基于多重分形的Karst流域地貌信息挖掘

本文利用多重分形理论揭示出了DEM不同尺度下的地貌多重分形谱的变化规律。基于多重分形理论研究表明:多重分形理论构建的高程多重分形谱模型能挖掘出更全面、更精细Karst流域地貌形态信息,其中高程多重分形谱模型中的宽度定量表征出了Karst流域地貌的起伏程度,多重分形谱最大、最小子集维数的差值定量表征了地貌形态的差异性,而且根据多重分形谱的参数随DEM分辨率变化关系并结合广义熵理论,确定了Karst地貌形态研究的数据的空间分辨率最优范围在(0-15]之间。     

基于GIS流域地貌形态特征分形与计算方法研究

提出了基于GIS平台流域地貌特征分形信息维数的计算模型;探讨了地貌分形信息维数的计算方法,并采用Avenue语言开发了基于Arcview环境下流域地貌特征分形信息维数计算软件,并对长江流域弹子溪小流域地貌分形信息维数和数据无标度区进行了计算和深入分析。     

Hyperion 影像分形信号特征研究

高光谱影像具有“谱像合一”的特征, 因而可以从谱和像两个角度对高光谱影像进行分形分析。本文把计 算表面分形维的双层地毯法用于计算Hyperion 高光谱曲线的分形维, 根据每一像元的高光谱曲线计算出每一尺度 的上分形信号和下分形信号, 并对分形信号值及分形特征尺度进行分析。结果表明对于不同地物其分形信号在某些 特定尺度(分形特征尺度)有较大的差异, 而且对于Hyperion 高光谱影像, 下分形信号可更有效地突出地物特征。文 章最后简要讨论了上分形和下分形、起始计算尺度以及原始采样点数目对分形特征尺度的影     

地图综合中的地图目标自相似性分形衰减研究

分形衰减是指在地图综合中,地图目标随着比例尺的变化其结构形态随之发生改变,其自相似程度是递减变化的,反应到分维数的变化上,称之为分形衰减。本文以分形分析方法作为工具,分维值作为度量参数,分析地图综合中地图目标的分形衰减现象。以扩展分维作为理论基础,从变维分析的角度出发,研究地图目标的自相似程度随比例尺变化而衰减的规律,进一步研究地图目标的尺度指标与分形衰减之间的关系。     

GIS平台下分形维数计算的设计开发和应用

GIS作为一种新兴的技术在空间数据处理和解析方面具有强大的扩展功能,已经在测绘领域得到了广泛的应用。本文针对分形维数计算的问题,在GIS平台下基于空间数据模型提出了该问题的解决方案,并利用通用COM技术设计和开发了分形维数计算系统。该系统成功地应用于工程实践,对今后GIS在相关专业领域更深层次的应用具有一定的借鉴意义。     

基于分形插值的桥梁桥墩沉降预测

基于某跨海大桥桥墩的沉降资料,使用重标极差(R/S)分析方法说明桥墩沉降的非线性下隐藏的持续性特征,并计算其分形维数,证明该沉降时间序列具有分形特性。由此通过历史数据建立迭代函数系统,经分形插值方法求取吸引子,并在吸引子基础上进行延拓,建立基于分形插值的预测模型,并将此算法应用于桥墩沉降数据的预测中。算例结果表明,分形插值理论具有较高的预测精度,可满足实际应用要求。     

分形在岩性分类及蚀变信息提取中的应用

为了推进多重分形思想在遥感地质找矿领域的应用,以新疆西准噶尔地区为实验区,通过分析该区的成矿特点与遥感影像特征,构建分形维数谱,并将其与图像光谱特征相结合进行岩性分类与含黄铁矿矿化蚀变信息提取,在现有矿点统计资料与专家经验知识的支撑下,确定找矿靶区.实践证明,基于遥感图像的分形理论并结合图像的光谱特征,建立相应的找矿模型和找矿标志,能更好地为区域矿产勘查提供决策支持.     

城市交通网络分形维数的不确定性估计、控制与分析

长度-半径维数模型作为描述城市交通网络复杂不确定性现象的一种分形分维方法,其自身存在的不确定性往往被忽视,且相关研究更是鲜见报道。故针对该模型在分形维数测算全过程中存在的不确定性问题,本文率先开展了系统剖析、定量估计和质量控制研究。首先对数据源、矢量化处理、测算中心、尺度选择、以及分维数模型估计等一系列环节进行了不确定性估计与分析,其中首次给出了分形维数在一定置信水平下的不确定性度量区间,并依据误差传播理论对误差的传递和累积进行了描述;然后着重提出了基于LMed S(Least Median of Squares)的质量控制方法。最后通过对拉萨市的算例实验表明:道路的矢量化过程、测算中心和测算尺度的选择都会导致分维的不确定性;并在对数据质量进行控制的基础上,通过置信区间对长度-半径维数模型的不确定性进行了在一定概率水平下的首次度量;同时结合区域现状对研究结果给出了合乎实际的解释。本文在描述表征不确定性问题的分形几何和分形维数的基础上,系统地揭示了其自身不确定性的本质,不仅进一步丰富了分形分维理论,为控制其质量奠定理论基础,而且可为城市交通网络分形维数的地学应用提供可靠的科学依据。     

云南漾弓江流域城乡聚落形态信息提取与分形分析

利用 1996年 2月和 1999年 11月的TM影像 ,通过对漾弓江流域的遥感影像的光谱特征分析 ,建立地物光谱模型 ,提取区域城乡聚落的时空分布信息。在此基础上 ,根据分形几何理论计算漾弓江流域城乡聚落不同时段空间形态的分形维数 ,从其变化分析流域内聚落空间形态的特征。结果表明 ,欠发达地区城乡聚落空间形态具有分形现象 ,并且城市与农村集镇的分形维数变化不一致 ,1996年丽江地震和 1998年大丽线的开通加速了丽江城和鹤庆城的发展 ,使其形态趋于复杂、不稳定性增大。     

土地利用结构分形特征动态分析

通过解译徐州市矿区1990年、2000年、2010年3期TM影像,获取土地利用类型、面积、斑块数等属性数据。利用Fragstats软件,计算3个时期各地类的分形维数和稳定性指数。在分析3个时期土地利用数量变化的基础上,研究分形维数与稳定性指数的动态变化特征,从不同地类的空间形态的变化上定量探讨徐州矿区20 a土地利用的演变。结果表明,1990~2000年,徐州矿区空间形态趋于简单,稳定性上升;2000年是一个转折点,1990年相对于2000年,5类地物分维数降低,稳定性上升;2010年相较于2000年,特别是建成区与耕地这2类地物分形维数上升,稳定性下降幅度较大。在城市化驱动下,经济发展,城市扩张,生态保护是区域土地利用分形特征与结构稳定变化的主要驱动因素。     

图像分数维计算模型的改进

分数维作为一种图像纹理特征常用于遥感图像分类,提高图像分数维的测量有助于提高遥感分类精度。本文在介绍目前常用的基于分形布朗运动分数维计算方法的基础上,运用分形的相关理论,指出了现有方法存在的缺陷,提出了改进的分数维计算方法;并用SPOT全色影像中常见的5种地物进行了对比实验,实验结果表明,本文提出的改进方法获得的分数维测量结果比现有的方法更接近理论分析结果,更有利于地物的识别与分类。     

分形理论在城市交通网络时空演变特征研究中的应用--以上海市为例

以上海城市交通网络为例，通过不同行政区域交通网络的分维值测算，研究了分形特征的空间变化；利用上海全域及典型行政区交通网络不同时代的分维，研究了分形特征的时间演化。结果表明，上海城市交通网络的分形特征在空间域上城区内域明显复杂于外域，在城市发展主轴方向上表现为由内向外分维测度值的降低；而在时间域，近期的交通网络分形复杂度明显高于早期，反映了城市发展与形态演化的时间过程。     

扩展分维模型在地图曲线自动综合中的应用

为了改进目前采用的单一分维值方法无法充分描述地图曲线的空间形态特征,导致综合结果产生偏差,探讨了在扩展分维模型条件下经过改进的地图曲线自动综合算法.     

Fractal Genetic Model in Change Detection of SAR images

The paper presents an effective way of detecting the changes of multi-temporal synthetic aperture radar (SAR) images. An accurate unsupervised change detection method that combines the intensity information and the fractal dimension of SAR images is proposed based on the fractal genetic model (FGM). The model computes firstly the local fractal dimension of the SAR images to obtain the fractal image and next a new proposed measure (D) is calculated from the normalized ratio of SAR images and the normalized difference of fractal images. Finally, the change map is derived by minimizing a cost function using a genetic algorithm (GA) on the derived image from the measure. Experimental results of detecting changes from SAR images acquired by ASAR on board ENVISAT and ALOS-PALSAR reveal that the proposed method is an effective and efficient tool for change detection from SAR images.     

地图图斑形状特征的量化及其分形模型研究

运用分形几何原理，提出了量化地图图斑形状特征的分形模型，讨论了模型中的参数──形状因子和分维的意义及求法，给出了制图现象形状特征量化的一种新途径。     

地图目标局部分形描述的元分维模型的实现

提出了一种基于分形理论的元分维模型，可以用于描述地图目标的局部形态特征变化，为地图目标的进一步分析应用提供了一个新的思路。