升趋势,主周期为11 a,在2009年发生突变,春、秋两季呈波动下降趋势,主周期分别为8和11 a,春季无突变点,秋季在2001年发生突变,夏季呈波动波动上升趋势,9 a为主周期,在2010年发生突变;太行山区年降雨侵蚀力呈波动下降趋势,主周期为6 a,无突变点,夏、秋两季呈波动上升趋势,主周期分别为8和10 a,均无突变点,春季呈波动下降趋势,主周期为8 a,在2006年发生突变;空间分布中,年均降雨侵蚀力范围为1 063.39~5 127.44 MJ·mm/（hm²·h）,燕山山区由西到东年及夏季平均降雨侵蚀力先增长后降低再增长,太行山区中由南向北年、夏季平均降雨侵蚀力逐渐降低,春、秋两季降雨侵蚀力分布规律较为多变。[结论] 通过对河北省山区降雨侵蚀力的分析,得出河北省山区夏季水土流失最为严重,燕山山区部分地区尤为突出。     

基于小波描述子的水果果形分类

水果果形是水果分级的重要指标之一,该文提出了一种基于小波描述子的水果果形分类方法.通过提取水果轮廓计算出半径序列,并进行归一化处理,对归一化后的半径序列进行小波变换提取小波描述子;分别截取小波描述子12、20、36和67个系数点对水果边界进行重建.结果表明:用36个系数点就可较好地重建果形,匹配率为98.64%,用67个系数点可达相当高的精度,为99.96%;选取36个系数点作为果形特征,并运用核主成分分析(KPCA)提取分类所需的7个主要特征输入径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络进行分类,发现该方法分级准确率可达90%,效果优于傅里叶描述子,是一种有效地描述水果果形的方法.     

陕西省夏季降水特征及其与太平洋地区OLR的关系

利用美国NOAA卫星观测的逐月平均OLR资料和陕西省96个自动站观测降水资料,对1981 ～2010年陕西夏季降水变化特征以及陕西夏季降水和太平洋地区地气系统射出长波辐射(OLR)之间的关系进行了分析.结果表明,1981 ～2010年陕西省夏季平均降水有微弱的减少趋势,但不同区域表现并不一致,陕北降水明显减少,关中、陕南明显增加;陕西夏季降水存在一个7年左右、2年左右的周期,7年左右的周期占主导地位;陕西夏季降水偏多年,同期赤道西太平洋地区OLR正异常明显,对流偏弱,日本岛东南洋面OLR负异常明显,对流较强,前冬与前春赤道太平洋地区OLR呈“西正东负”分布,反之亦然;奇异值分解(SVD)分析表明,太平洋地区OLR与陕西夏季降水之间关系密切.     

陕西榆林地区降水特征分析

利用小波分析方法,分析了榆林地区1951~2010年降水量的变化趋势、周期特征及其与太阳黑子数的关系。结果表明:夏季降水量最多,冬季降水量最少;60年来降水量呈减少趋势;榆林年降水量的变化主要存在2~3、7、17和22年的周期,其中以7年周期最明显;春季降水量的主周期为5~7、16~22年;夏季降水量主要存在6~8、19年的周期;秋季降水量主要存在5~7年的周期;冬季降水量主要存在16、12年的周期。太阳黑子数的变化存在9年的周期;太阳黑子数与年降水量、春季降水量的关系较密切,与秋季、冬季降水量的关系不大。     

基于小波分解的多模态图像配准方法研究

在小波分解的基础上,采用最大互信息(MMI)配准测度和POWELL优化算法对多模态图像配准,多分辨率配准方法具有可以有效地避免优化算子陷入局部极值、算子收敛速度快和配准精度高等优点。CT/MRI和CT/PET图像配准结果证明基于小波分解的多模态配准方法的有效性。     

基于小波包的水力机组振动故障信号消噪方法研究

在水轮发电机组故障诊断中,提取监测信号中的奇异信号特征,对准确判断机组运行状态具有重要意义。研究充分利用水力机组振动故障信号的特征和小波包的特点,采用小波变换的方法,通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析,并针对南桠河姚河坝水电站水轮发电机组实测数据进行检验,取得了良好效果。表明所研究的故障信号消噪方法能有效地从信号中提取信息。     

基于二代小波变换和盲信号分离的肌电信号工频去噪处理方法

通过数据采集装置获取的表面肌电信号往往含有一些噪声和干扰,其中主要为50Hz工频干扰。为了得到有效的sEMG,本文提出一种二代小波变换和独立分量分析(ICA)相结合的方法。先利用二代小波变换的消噪作用,将采集到的sEMG中的部分噪声去除,再经过FastICA算法对经过二代小波消噪后的信号进行工频去噪,实验最后利用相关性系数验证ICA分量与原始sEMG的一致性。     

小波特征与传统光谱特征估测冬小麦条锈病病情严重度的对比研究

为探讨通过小波特征监测小麦条锈病发病程度的可行性,利用连续小波变换提取的小麦冠层光谱350~1 300 nm范围内的9个小波特征和传统光谱特征（植被指数、一阶微分变换特征和连续统特征）,借助偏最小二乘回归（PLSR）建立反演模型,分别将传统光谱特征（SFs）、小波特征（WFs）及传统光谱特征与小波特征结合(SFs & WFs）作为模型的输入,对小麦条锈病病情进行反演。结果表明：（1）小波特征与条锈病严重度的相关性比传统光谱特征强;（2）基于小波特征的模型估测精度（R为0.837）优于基于传统光谱特征的模型估测精度（R为0.824）;（3）传统光谱特征与小波特征结合的模型精度最高,R为0.876,RMSE仅为0.096,因而传统光谱特征与小波特征相结合能够更好地对小麦条锈病病情严重度进行估测。