具有先验信息的地面三维激光扫描地形测量数据去噪算法

为防止三维激光扫描数据中的噪声对实景重构造成扭曲,基于消噪的相关理论,提出了3种具有先验信息的去噪算法,利用高程注记点所提供的先验信息作为去噪依据,分别对比高程插值、最小二乘拟合平面及趋势面,选取适当阈值消去噪声。利用Timble GX200地面三维激光扫描系统获取的地形测量数据进行实验分析,结果表明:高程注记点可以作为先验信息为点云去噪提供依据,并确保去噪后基本符合实体特征。     

基于引力模型的海洋锋信息提取

海洋锋面是海洋水团特性明显不同的两种或几种水体之间的狭窄过渡带。本文旨在对遥感反演海洋温度场数据(SST),引入引力模型进行海洋锋面的检测。鉴于海洋锋受噪声干扰大,锋面强度小的特点,本文提出了基于引力算法的引力模型。其中,引力算法是将温度数据中的每一个像元点都作为一个独立的天体,其质量对应该像元的温度值,根据引力定律计算3×3区域中,邻域像元对中心点像元的引力和。模型首先对原始数据进行去0处理,为消除对原始数据明暗程度的依赖,对3×3区域数据进行归一化,然后利用函数对归一化后的数据进行增强处理,最后,以引力算法进行锋面检测。验证表明,该模型能有效强化不同区域或水体差异性,并能够有效针对海洋锋信息进行提取,受噪声影响小。     

结合CEEMDAN的改进小波阈值地下水温观测数据去噪方法

提出一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解方法(CEEMDAN)的改进小波阈值降噪算法,用于地下水温观测数据的去噪。在利用该方法与传统的去噪方法分别对仿真信号进行降噪后发现,该去噪方法性能更优,并且在对实际采集到的含有噪声及异常突变的地下水温数据进行处理方面,也展现出比传统单一滤波手段更好的效果。     

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。     

基于二维小波自适应阈值的海洋磁场资料去噪方法

构建海洋三维磁空间背景场模型时，解析延拓是实现不同高度磁场数据相互转换的关键。针对向下延拓数据中的高频信息极易被延拓算子放大，并包含在延拓后的磁场资料中，降低了三维磁空间背景场模型的构建精度，引入二维小波自适应阈值去噪方法，在不同小波分解阶层中设定自适应阈值，在向下延拓前去除磁测数据中的高频噪声，改善向下延拓结果。理论模型试验与实例分析表明，在不同噪声条件下，二维小波自适应阈值法可有效提高数据的信噪比，去噪效果优于传统的快速傅里叶（FFT）平滑法，从而有效改善频域迭代向下延拓结果，为三维磁空间背景场模型构建提供基础。     

基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像几何特征提取

本文结合高空间分辨率遥感影像的特点,利用数学形态学方法,选取具有不同尺度和包含全部方向的结构元素,设计了全方位结构元素多级加权滤波去噪算法和多尺度全方位形态学边缘检测算法,用于高空间分辨率遥感影像的处理;并通过图像边界追踪生成栅格数据对象和矢量数据对象,据此建立了高空间分辨率遥感影像的几何特征提取模型。结果表明:全方位结构元素多级加权滤波去噪算法很好地抑制了图像中的噪声,并保留了图像细节;多尺度全方位形态学边缘检测算法很好地解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾,检测出的图像边缘比基本的边缘检测算子清晰,而且抗噪性能强。提取的几何特征信息可以结合遥感图像的光谱、纹理、统计等特征用于遥感图像地物识别与分类,也可以在GIS、摄影测量、计算机视觉等领域和气象、农林、地理、海洋、水利、国土资源和环保等行业使用。     

VMD-SG-WT去噪法及其在混沌去噪中的应用

为对混沌信号进行降噪,提出基于变分模态分解(VMD)的混合去噪(VMD-SG-WT)方法,首先基于各分量间的最小巴氏距离确定VMD分解模态参数,通过VMD将混沌信号分解成多个本征模态函数(IMFs);然后分别计算各个IMF分量与原始信号间的相关因数,根据相关关系指标确定IMF分量的含噪程度,对有效成分主导的信息分量重构进行Savitzky-Golay平滑滤波,对噪声主导的噪声分量重构进行小波降噪处理;最后利用平滑的信息分量与小波去噪的噪声分量进行重构,得到最终去噪的信号。采用VMD-SG-WT去噪法对Lorenz系统产生的仿真信号和实测的太阳黑子数序列进行降噪处理,并与局部投影去噪法、小波去噪法、经验模态分解(EMD)去噪法和单一VMD去噪法进行对比。结果表明:VMD-SG-WT去噪法能够有效对混沌信号进行降噪,去噪效果相对优于其他去噪方法的去噪效果。     

ASAR斑点噪声模型验证及噪声滤除效果评价

ASAR合成孔径雷达数据因影像中相干斑点噪声的存在,影响了地物信息定量的提取与应用效果。本文结合雷达信号传输理论,推导出适于ASAR多视图像的功率概率分布。并从理论推导和试验两方面证实了ASAR影像符合乘性噪声模型。利用乘性噪声模型的滤波算法,采用不同滤波器和不同大小窗口对ASAR影像的斑点噪声进行了滤除,并用平滑指数、边缘保持指数等因子对滤除结果进行评价,通过对比发现:7×7窗口的Enhanced Lee滤波的效果最好。     

小波分解与EMD在变形监测应用中的比较

为分析经验模式分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)在GPS动态变形监测应用中的可行性和有效性,利用模拟数据和振动台的GPS实测数据分析比较了EMD和小波分析在信号去噪和多尺度分解上的能力.结果表明:EMD和小波均能较准确地提取结构振动信息,但当噪声较大时小波去噪和多尺度分解稳定性略优于EMD,而EMD则基于数据本身具有自适应性,不受小波基选择和分解层数的影响.     

基于CEEMD和改进小波阈值法的钢架结构沉降数据去噪方法

在钢架结构安全监测过程中,针对沉降数据易受外界环境噪声干扰的问题,在互补集合经验模态分解(CEEMD)的基础上提出改进小波阈值函数的去噪方法。首先对含噪信号作CEEMD分解,得到各种本征模函数(IMF);之后选取IMF分量使用改进小波阈值去噪;最后重构IMF信息,取得降噪后的信号。仿真结果表明,基于CEEMD和改进小波阈值法的混合方法能够有效滤除信号中的噪声分量,提高沉降数据监测精度。     

基于卫星测高和卫星遥感海面温度探测的南海中尺度涡旋对比分析

基于海表面温度数据和海面高度异常数据，采用矢量几何法提取南海的中尺度涡旋并进行统计分析。结果显示，从海表面温度和海面高度异常数据都可以提取涡旋，两者的提取能力差异很小。由海表面温度数据可以提取较小尺度的涡旋，但跟踪涡旋时存在不稳定性；由海面高度异常数据虽然不能检测到较小尺度的涡旋，但跟踪涡旋相对稳定。两种数据所提取涡旋的时间和空间分布规律具有一致性。     

一种去除图像中脉冲噪声的自适应滤波算法

针对灰度图像中的脉冲噪声滤波的问题,提出一种具有细节保护的自适应滤波算法.算法分为两步:第一步是对图像中的噪声进行识别,第二步利用噪声点周围的相关信息,对噪声点进行修复.经实验表明算法与其他算法相比,在图像的细节保护,自适应性以及噪声的消除方面具有一定的优势.     

一种复合去噪的图像处理方法

针对小波变换和多级中值滤波各自在去噪方面的优点和不足,提出了一种新的图像复合去噪算法;该方法先对图像进行中值滤波,然后再用小波变换和中值滤波相结合进行进一步的滤波处理,得到最终的滤波图像。实验表明,该种方法在有效去除噪声的同时还很好的保护了图像的边界,图像的视觉效果良好。     

Seasonal variability of Kuroshio intrusion northeast of Taiwan Island as revealed by self-organizing map

The self-organizing map method is applied to satellite-derived sea-level anomaly fields of 1993-2012 to study variations of the Kuroshio intrusion northeast of Taiwan Island. Four major features are revealed, showing significant seasonal variability of the intrusion. In general, the intrusion increases （decreases） with a high （low） sea-level anomaly at the edge of the East China Sea shelf in winter （summer）. Open-ocean mesoscale eddies play an additional role in modulating the seasonal variation of the intrusion. Further analyses are needed to study eddy-Kuroshio interaction dynamics.     

基于重力数据反演南海及邻区莫霍面深度分布特征

采用重力异常数据，在频率域内通过Parker-Oldenburg反演算法计算南海及邻区的莫霍面深度。通过EGM2008重力场模型联合GOCE重力场模型，计算研究区的自由空气重力异常；通过重力场分离，得到莫霍面起伏引起的重力异常，用于反演莫霍面深度。计算结果与地震剖面计算的莫霍面深度结果平均偏差1.59 km，标准偏差1.9 km。结果表明，南海及邻区的莫霍面深度分布具有明显的区域化构造特征。     

基于相似像素选择的双边滤波图像去噪

针对双边滤波在一定程度上模糊了图像特征的缺陷,提出一种基于相似像素选择的图像双边滤波算法。该算法首先在图像中搜索所处理像素的邻域内所有相似像素(与其像素值相近的像素),然后依据相似像素占全部邻域像素比例,确定该像素为特征像素或非特征像素。对于特征像素,采用其相似像素进行双边滤波;对于非特征像素,采用全部邻域像素进行双边滤波。仿真实验表明,该算法相对一般双边滤波,能够在去除噪声的同时,更好地保持图像特征。     

Characterizing the capability of mesoscale eddies to carry drifters in the northwest Pacific

Journal of Oceanology and Limnology - Mesoscale eddies are common oceanic phenomena. Although many related studies have been conducted, the ability for mesoscale eddies to carry real particles...     

结合ASIFT和归一化的抗仿射变换遥感影像盲水印算法

针对遥感影像使用过程中,含水印影像经过仿射变换后水印与影像的同步性被破坏,导致水印无法正常检测的问题,本文提出了一种适用于遥感影像的抗仿射变换盲水印算法。首先通过ASIFT算法提取影像具有仿射不变性的特征点,根据特征尺度的大小与特征点间的欧式距离筛选适量特征点,构造对应的正方形特征区域;然后通过计算特征区域的仿射不变矩得出归一化变换函数的参数,对特征区域进行归一化处理,并以归一化特征区域的不变质心为中心提取子区域作为水印嵌入区域,对该区域进行二级离散小波变换,得到水印嵌入区域的低频信息;运用量化嵌入规则将水印嵌入到低频信息中,依次进行低频信息逆小波变换,水印嵌入前后特征区域差值图像反归一化,最后将反归一化差值图像叠加在原始影像特征区域上,完成水印的嵌入。实验选用了3000像素×3000像素的高分二号遥感影像作为载体影像,含版权信息的二值图像作为水印,实验表明：含水印的遥感影像经过旋转、平移、缩放在内的仿射变换后,仍能准确提取水印信息;算法可有效抵抗加噪、滤波、裁剪等常规水印攻击,攻击后影像提取的水印与原水印相关系数均高于0.9;水印具有良好不可感知性;在水印提取时无需原始遥感影像,属于盲水印算法。     

基于CEEMDAN和小波变换的地震信号随机噪声压制新方法

提出一种结合自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和小波变换（WT）的地震信号去噪新方法CEEMDAN-WT。首先利用CEEMDAN将地震信号自适应地分解为若干个固有模态函数（IMF）和余量;然后计算各分量与原始信号的皮尔森相关系数,对处在不同相关系数阈值区间内的分量分别作小波滤波、维持原状及直接剔除等处理,并进行线性重构;最后构建样本熵变化量、互信息、信噪比等指标体系,定量评估去噪效果。模拟实验与实测数据（青海玛多地震）计算结果表明,与EMD、EEMD等方法相比,CEEMDAN-WT方法能有效抑制随机噪声的影响,提高信噪比,并且地震信号的精细化重构效果较好,信号有效成分得到较大保留。