基于注意力的光照感知水下图像复原网络

水下环境光线昏暗,仅依靠自然光源难以清晰成像,通常需要增加人工光源,但人工光源的引入会导致场景亮度不均。在这种包含自然光源和人工光源的混合光照环境下,所拍摄的水下图像质量严重退化,不仅降低视觉观感,更影响后续高级计算机视觉任务的顺利开展。然而现有方法大都只考虑了自然光源的影响,对混合光源环境下的水下图像复原效果不佳。为了解决混合光源环境下水下图像存在的光照不均、 色偏、细节模糊等问题,提出了一个光照感知编解码器网络用于水下图像复原。一方面,在多尺度结构中引入注意力机制和改进残差结构高效提取丰富的结构细节特征,另一方面增加光照感知图作为先验约束网络复原结果的对比度。此外,设计了合适的损失函数,引导网络充分学习水下图像和清晰图像间的非线性映射关系,使恢复图像的色调更自然,纹理细节更丰富。对比试验结果证明此方法在主观感知和客观指标上均优于对比算法,消融实验证明所提网络模块和光照感知的有效性。     

基于多格网算法的卫星图像恢复

将求解二次椭圆偏微分方程问题的多格网算法应用到卫星影像的恢复中。其基本思想是在将由总变分求极小生成的偏微分方程离散成为差分方程的过程中,采用不同大小的格网。在取得较好恢复结果的同时,提高了传统图像恢复算法的运算效率,降低了恢复运算所需要的时间。     

基于超像素和暗通道先验的图像去雾复原方法

基于暗通道先验的图像去雾算法因其简单有效而得到广泛应用。经典算法中由于透射率图估计存在块效应而需要对透射率图进行滤波细化。本文提出了一种基于超像素分割和暗通道先验的透射率估计方法,用超像素分割获得的不规则区域替代经典算法中的固定窗口,从而避免了透射率图估计的块效应问题,并采用松弛策略以获得鲁棒性和准确性更好的透射率结果,无需进行另外的滤波细化步骤即可完成图像去雾复原。实验结果证实了本文所提方法的有效性。     

一种利用局部多项式回归求解偏微分方程数值解的迭代算法

利用局部多项式回归的方法,求解二阶双曲型偏微分方程的数值解。并且通过引入迭代的思想,使得该方法不仅适用于局部空间,而且也适用于全局空间。同时该方法还适合椭圆型的、抛物线型的等其他类型或其他阶数的偏微分方程。在文章末尾,给出两个数值例子,说明了该方法的有效性。     

基于光谱复原的NMF遥感图像融合改进算法

在研究了非负矩阵分解(NMF)用于遥感图像融合技术的基础上,改进了一种基于光谱复原的NMF遥感图像融合算法,首先利用矩阵非负性分解求取图像的基向量矩阵,然后综合考虑图像融合后的光谱特性和波形变化情况,对基向量矩阵进行直方图规则化处理,最后得到融合后的图像。实验结果表明,该方法具有较好保持原始图像的光谱信息和空间信息的优点。     

遥感图像薄云滤波增强

针对遥感图像地学应用中的云层覆盖问题,首先介绍了遥感图像去云处理的一般方法,然后重点研究了薄云覆盖图像的滤波增强技术和实现方法。在阐述传统的同态滤波算法的基础上,将高频增强滤波算法引入薄云区遥感图像增强处理中。试验表明,这两种方法均可取得良好的增强效果。     

基于自适应幅度谱分析的显著目标检测

针对HFT显著性检测方法中出现的显著目标突显不均匀以及显著信息丢失问题,结合尺度空间分析的方法,提出一种基于自适应幅度谱分析的显著目标检测算法。该算法利用频域滤波尺度与显著目标尺寸之间的关系,对图像幅度谱的尖刺进行处理,突出显著性区域,保证了显著目标的均匀性。同时引入高斯偏见对多幅显著图进行融合,进一步保留显著信息,改善了显著图效果。在国际公开的数据集和藻种图像数据集上,该算法的检测结果具有更高的精度和更好的召回率,优于现有的其他频域显著性检测算法。     

基于分层图像复原的水下目标距离估计

水下目标的距离估计对于水下作业有着十分重要的意义。目前常用的距离估计方法无论是光测距还是声测距都对于设备有很大的依赖性,本文提出一种基于复原技术的距离估计方法,通过建立水下退化图像的分层复原模型并利用清晰度评价函数,根据对图像清晰复原时的参数估计实现目标距离估计。这种方法紧需要单幅水下图像就可实现目标整体距离估计。文中通过实验验证了该方法的有效性。     

基于SURF算法的多波束和侧扫声纳图像配准与融合

利用SURF(Speeded-up Robust Features)算法对多波束和侧扫声呐图像配准时,因为图像分辨率差异大而导致配准困难,通过对低分辨率的图像进行升采样,使图像配准达到了较好的效果;另外,对SURF算法中粗匹配的距离测度函数进行改进,提高了SURF算法的配准速度;然后利用RANSAC算法实现了多波束与侧扫声纳图像的精准配准;最后对配准后的图像进行小波变换融合,利用信息熵和平均梯度对图像融合效果进行了评价,并通过实例数据验证了该算法的有效性。     

任意阵列形状的欠定多目标方位估计

随着人类社会对海洋认识和探索的深入,对水下监测和探测设备提出了更高的要求,探测阵列模型和阵列信号处理算法决定了监测和探测设备的复杂度。 针对特定水下多目标定位平台的复杂环境,建立了一种任意空间阵列数学模型,介绍了四阶累积量算法,分析了阵列信号处理中四阶累积量的阵列扩展特性。 基于四阶累积量的 MUSIC 算法的空间谱分析,建立了任意阵列形状的欠自由度多目标方位估计的理论基础。 计算机仿真结果表明了算法的正确性和有效性。     

典型海域生境修复与生物资源养护研究进展与展望

高强度的人类活动和剧烈的全球气候变化导致了海洋污染加剧、海洋生态系统退化和海洋生物资源衰退,海洋生境修复和资源养护成为世界各国普遍采取的应对措施。本文从生境修复设施与技术、生物资源养护技术和监测管理等方面,综述了典型海域生境修复与资源养护的主要研究进展,并从生物行为控制、承载力提升、设施装备、融合发展和生态系统管理等角度展望了未来研究热点和发展模式,以期为未来海洋生境修复和生物资源养护提供参考。     

珊瑚礁生态系统修复研究进展

健康的珊瑚礁生态系统具有造礁、护礁、固礁、防浪护岸、防止国土流失的功能。同时, 珊瑚礁生态系统生物多样性极高, 被称为海洋中的“热带雨林”。我国南海拥有200多个珊瑚岛、礁与沙洲, 是世界海洋珊瑚礁最丰富的区域之一。近年来, 由于全球气候变化和围填海等人类活动的影响, 珊瑚礁生态系统受到了不同程度的影响或破坏, 危及海洋生态与岛礁安全, 珊瑚礁生态系统的修复至关重要。本文对珊瑚礁生态系统的现状、修复方法及存在的问题进行了总结, 并在此基础上创新性地提出了基于系统的珊瑚礁多维生态系统修复模式并付诸实践, 以期提供更有效的珊瑚礁生态系统修复新方法。     

涠洲岛珊瑚礁生态恢复可行性评估及其恢复策略

广西涠洲岛地处世界珊瑚礁分布的北缘,其造礁石珊瑚具有较高的生态价值和科学研究价值,然而近30年来涠洲岛的造礁石珊瑚资源呈逐年下降趋势,正面临生物多样性衰退和生态服务功能下降的威胁。本研究针对涠洲岛珊瑚礁生态衰退区域,参照珊瑚礁生态恢复潜力评估决策流程进行恢复可行性评估和恢复策略探讨。结果显示,该区域有造礁石珊瑚5科10属21种;表征海水水质质量的6项指标均在 I类水质标准范围,且常年处于贫营养化;大型海藻覆盖率不足1.00%,90.00%以上的珊瑚礁鱼类为杂食性,且该鱼类种群结构有利于调控大型海藻的暴发性生长,与大型藻类和浮游动植物的多样性相适应,适宜珊瑚生长。但该区域造礁石珊瑚平均覆盖率仅有5.60%,底质类型57.27%为礁石,34.30%的底质为非稳定的碎石和砂,珊瑚幼体补充量平均为3.17 ind/m2,珊瑚幼体更新缓慢。以上结果表明,涠洲岛珊瑚礁具有一定的自然恢复潜力,但珊瑚覆盖率低、幼体补充量少以及部分底质结构不稳定是限制涠洲岛珊瑚礁自然恢复的主要因素,需要加强人工干预。在减少人类活动干扰的前提下,适时进行园艺式培育珊瑚苗种、批量珊瑚原位种植和构建人工珊瑚礁立体生境景观应是涠洲岛珊瑚礁生态衰退区的主要人工恢复策略。     

陆海统筹背景下海洋生态修复与土壤整治修复协同治理机制研究

我国“十四五”规划和“2035年”远景目标提出坚持陆海统筹,发展海洋经济,建设海洋强国。文章通过梳理海洋和土壤生态环境的污染现状及相互影响机理,找出生态修复过程及政策衔接的问题,在陆海统筹的背景下,从海洋整治修复现状和政策保障等角度论述海洋生态修复与土壤整治修复协同治理的必要性和可行性,提出从修复主体、修复责任、资源、...     

Deblurring of GLORIA side-scan sonar images

In side-scan sonars such as GLORIA, along-track resolution is usually much worse than across-track resolution. This paper shows how along-track resolution may be improved by the application of an image restoration (deblurring) technique known as the Jansson-van Cittert method. Employing a model of the image formation process, this involves iterated convolution of the estimated deblurred image radiances with the theoretical alongtrack point spread function. The method and its implementation for GLORIA images are described. Smoothing of high frequency noise prior to restoration has been found to lead to an improved end-product. The restored images exhibit sharper edges and a greater clarity much appreciated by the interpreter. This visual impression is borne out by quantitative measurement. The technique is shown to be a useful adjunct to the battery of digital preprocessing techniques which can be applied to the sonar image prior to the information extraction stage.     

基于陆海统筹理念的围填海生态修复规划研究——以福建可门工业园区为例

如何使我国围填海的存量资源得到高效可持续利用是当今围填海研究的热门课题,生态修复是实现这一目标的有效手段.本研究基于陆海统筹的理念,以福建可门工业园区为例,针对围填海造成的"占用滨海湿地、护岸硬质化、破坏海岛、海洋生物资源损失、排放污水、生境破碎"等生态环境问题,引入了"生态流"的概念,并且因地制宜,从"构建山海通廊、...     

硫化物胁迫对海草影响的研究进展

硫酸盐的还原作用是沿海海洋沉积物中有机质厌氧矿化的主要终点过程，该过程会生产有毒的硫化物。迄今为止，在所研究的大多数海草中都发现了硫化物侵入植株组织内部的现象，而且在温带和热带区域已经发生过多起因为草床沉积物中硫化物浓度过高而导致海草大面积死亡的事件。本文综述了近三十年来硫化物胁迫对海草影响的相关研究工作，主要内容包括以下四方面：（1）硫化物对海草产生胁迫的环境条件主要有缺氧、缺铁、有机质富集以及高盐；（2）硫化物侵入海草组织的途径是由根部吸收进而转移到地下茎和叶片中，而随着时间的推移，硫化物在海草组织中最终主要以单质硫、硫酸盐以及有机硫的形式存在；（3）硫化物对海草的危害主要是通过直接破坏海草的分生组织并进一步抑制海草的光合作用发生的，对海草的生长带来严重的负面影响；（4）不同海草物种受硫化物的侵入情况不同，主要与海草物种的形态学和内部结构差异有关。最后提出三方面的展望，包括硫化物胁迫下海草组织、细胞层面的深入研究，分子应答机制的研究以及有效的海草床修复手段的探索。本文有助于全面了解海草与硫化物胁迫之间的关系，并为将来开展更深入的研究提供参考。     

滨海湿地生物地貌学进展及在生态修复中的应用展望

生物地貌学研究生物过程和地貌过程之间的双向交互作用,是一门新兴的交叉学科。早期的生物地貌学关注陆地生态系统,近期海岸带成为生物地貌学研究的热点地区,尤其是滨海湿地(如盐沼、红树林)成为研究生物地貌学过程和机理的重要区域。本文回顾了生物地貌学研究的概念、历史发展和方法,选取滨海湿地作为生物地貌学的主要研究对象,并就其研究方向、重要因素以及核心机制展开综述。最后对生物地貌学在海岸带生态系统修复工作中的应用进行梳理,分析了生物地貌学在红树林修复、滨海盐沼湿地修复和互花米草入侵防控上的应用展望。     

天津市滨海新区芦苇湿地恢复适宜性评价

利用综合评价模型,结合地理信息系统技术的空间分析功能,以土地利用、土壤类型、坡度、降雨量和人类干扰活动作为评价因子,对天津滨海新区芦苇湿地恢复进行了适宜性评价。结果表明,较适宜开展湿地恢复的比例为21.46%,一般适宜比例为21.87%,不适宜比例占56.68%,其中较适宜湿地恢复的区域集中分布在北大港湿地自然保护区周边、独流减河下游、北塘入海口以及沿海滩涂,海河流域两侧也有零星分布。在适宜性评价基础上,对未来芦苇湿地恢复与建设的重点区域进行了成效预评估,芦苇对TC、TN、TP的年吸收通量约为1.3935×104、0.0258×104、0.0017×104t,能有效地减少入海排污压力和污染物对近岸海域环境质量的影响。研究结论可为天津湿地治理与生态恢复、土地利用结构调整、景观优化等提供理论依据和科学参考。     

胶州湾湿地的退化影响因素与生态修复建议

在对胶州湾湿地退化现状进行分析和总结的基础上, 研究其退化表现和影响因素(自然因素、人为因素)。依据实际情况, 在管理层面和技术层面提出了胶州湾湿地的修复措施, 包括加大环保宣传力度, 提高生态安全意识; 加强综合管理手段, 建立完善法制法规; 探寻绿色生态路线, 推广植物修复手段; 建立浅滩湿地恢复与补水工程; 建立湿地自然保护区, 发展湿地生态旅游; 制定湿地总体规划, 开展广泛国际合作。