干旱区自然灾害监测预警系统的一般模式——以塔里木盆地为例

我国西部干旱区生态环境脆弱 ,自然灾害频繁。塔里木盆地是我国最大的内陆盆地 ,干旱、大风、沙尘暴、洪水、泥石流以及地震、雪灾等自然灾害 ,严重地影响到盆地的生态安全。在RS、GIS及 GPS等技术支持下 ,研究各自然灾害的孕灾机理及过程 ,建立自然灾害的监测评价及预警系统 ,对于塔里木盆地生态环境建设具有重要意义。     

土地利用动态监测中多源影像融合方法的比较研究--以陕北黄土丘陵沟壑区为例

在陕北黄土丘陵沟壑区,采用单一传感器的遥感影像提取土地利用信息,存在着识别的土地利用类别少、某些类别混分现象较严重、分类结果的精度较低等问题。以TM多光谱数据和SPOT全色光谱数据的融合为例,提出了适宜于该地区的两种影像融合方法:主成分变换法和乘积运算法,并从影像的光谱质量、纹理信息和目视效果等方面对其进行了对比与评价。结果显示,主成分变换法为较理想的融合方法。以陕北无定河流域为实验样区的土地利用自动分类结果表明,该方法的应用使土地利用各类别的提取精度都有不同程度的提高;水体、水田和城镇用地等面积较小的类别分类正确率提高达到10%以上;坡耕地与林草地的混分明显减少,分类精度均提高了5%以上;分类总精度从82.0%提高到89.2%,取得了良好的分类效果。此研究对于遥感影像融合技术的评价与应用进行了有益的探索,同时为该地区的土地利用动态监测提供了关键技术。     

Representation of Uncertain Area in Image Based on Cloud-model

Aiming at the problem of representation of regions in the process of image processing, the paper presents a method applied to representation of spatial uncertain area in image based on Cloud-model. In two-dimension universe of discourse of image, the linguistic term of the polygons, which have uncertain edge, can be accomplished by relaxation iteration. The linguistic term of the polygons can be considered Cloud-core of Cloud-model. Based on the characteristics of pixels of transition region of fuzzy edge, Object-clouds of polygons can be constructed by Backward-cloud-generator. So Object-cloud can be representation model of spatial uncertain area and spatial uncertain area in image can be represented by digital characteristics of Object-cloud. Experiments testify the method. It enriches the cloud theory, and proposes a new idea for image comprehending and analyzing, especially remote sensing image.     

融合光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统

针对蜜瓜糖度在线检测的需求,设计了融合漫透射光谱与图像信息的河套蜜瓜糖度在线检测试验系统,该系统包括硬件平台和软件系统两部分。硬件平台主要包括蜜瓜输送装置、光谱采集装置、图像采集装置和控制系统4部分。软件系统基于Microsoft Visual C++6.0语言,结合Omni Driver软件、Fly Capture2及Open CV软件开发。系统可实现蜜瓜光谱与图像信息的自动采集、显示及保存,可实现对漫透射光谱预处理,获取糖度检测所需光谱数据,对图像预处理,提取蜜瓜外观特征图像信息(R、G、B颜色值和蜜瓜体积)。在此基础上,系统可通过融合漫透射光谱与图像信息的蜜瓜糖度检测模型,计算蜜瓜糖度。系统同时可实现检测个数统计,外观特征信息及糖度的实时显示、保存等功能。测试试验表明,该试验系统检测1个样品用时1.2 s,糖度检测均方根误差为1.22,可满足河套蜜瓜糖度在线检测试验需求,为进一步开展河套蜜瓜糖度在线检测研究奠定了基础。     

基于Matlab的根系断层图像分割处理算法

根据植物根系原位形态可视化研究的需要,利用Matlab提供的图像处理算法,编制了根系断层图像分割处理算法的优选整合程序,用多种不同算法组合对根系CT原位图像进行实例检验,采用最终测量精度法作为评价准则,对分割效果进行分析研究。研究结果表明,在90%的置信水平下,处理模块的不同组合顺序以及每个模块中不同算法的选择对最终分割效果有显著的影响,各因素对分割效果总变异贡献率的大小排序为分割(46.1%)、灰度调整(17.9%)、分割前滤波(4.5%)、分割后滤波(2.6%)、执行序列(0.5%)。根据所设计的实验例证,提出了处理流程及算法中的较优组合。     

排种器性能检测中种子位置智能检测方法

根据基于计算机视觉的排种器性能检测的特点，提出了基于神经网络的种子位置智能检测方法。采用两个光轴互相垂直的摄像机监测投种规律，并把以矩法求取的质心图像坐标作为输入节点，构造检测种子质心实际坐标的两个神经网络，并行处理左右两幅图像，从而快速求得种子位置。实践表明，此方法不仅能求出种子位置，而且可全面监测种子的运动情况。     

回转筒内秸秆碎料回转周期和料层完全混合时间研究

基于试验和理论分析,研究了回转筒型固态发酵罐内秸秆粉碎料的料床回转周期,建立了数学模型,其计算准确度达95%以上;结合图像分析法和料床回转周期,发现筒内上下料层完全混合时料层所转圈数与筒体转速关系不大,与筒内料体积填充率呈线性关系。由此回归并推导出只需知道筒内料体积填充率和筒体转速,便可预测上下料层完全混合的公式,其计算准确度达90%以上。提出了以上研究成果在工业级发酵罐中应用的方法。     

基于对数相似度约束Otsu的自然场景病害果实图像分割

针对自然场景下,由于复杂背景以及多变环境,水果病害果实图像分割难的问题,提出了一种基于对数相似度约束Otsu和水平集活动轮廓的近椭圆形病害果实图像分割方法。考虑背景的复杂多变,提出对数相似度约束Otsu分割来区分病害果实与背景;由于水平集活动轮廓模型的局部最优性,提出采用自适应膨胀系数的改进距离规则水平集活动轮廓模型来精确演化轮廓。先对病害果实区域样本的颜色进行混合高斯建模,获得整个病害果实图像与样本模型的对数相似度;对对数相似度进行约束Otsu阈值分割以及形态学滤波;采用最小二乘法对滤波后的曲线轮廓进行椭圆拟合,对拟合后的椭圆采用自适应膨胀系数的距离规则水平集活动轮廓演化,得到病害果实完整轮廓。对18个不同场景的病害果实进行分割,平均误判率和漏判率分别为1.77%和1.6%,实验结果表明,该方法可以从复杂自然场景图像中分割出病害果实。     

基于USLE模型的滹沱河上游黄土区土壤侵蚀空间特征研究

滹沱河是山西省面积较大的支流之一,研究滹沱河上游的土壤侵蚀对于建立山西省生态修复体系具有重要意义。以忻州市滹沱河上游为研究区,以遥感影像数据、数字高程模型数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,利用GIS、RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算滹沱河上游流域的土壤侵蚀模数。结果表明：（1）2015年滹沱河上游的土壤平均侵蚀模数为2538.9 t/(km ²·a),整体属于中等侵蚀水平。土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、极强烈和剧烈侵蚀;（2）随着高程海拔的升高,土壤侵蚀强度加大,土壤侵蚀面积减少,高程与土壤侵蚀强度呈正相关关系,与侵蚀面积呈负相关关系。剧烈侵蚀在各个高程带均有分布,在[500,1000)高程带中,微度侵蚀的面积范围最大;（3）研究区在0—5°带的土壤侵蚀面积分布最大;（4）牧草地的土壤侵蚀分布范围最广,其次分别为耕地>林地>园地>城镇村及工矿用地>水域及水利设施用地>其他土地。研究结论可为政府制定土壤侵蚀治理的技术方法、治理方案以及治理工程类型、规模及布局等提出科学依据。     

基于非线性势函数法的手写体数字识别

提出了基于非线性势函数的一种几何分类方法,设计了利用电势理论来改造决策面判别函数和利用非线性势函数对手写数字进行分类的算法。以该算法为核心构造的分类器可改善针对不同人写字习惯的分类效果。用VC 实现了该算法,结果表明该算法能减小分类时的错误率,对手写体数字的识别有较好的效果,识别率能达到97%。