基于小波变换和数学形态学的潮沟提取方法研究

潮沟是潮滩的主要地貌类型之一,潮沟信息的检测对湿地生态环境的监测和保护有着重要意义。本文以长江口九段沙下沙北部发育比较复杂的潮沟为研究对象,使用2016年1月26日Landsat8全色波段数据,采用了一种融合小波变换、最大类间方差法和数学形态学的方法对潮沟边缘信息进行了检测。小波变换中通过减小高层小波系数,达到弱化潮滩灰度变化的目的;通过增大低层小波系数,达到增强潮沟信息的目的;利用数学形态学和图像之间的几何(加减乘)运算,完成潮沟的提取;最后,分别在原始数据和检测结果相应的位置取样进行精度验证,样方潮沟面积一致性精度平均为92.1%。     

基于耳石微结构的西北太平洋秋刀鱼(Cololabis saira)年龄与生长研究

根据2014年6月和10-11月在西北太平洋公海采集的168尾秋刀鱼样本,基于耳石微结构并结合基础生物学数据,鉴定了秋刀鱼的日龄,推算了孵化日期,并建立了生长模型和生长率。研究发现:耳石微结构从核心到透明区边缘,轮纹宽度由宽至窄,亮度由暗至明,标记轮多分布在透明区。日龄范围为204~549 d,优势日龄组为231~290 d和381~470 d,日龄最小个体体长207 mm,体质量39 g,日龄最大个体体长291 mm,体质量131 g。孵化日期为2012年12月至2014年4月,孵化高峰期出现在1-3月和8-10月,初步推算秋刀鱼主要分为春生群和秋生群产卵群体。体长和体质量生长模型符合Logistic生长模型。体长平均绝对生长率和相对生长率别为0.224 mm/d和0.000 88,绝对生长率随着日龄增加而减小。体质量平均绝对生长率和相对生长率别为0.293 g/d和0.003 25,最大绝对生长率（0.504 mm/d）和最大相对生长率（0.004 86）出现在351~400 d。     

基于阴影的资源三号卫星数据城市建筑物高度估算

利用我国首颗民用高分辨率测绘卫星—ZY3影像,运用面向对象方法及形态学的思想,以形态学建筑物指数MBI和形态学阴影指数MSI,构建了基于知识规则的城市建筑物和阴影信息提取模型,很好地完成了北京方庄小区和厦门软件园的建筑物和阴影的提取,并实现了阴影长度的自动估算。利用太阳、卫星和建筑物成像几何关系,以阴影长度估算了城市建筑物高度,并以实测数据进行精度评价及误差分析。在以北京市方庄小区为例的试验中,建筑物高度提取的平均相对误差为7.08%,绝对误差小于6 m的建筑物占90%以上,80%以上的建筑物相对误差在10%以内,而误差较大的多为阴影较难识别的低矮建筑物和建筑密度较大使得阴影相互遮挡的高层建筑物。在厦门市软件园区实验中,94.3%的建筑物绝对误差在5 m以内,且计算高度与实际高度相关系数达到0.992,进一步验证了所用方法的可靠性。本文提出的建筑物信息提取方法,可很好地实现高分辨率影像城市建筑物高度估算,展示出资源三号卫星数据在城市建筑物信息提取方面的应用潜力。     

结合数学形态学与多角度模板匹配的高分辨率遥感图像救灾帐篷识别

从灾后遥感图像中快速准确地识别救灾帐篷有利于灾后救援工作的高效开展.本文结合实际应用需求,在前人研究的基础上,提出了一种结合数学形态学与多角度模板匹配的高分辨率遥感图像救灾帐篷识别方法.首先从遥感图像中选择帐篷模板并从中提取形状特征与光谱特征;然后将各波段灰度图像二值化并进行数学形态学运算,参考帐篷的形状特征提取出候选目标;最后根据帐篷的光谱特征,将候选目标与帐篷模板进行多角度匹配,剔除匹配度较低的伪目标,完成救灾帐篷识别.试验结果表明,本方法的识别精度达90%以上,具有较高的应用价值.     

一种新的基于高分辨率全色影像的城市建成区边界提取算法

针对城市建成区在高分辨率全色影像中的特点,提出了一种城市建成区边界提取的新算法。该算法首先基于边缘检测算子提取城市建成区的边缘密度特征,然后基于灰度共生矩阵和神经网络算法提取其纹理特征,最后结合多种数学形态学的方法提取出城市建成区边界。最后以武汉市为例,采用资源三号全色影像对比传统提取算法与本文提出的新算法,结果表明本文算法精度有明显提高,提取正确率能达到90%以上,且误判率和漏判率较低。     

语义支持下的土地利用栅格数据制图综合研究

土地利用数据存在复杂的空间关系、语义关系,其综合是一项十分复杂的工程;栅格数据结构明确、邻域探测简单、数学建模方便,因此利用结构化的栅格数据来实现土地利用综合更具易行性。本文以土地利用栅格数据为研究对象并考虑数据自身的特点,在数学形态学与元胞自动机等栅格处理方法的基础上加入语义因素来实现像元转换规则,最终实现土地利用栅格数据综合。论文详细讨论了该算法的过程并以旅顺口区北海街道二调数据为例来分析上述方法的综合效果。     

基于元胞自动机的多尺度下制图综合效应研究

研究基于数学形态学中的膨胀、腐蚀运算结合元胞自动机等理论,利用Python脚本编写的相关程序将1:10000研究区土地利用数据分别综合至1:25000、1:50000、1:100000,分析了多尺度下土地利用数据的制图综合尺度效应。研究结果表明：1.随尺度的增大,研究区各地类斑块数目明显降低,最小上图面积增大,斑块趋于整体化,综合概括程度增大。2.各地类面积综合前后变化各异,但总面积保持平衡。其中,林地、采矿用地等面积随尺度的增大而增大;城镇用地、其他农用地面积等随尺度的增大而降低。耕地等面积保持不变。     

基于形态分割的高分辨率遥感影像道路提取

基于灰度形态学,提出一种从高分辨率遥感图像提取道路网络的方法.首先利用灰度形态特征对遥感影像进行分割,进而得到基本的道路网络轮廓.然后在此基础上,利用线段特征匹配方法提取道路网络.提出的方法能适应于从道路和背景区别不很清楚的遥感图像中提取道路.实验结果也表明,本文方法能有效地从遥感影像中提取道路网络.     

黄海南部野生银鲳和鮸鱼的耳石元素微化学研究

利用电子显微探针元素分析技术(EPMA)对黄海南部野生银鲳和鮸鱼的耳石进行了锶和钙沉积特征的初步分析。定量线分析结果表明,两种鱼类耳石的Sr/Ca之间存在显著的种间差异。银鲳耳石Sr/Ca比,在耳石核心及相邻处为低值区(5.86±0.92);3段Sr/Ca高值区分别为近核心部(7.88±1.28)、第1龄处(9.44±1.82)及耳石边缘(7.91±1.38);揭示银鲳孵化和早期发育应需要盐度适中的生境,当龄鱼在后期的生长中需洄游经过两段高盐生境(其中之一在第1龄时)。鮸鱼耳石Sr/Ca比波动表现为耳石核心处(7.72±0.97)高于其余部分,反映了鮸鱼孵化及初期发育阶段可能生活在高盐度生境,而当龄鱼随后阶段的生长和发育过程则会洄游至盐度有所降低的生境中进行。     

基于SPOT遥感影像的九段沙潮沟信息提取及分维研究

以长江口九段沙为研究区, 应用灰度形态学提取了九段沙湿地的潮沟信息, 并对提取出的潮沟信息分区域采用网格法进行了分维研究, 得出了九段沙不同区域潮沟的分维值, 并对分维值进行了比较与分析。比较发现, 九段沙不同区域的分维值, 上沙最大, 下沙次之, 中沙最小。而在不同区域的不同岸段中, 处于上沙北部沿岸的潮沟分维值大于上沙其它地区; 处于中沙、下沙西北-东南沿岸的潮沟分维值分别大于中沙、下沙的其它地区。这主要与它们所处地理位置水动力条件不同有关。另外也计算了九段沙南岸与北岸的分维值, 发现南岸的分维值要大于北岸, 这与其发育时间、水动力条件和长江口深水航道工程等有一定联系。