Hybrid region merging method for segmentation of high-resolution remote sensing images

Image segmentation remains a challenging problem for object-based image analysis. In this paper, a hybrid region merging (HRM) method is proposed to segment high-resolution remote sensing images. HRM integrates the advantages of global-oriented and local-oriented region merging strategies into a unified framework. The globally most-similar pair of regions is used to determine the starting point of a growing region, which provides an elegant way to avoid the problem of starting point assignment and to enhance the optimization ability for local-oriented region merging. During the region growing procedure, the merging iterations are constrained within the local vicinity, so that the segmentation is accelerated and can reflect the local context, as compared with the global-oriented method. A set of high-resolution remote sensing images is used to test the effectiveness of the HRM method, and three region-based remote sensing image segmentation methods are adopted for comparison, including the hierarchical stepwise optimization (HSWO) method, the local-mutual best region merging (LMM) method, and the multiresolution segmentation (MRS) method embedded in eCognition Developer software. Both the supervised evaluation and visual assessment show that HRM performs better than HSWO and LMM by combining both their advantages. The segmentation results of HRM and MRS are visually comparable, but HRM can describe objects as single regions better than MRS, and the supervised and unsupervised evaluation results further prove the superiority of HRM.     

CMIP6不同分辨率全球气候模式对中国降水模拟能力评估

基于参与CMIP6高分辨率模式比较计划(HighResMIP)9个模式组的18个全球气候模式模拟数据,通过与CN05.1观测资料的对比,评估了不同分辨率气候模式对中国区域1961—2014年降水特征的模拟能力.结果表明:低、高分辨率模式均能模拟出中国区域多年平均降水的总体空间分布特征,以及降水冬弱夏强的季节变化特征,但...     

高分辨率层序地层学在濮城油田西区沙二上亚段2+3砂组末端扇沉积体系中的应用

为提高研究区储层描述和剩余油预测的精度,综合运用高分辨率层序地层学理论方法与技术,以岩芯、测井资料为基础,对濮城油田西区沙二上亚段2+3砂组进行了高分辨率精细层序划分,运用基准面旋回原理,将沙二上亚段2+3砂组划分为一个中期旋回,作为等时地层格架,并且进一步进行了短期旋回的识别,作为等时地层对比单元。最终将沙二上亚段2砂组分为7个小层,3砂组分为9个小层,并在全区建立了高分辨率层序地层格架。通过单井岩芯观察和描述,对研究区内各砂组砂体和沉积微相进行了详细研究,最终建立了濮城油田西区沙二上亚段2+3砂组的沉积模式,认为该地区为具有恒定物源供给的细粒末端扇沉积体系,而非前人所认为的辫状三角洲沉积。研究区亚相类型主要为末端扇中部亚相,中部亚相又分为分流河道、泥滩、近水道漫溢和远水道漫溢4个微相。     

压缩感知高分辨率接收函数叠加成像及其应用

接收函数成像方法纵向分辨能力高,而其水平分辨能力很大程度上取决于地表观测台站分布.经典共转换点(Common Conversion Point,CCP)叠加成像方法应用中,如果存在台站稀疏区,往往需要统一选取较大尺度叠加半径以获得连续的成像剖面.这不仅造成台站密集区域成像分辨率损失,且使成像界面产生明显的叠加痕迹.本文结合压缩感知理论和经典CCP成像方法实现提高空间分辨率的接收函数成像.我们假设地下界面在局部范围内变化较缓慢、形态特征稳定,那么接收函数信号相应具有一定的稀疏特性.基于此假定,首先通过压缩感知稀疏促进算法从稀疏、不规则分布的地震台阵接收函数重构出密集、规则化的“虚拟台阵”接收函数.之后,利用重构得到的“虚拟台阵”接收函数,采用小尺度叠加半径进行共转换点叠加成像获得高分辨率转换界面成像剖面.特别地,我们在叠加成像前进行了叠前成像点振幅补偿处理,以克服台站分布不均匀导致的成像能量不均衡问题.台站越稀疏的区域,其振幅补偿值越高.本文方法可以极大减少经典CCP成像方法实际应用中为了兼顾台站稀疏区域采用大尺度叠加半径所造成的空间分辨率损失和“阶梯状”界面的叠加痕迹,在保证台站密集区高分辨率成像结果的同时有效提高台站稀疏区的成像分辨率并提升成像质量.数值模拟测试和华北克拉通科学台阵观测数据应用结果表明,压缩感知接收函数叠加成像方法可以实现可靠的高分辨率深部转换界面成像,在高分辨率深部结构研究中具有广阔的应用前景.

     

高精度静态人口空间分布研究——以银川市西夏区为例

地震发生后,人口空间分布密度是决定救援力量部署的重要依据。然而,高精度人口空间分布数据存在获取和更新困难的问题,缺少有效的解决途径。以银川市西夏区为例,基于高空间分辨率遥感影像,通过建筑物解译与实地调查相结合的方式获取住宅建筑物信息,建立人口与住宅建筑物之间的关系模型,得到更客观真实的人口空间分布情况。研究结果表明,以高空间分辨率遥感影像解译住宅建筑物作为人口空间分布指示因子建模,得到的总体预测人口误差率为3.56%,人口平均相对误差率为9.19%,研究结果具有较高的可靠性,为震前灾害风险评估和震后灾情快速评估提供可靠的人口空间分布数据。     

上海地区地壳精细结构的综合地球物理探测研究

通过在上海地区开展深、浅地震反射、地震宽角反射/折射、高分辨地震折射和大地电磁测深等联合剖面探测, 获得了该地区近地表至Moho面的精细速度结构、电性结构和深浅构造关系.结果表明, 该地区地壳可划分为上、中、下三个组成部分.其中,上地壳厚为12～14 km,波速为5.7～5.9 km/s;中地壳厚度约为10 km,波速为5.9～6.2 km/s;下地壳厚为10～11 km, 波速为6.2～6.3 km/s,Moho面深度约为32 km.剖面浅部地质构造复杂,共解释出12条特征明显的断裂.其中,除3条断裂错断结晶基底（G界面）并向下延伸至上地壳底界面外,其他断裂均在深度3～5 km以上终止或收敛于G界面之上.此外,仅在剖面西侧基底下部约13～15 km埋深处发现一厚度在2 km左右的壳内高导层.所以,在综合各方面资料后分析认为,在剖面经过地区不存在发生大地震的深部构造条件,近地表所存在的活动断层是未来产生对该区有影响地震的震源区.     

混合域高分辨率抛物Radon变换及在衰减多次波中的应用

高分辨率Radon变换存在计算效率和分辨率不能兼得的困境.时间域算法可以获得很高的分辨率,但计算效率非常低;频率域算法具有良好计算效率,但分辨率不理想.为此发展了混合域高分辨率抛物Radon变换,即对频率域抛物Radon变换引入时变的稀疏权.本文给出了一种新的混合域高分辨率抛物Radon变换实现方法,并将该算法应用于叠前数据衰减多次波.文中给出了Radon变换和衰减多次波的流程.理论和实际数据算例表明本文方法既有较高的分辨率又有很高的计算效率.     

湖泊沉积记录千年气候变化的研究进展、挑战与展望

湖泊沉积记录在区域千年气候与环境变化方面的应用近年来发展迅速,成果令人瞩目。保存在各类湖泊岩芯中的气候指标如孢粉组合、地球化学元素、分子同位素、有机质色素、生物标志物等被广泛应用到气候因子的重建工作中。研究方法的改进、测年精度的提高、环境指标与气候因子之间的定量转换是今后湖泊沉积千年以来高分辨率研究的需要,此外还要重视加强多项环境指标的综合研究,寻求其它有效环境替代指标以及开展不同类型湖泊环境代理记录的对比研究。