物理模型超声CT图像代数法重建和结构识别

本文采用木板、有机玻璃板制作二维物理模型,并在模型中加入三个大小不一、位置各异、用石膏充填的方洞。对两个物理模型布置相同的观测系统,形成相同的射线方式,在等间距矩形像素条件下,每条射线的积分步长（射线穿过单个像素的射线段长度）皆为常数。由超声仪器沿指定射线采集各条透射波射线的走时数据（即Radon变换线积分的“观测值”）。应用“代数重建法”（ART加法修正迭代法）求解Radon变换的离散化方程组,重建二维物理模型的CT数字图像。在重建的模型CT数字图像中,能够有效地识别出“石膏洞”的存在和位置,验证了“代数重建法”CT成像技术及其对模型结构识别的有效性。本文是ART加法修正迭代的基础性应用工作,可为有关部门提供“代数重建法”CT成像实际应用参考。      

呼伦湖水位、盐度变化(1961-2002年)

为重建水文资料缺乏的呼伦湖流域的水文、水质序列,本研究基于长期的气象观测记录,采用彭曼公式估计了湖泊的水面蒸发,并建立一个两参数月水量平衡模型模拟湖周的入流,通过水量平衡计算．建立了42年(1961-2002)的呼伦湖区水量变化序列,并模拟了湖泊月水量、水位、含盐度的变化．模拟的水位、含盐度变化趋势与实际比较接近,模拟精度较好,其误差在可以接受范围内.所重建的42年呼伦湖区水文、含盐度序列,可为该区域的水资源评价管理、开发利用提供科学依据.     

图像分割多阈值法研究

目的:医学图像分割是CT图像的三维重建等后续操作的基础,分割的准确性对医生判断至关重要。本文深入研究阈值分割算法、开发出一款将医学图像进行多阈值分割的实用软件。方法:此软件是利用VC 编程工具进行开发。其功能模块主要是利用医学影像处理与分析开发包MITK中的输入文件将输入数据利用像素值进行提取并处理。结论:相对于单阈值分割,多阈值分割有着诸多优势。     

奥斯纳布吕克地区不同基质矿山废弃地的植被修复差异性

以德国奥斯纳布吕克地区3种基质类型矿山废弃地作为研究对象,分别对粉煤灰场地、煤矸石山、选煤厂尾矿及煤泥水沉积区3种基质类型的工矿废弃地土壤进行分层采样和理化性质指标分析,对比研究了矿区不同类型工矿废弃地不同基质的自然修复能力以及在进行植被重建时需要修复的土壤理化性质指标。结果显示:以煤矸石为主的场地自然修复能力高于粉煤灰基质和选煤厂尾矿及煤泥水沉积区基质类型。Helmstedt粉煤灰场地周边生长着一些芦苇;煤矸石场地Ibbenbueren和Piesberg山区自然生长着一些灌木;煤泥水沉积区因选煤厂仍在生产,沉积区无植物生长。      

基于压缩感知的Curvelet域联合迭代地震数据重建

由于野外采集环境的限制,常常无法采集得到完整规则的野外地震数据,为了后续地震处理、解释工作的顺利进行,地震数据重建工作被广泛的研究.自压缩感知理论的提出,相继出现了基于该理论的多种迭代阈值方法,如CRSI方法（Curvelet Recovery by Sparsity-promoting Inversion method）、Bregman迭代阈值算法（the linearized Bregman method）等.CSRI方法利用地震波形在Curvelet的稀疏特性,通过一种基于最速下降的迭代算法在Curvelet变换域恢复出高信噪比地震数据,该迭代算法稳定,收敛,但其收敛速度慢.Bregman迭代阈值法与CRSI最大区别在于每次迭代时把上一次恢复结果中的阈值前所有能量都保留到本次恢复结果中,从而加快了收敛速度,但随着迭代的进行重构数据中噪声干扰越来越严重,导致最终恢复出的数据信噪比低.综合两种经典方法的优缺点,本文构造了一种新的联合迭代算法框架,在每次迭代中将CRSI和Bregman的恢复量加权并同时加回本次迭代结果中,从而加快了迭代初期的收敛速度,又避免了迭代后期噪声干扰的影响.合成数据和实际数据试算结果表明,我们提出的新方法不仅迭代快速收敛稳定,且能得到高信噪比的重建结果.     

λ-f域加权抛物Radon变换地震数据重建方法研究

大多数地震处理技术都要求地震数据具备完整性和规则性,然而,由于诸多因素的影响,地震勘探所采集到的资料普遍存在数据缺失,需要对地震数据进行重建.本文在传统Radon变换重建的基础上提出一种λ-f域加权抛物Radon变换的地震数据重建方法.通过引入新变量λ,消除了Radon变换算子对频率的依赖,使得Radon变换算子及算子的逆只需计算一次,显著提高了计算效率.同时,在λ-f域抛物Radon变换迭代计算过程中引入变化的权系数,更好地实现了λ-f域的能量聚焦.理论模型及实际数据试算表明,文中方法对地震数据重建精度较高,单道对比吻合较好.     

气候变化对中国西汉至五代(206BC~960AD)粮食丰歉的影响

粮食丰歉是理解中国过去气候变化对社会经济影响过程及其机理的关键环节之一.由于缺乏足够的长时段连续和高分辨率的粮食生产定量记录,尚无过去2000年粮食丰歉序列重建,使得气候变化影响机理的认识出现"断链".本研究提出了基于历史文献资料和量化粮食生产丰歉等级的方法,首先建立词汇的语义分级标准并进行逐年农业丰歉定级,再根据各丰歉等级的结构关系计算丰歉指数,进而进行每10年的农业丰歉等级评定.搜集了《二十四史》中逐年的作物收成、温饱状况、农业灾害、粮价及仓储和民生等记录共1636条,据此重建了西汉至五代(206BC~960AD)时期10年分辨率的农业丰歉序列,并分析了温度和干湿变化与粮食丰歉的关系.结果表明:西汉至五代时期丰收、平收和歉收的年代分别占33.3%,39.3%和27.4%;丰歉变化可分为三个阶段:206BC~51BC偏丰、50BC~590AD偏歉和591AD~960AD偏丰.丰收通常对应着暖宜(温暖、降水适宜)的气候组合条件,而歉收则多为冷干的气候条件.气温与农业丰歉呈正相关关系,而降水过多造成洪涝灾害或过少造成旱灾均会导致农业歉收,体现了中国东部季风气候区农业生产受有限热量条件和极端降水制约的特点.     

青藏高原东北部河湟谷地1726 年耕地格局重建

整理、校正了1726 年（雍正四年）河湟谷地历史文献中的田亩数据,并在GIS技术的支持下建立了该区1726 年具有空间属性（2 km×2 km）的耕地分布格局。结果显示：1726 年河湟谷地耕地总面积为1.427×10³ km²,其中番地占64.7%,屯科秋站垦地占35.3%。河湟谷地虽然面积较大,但受自然环境条件的限制,可耕之地较少,该区仅有47%的网格具有耕地分布,耕地集中分布在湟水河干流区及大通河中游地区和龙羊峡以下的黄河谷地。从耕地垦殖强度分析,受自然环境条件和政治格局的双重影响,1726 年该区整体垦殖率较低,全区仅有1.4%的耕地网格垦殖率在40%以上,而68.3%的耕地网格垦殖率在10%以下,正处在广泛的开荒垦殖阶段。垦殖强度在空间分布上也存在明显差异,其中西宁县整体垦殖率水平最高,其耕地网格平均垦殖率达到了13.5%。     

1736-2010年华南前汛期始日变化

根据清代华南雨雪分寸记载的内容、特点,参照华南地区前汛期降水特征,提出了利用雨雪分寸记载重建华南前汛期开始时间的方法,重建了1736-1911 年福州与广州前汛期开始日期变化序列;并利用福州与广州（分别始于1953 和1952 年）逐日降水观测记录辨识了器测时期两地前汛期的逐年开始时间;据此分析了过去300 年华南前汛期开始日期的年-年代际变化特征。结果表明：1736-2010 年间,福州、广州两地前汛期开始时间平均为5 月第1 候;但存在显著的年际和年代际波动,其中重建时段（1736-1911 年）的主周期为2~3 年、准10 年和准40年,器测时段的主周期为2~3 年、准10 年和准22 年。在年际尺度,重建时段福州和广州前汛期开始时间最早的年份均为4 月第4 候,最晚的年份则分别为5 月第6 候和6 月第1 候;而器测时段两地前汛期开始时间的最早年、最晚年均为4 月第4 候和6 月第1 候。在年代际尺度,重建时段福州和广州相邻年代最大变幅分别为2.2 候和1.6 候;器测时段福州和广州相邻年代最大变幅则分别为2.5 候和2.4 候。     

美国西部的长期干旱变化

一些水文气候资料分析表明,美国西部正在经历着多年的严重干旱。然而,利用重建的覆盖美国西部大部分地区的过去1200年的网格化干旱资料进行分析,看出与更早时期出现的极端干旱和发生在公元800～1300年间(中世纪暖期(MWP))的大范围严重干旱相比,现在正经历的干旱还不算很严重。如果美国西部干旱程度的加强是一种对气候变暖的自然响应,那么任何将来温度增暖的趋势都将会加剧美国西部地区的长期干旱。