路域植被等效水厚度估算模型研究

植被等效水厚度对路域生态环境的监测评估具有重要意义。本研究以湖南醴潭高速一段为研究对象,以地面实测光谱和等效水厚度以及PRO4SAIL模拟光谱和模拟等效水厚度为数据源,利用PRO4SAIL冠层模型模拟光谱与地面实测光谱建立12种常用水分指数,引入随机森林算法对水分指数与等效水厚度进行重要性分析,得到12种水分指数的重要性排序;利用调整R ²确定建立等效水厚度估算模型中输入水分指数的最佳个数;在优选水分指数基础上,以PRO4SAIL模拟光谱计算得到水分指数和等效水厚度为训练集,分别构建随机森林耦合偏最小二乘（RF-PLS）、随机森林耦合支持向量机（RF-SVM）和随机森林耦合遗传算法优化支持向量机（RF-GA-SVM）等效水估算模型,并用地面实测等效水厚度对估算模型进行精度验证与分析。结果表明：RF-SVM估算模型中输入重要性前9的水分指数（NDWI、NMDI、SRWI、SR、NDII、WI、DWI、MSI、SAVI）时,调整R ²最高,验证集决定系数为0.8877;RF-PLS和RF-GA-SVM估算模型中输入重要性前4的水分指数（NDWI、NMDI、SRWI、SR）时,调整R ²最高,验证集决定系数分别为0.8053、0.8952,其中RF-GA-SVM模型估算等效水厚度效果最佳,其精度满足路域植被等效水厚度监测要求。本文研究成果为等效水厚度估算提供一种有效且精确的方法,同时为发展基于高光谱遥感的路域环境监测提供重要支撑。     

基于双树复数小波的SAR图像去噪算法

SAR图像相干斑点噪声的存在严重影响了SAR图像的应用效果。本文给出了一种基于双树复小波变换的贝叶斯收缩去噪算法,采用双树复小波获取更多的方向特性,然后借助贝叶斯MAP估计器调整小波系数,达到去除SAR图像斑点噪声的目的。实验证明,本算法在抑制SAR图像斑点噪声的同时有效地保持了图像的边缘信息。     

用同伦算法求解带阻尼项的n维Liénard型方程

Liénard型方程在限定条件下可用同胚理论证明其存在唯一周期解。在同胚理论的基础上,验证了可用同伦算法求解方程边值问题的周期解,给出了求取周期解的具体算法,并给出实例说明此算法可行。     

An overview of cetacean strandings,bycatches and rescues along the western coast of the Taiwan Strait,China: 2010–2015

鲸豚类是大型的海洋哺乳动物,是海洋中的重点保护生物。在制定相应的保护政策前,应较为充分地了解其种群特征。而分析一个地区的鲸豚搁浅等信息,则能够为该地区提供其组成和物种多样性等基本信息。本研究收集了2010-2015年台湾海峡西岸发生的鲸豚类的搁浅、误捕和救护等资料和样本。结果共记录了48例事件,其中包括37例搁浅事件,8例误捕事件和3例救护事件,共涵盖了13个鲸豚物种。其中,中华白海豚和江豚占较大比例,分别为31.3%和25%。值得注意的是,其中10起事件（20.8%）发生在平潭岛,而且包含了3种须鲸和4种齿鲸。另外,我们还比较了台湾海峡东西两侧鲸豚物种的组成,发现共有31种鲸豚物种生活在台湾海峡,说明该地区的鲸豚物种丰富度较高。通过这些信息的收集和分析,我们基本摸清了台湾海峡的鲸豚物种分布。今后,我们将通过开展野外调查来系统地分析台湾海峡的鲸类物种组成,种群大小和栖息地状况等基础资料,为提供更好的保护管理打下良好基础。     

京津冀强对流天气的环境场条件及触发机制

利用MICAPS、自动气象站、FY2气象卫星和美国NCEP 1°×1°再分析等资料,对2019年7月29日出现在京津冀的一次区域性强对流天气过程进行综合分析,探讨了其发生的大尺度天气背景以及环境场和触发机制。结果表明：高空西风槽与副热带高压、低空切变线和地面冷锋是此次暖区强对流天气形成的主要影响系统,地面辐合线的生成对强天气的爆发起到了触发作用;副高外围的暖湿气流在850 hPa形成西南低空急流,配合低空切变线的作用使得水汽在京津冀地区强烈辐合,当850 hPa水汽通量散度降至-4×10-8 g/(cm2·hPa·s)以下时,预示着强降雨的出现,而700 hPa大气的辐合、500 hPa以上的强辐散加强了大气的垂直上升运动,对雨强产生明显的增幅作用;冀南地区中高层的干空气侵入使大气的层结不稳定增强,引发了雷暴大风,北京的深厚湿层则更利于产生高强度的降水,即雷暴大风的生成需要更强的大气层结不稳定性。     

小波域隐马尔可夫树模型在图像去噪中的应用

小波域隐马尔可夫树(HMT)模型被广泛应用于统计信号和图像处理中,它成功描述了真实图像小波系数在尺度之间的相关性和依赖性,很好地体现了小波变换的延续性和非高斯性.这里通过构建图像小波域HMT模型,在应用期望最大(EM)算法估计HMT模型的参数之后,对小波系数进行贝叶斯估计达到去除噪声的目的.实验结果表明,去噪效果好于其他小波去噪算法.     

线状MCSs强降水特征及形成条件

基于2010—2019年国家气象站观测资料和多普勒雷达资料,以及美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)再分析资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第5代全球大气再分析产品——ERA5,对冀中廊坊线状MCSs强降水雷达回波、气候特征,以及降水过程中物理量变化进行定性和定量分析。结果表明:(1)线状MCSs强降水的雷达反射率因子回波形态有3类,即层状云后置(trailing stratiform,TS)型,层状云前置(leading stratiform,LS)型和层状云平行(parallel stratiform,PS)型,其中TS型出现频率最高,LS型和PS型出现频率相对较少,线状MCSs强降水发生具有明显的月际变化和日变化特征,高发于一年中的7月和一日中的前半夜;(2)线状MCSs强降水形成于4种天气尺度环流形势下,即低槽型、横槽型、低涡型和西风环流型,以低槽型最为普遍;(3)700 hPa偏西方向来的相对干冷空气与低空西南气流共同作用,加剧了大气的层结不稳定性,提高了降水效率,850 hPa偏南水汽分量越大,越有利于形成雨区相对较小、但雨强较大的强降雨天气,925 hPa东南风的配合明显扩大了强降雨落区;(4)线状MCSs生成于强的热力环境背景下,对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)在316.7~1545.7 J·kg^(-1),垂直能量螺旋度(vertical energy helicity,VEH)为正值且明显大于2×10^(-4)J·m·kg^(-1)·s^(-2)是其形成的有利能量条件。PS型MCSs强降水过程中,高空水平辐散加强了抽吸作用,使大的上升速率得以维持,优越的动力条件是强降雨持续时间更长的重要原因之一。     

虚拟地形建模中地物与地形匹配的算法研究

对于大比例尺条件下的地形环境仿真而言,采用贴2维纹理的方式表示地物已远远不能满足定位精度和可视化效果的需要,因为每个地物都是一个清晰可辨的3维实体了.在这种情况下地物模型能否与地形模型相匹配(即虚拟场景中的地物既不悬于地表之上也不陷入地表之下)将直接关系到视觉感受的逼真程度,以及在虚拟场景中对目标实施打击的精确程度.文中就如何实现地物模型与地形模型在数据层次上的匹配提出了一个解决方案,并对具体算法进行了详细阐述.实验结果表明了算法的正确性和实用性,由此说明匹配方案较为行之有效.     

3维模型数据压缩技术分析

3维模型越来越广泛地应用于众多领域里,但有限的图形显卡的处理能力和网络带宽严重阻碍了这种媒体的传播。单纯依靠增加硬件设备的投入不足以解决问题,必须采用相应的算法对3维模型数据进行压缩。首先将3维模型数据压缩算法进行分类;然后结合不同的分类情况比较分析了近几年来有代表性的几种压缩算法;最后对该技术今后应着重研究的几个方面进行了总结和展望。