高分辨率遥感影像目标分类与识别研究进展

高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括：（1）高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+OpenMP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;（2）深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;（3）认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。     

Distributions of polycyclic aromatic hydrocarbons and alkylated polycyclic aromatic hydrocarbons in Osaka Bay,Japan

Contaminations in sediments by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and alkylated PAHs were investigated at 44 sites in Osaka Bay, Japan. Concentrations of total PAHs and alkylated PAHs were in the range 6.40–7800 ng/g dry weights and 13.7–1700 ng/g dry weights, respectively. The PAH concentrations tended to be higher along the shoreline in the vicinities of big ports, industrialized areas, and densely populated regions such as the cities of Osaka and Kobe. The major sources appeared to be pyrogenic or both pyrogenic and petrogenic at most of the sites. PAH concentrations were remarkably high at a site near Kobe, where the concentrations of dibenzo(a,h)anthracene and benzo(g,h,i)perylene exceeded the effects-range-medium concentration and eight PAHs were above the corresponding effects-range-low concentrations. Those PAHs may have been derived from the great fire associated with the large earthquake in 1995.     

基于植被指数的高光谱遥感水陆识别方法初探

提出了一种判别两类地物分类效果的依据——显著性度量,并采用植被指数的形式,给出了应用高光谱图像进行水陆识别的方法。以滩涂为例进行水陆识别实验,结果表明,基于显著性度量遴选得到的最佳植被指数类型及其最佳波段组合,适合于解决以高光谱图像为数据源的水陆识别问题。     

自动计算热带气旋位置和范围的方法研究

本文以卫星云图的热带气旋云系为研究对象,基于Canny边缘检测、contour轮廓提取等方法,研究了通过图像的形状特征和范围大小对热带气旋云系进行自动识别,得到了较好的效果。这种方法有助于提高热带气旋云系识别的自动化程度,实现热带气旋的自动跟踪,从而为热带气旋的预报提供了便利。     

典型滑坡监测点优化布置

利用数值模拟技术与模糊模式识别算法提出了滑坡监测点优化布置的基本方法。以链子崖危岩体为例,以Ⅳ-Ⅳ′剖面作为滑坡监测点优化布置的典型剖面,根据监测变量（位移）对外界干扰因素作用下的灵敏度大小与监测信息量获取大小之间的关系,对该危岩体的监测变量（位移）进行了灵敏度分区研究,进而对该典型剖面的监测点进行了优化设计。研究结果表明,链子崖危岩体地表位移监测点宜布置在位移量明显和状态变化灵敏度较高的部位,深部位移监测钻孔宜穿越所有水平位移变化的灵敏区域。     

基于视觉的水雷目标识别方法研究

水下目标识别一直是目标识别领域的研究热点,为此,以水雷目标识别为需求背景提出了一种基于视觉的水雷目标识别方法。该方法从水雷目标形状的本质特征出发,根据几何矩的物理意义,结合区域特征和边界特征构造了三个适合于水雷目标形状描述子,采用阈值判决的方法,实现水雷目标的识别。实验结果表明,该方法比基于不变矩的方法识别率更高,具有较好的稳定性,尤其适用于水下特定形状的目标识别和目标受到部分遮挡的情况。其中水下图像处理和特征的定义方法对水下目标识别具有指导和借鉴意义。     

农户对农村居民点整合的意愿及其驱动机制——以重庆市沙坪坝区曾家镇白林村为例

农村居民点整合作为乡村治理的重要内容,在时间上,既要与农村居民点建设相联系,又要真实反映未农户的居住意愿、需求与偏好;在空间上,既要满足不同农户的生产、生活需求,还要考虑农户所在村落的空间层次;尊重农户的整合意愿与发挥农村居民点整合效应间的耦合,已成为农村居民点整合和解决民生的重心。研究选取重庆市沙坪坝区曾家镇白林村为样点,采取“PRA(Participatory Rural Appraisal)+3S(GIS+RS+GPS)”的方法建立“农户—土地”空间特征与属性特征一体化数据库,按农户生计资产配置结构和未来生计发展趋势,剖析不同类型农户对农村居民点整合的意愿及其驱动机制。结果表明:农户农村居民点整合意愿各异,非农专业化发展型(72.82%)>非农多样化发展型(49.66%)>兼业发展型(44.44%)>农业专业化发展型(36.84%)>农业多样化发展型(37.33%)。农户农村居民点整合意愿受家庭经济、居住环境、社会交往及政策等多种因素的影响,而农户后顾生计来源及其收入变化、居住条件、邻里关系、社会地位感知是农户农村居民点整合意愿形成的重要驱动机制。     

表层岩溶带土壤中有机氯农药的分布及来源特征研究——以重庆南川区为例

为了研究有机氯农药(OCPs)在表层岩溶带土壤中的分布趋势、组成特征和来源,采用气相色谱-微池电子捕获检测器(GC-μECD)分析了重庆市南川区水房泉、后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉等典型表层带岩溶泉上覆土层中有机氯农药的浓度。结果显示,总体上表层岩溶带土壤中的OCPs的浓度范围是7.13~323.37ng/g,其中后沟泉、柏树湾泉、兰花沟泉表层土壤中的17种OCPs检出率为100%,水房泉土壤中除p,p'-DDD外其余全部检出,但不同种类有机氯含量差异较大。其中HCHs、DDTs、CHLs、灭蚁灵是主要检出物。研究区内土壤样品中的HCHs来源于工业品HCHs和林丹使用的残留,且由于环境影响,土壤中HCH的同系物组成发生了明显变化。水房泉和柏树湾泉土壤中的DDTs来自于工业DDTs和三氯杀螨醇的混合源,而后沟泉和兰花沟泉土壤中的DDTs可能来自于工业DDTs的使用,而非三氯杀螨醇类型的DDT。对比中国和荷兰的土壤质量标准,柏树湾泉土壤中DDTs浓度接近于荷兰无污染土壤的参考值,兰花沟泉土壤中的DDTs应属于轻度污染,后沟泉土壤中的DDTs和氯丹类化合物污染程度较重,而水房泉土壤为无污染土壤。      

油气沿不同时期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及其识别方法

为了研究含油气盆地断裂发育区油气分布规律,在确定油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层发生渗滤散失机理的基础上,针对油气沿活动期和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的地质条件及识别方法进行了研究。研究结果表明：油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是活动期断裂在盖层内上下连接分布,作为油气穿过泥岩盖层的输导通道;油气沿静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需的地质条件是下伏储层油气剩余压力大于断层岩排替压力。通过比较泥岩盖层断接厚度与油气沿活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失所需最小断接厚度的相对大小和下伏储层剩余压力与断层岩排替压力的相对大小,分别建立了油气是否沿活动期断裂和静止期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失的识别方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造天然气能否通过活动期和静止期NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失的识别。结果表明：在断裂活动期,仅在L2和L8测线处天然气可以沿着NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,其余测线处(L1、L3、L4、L5、L6、L7、L9)则不能;但是在断裂静止期,天然气不能沿NP5 2断裂穿过东二段泥岩盖层渗滤散失,与目前南堡5号构造东二段泥岩盖层之下已发现的天然气分布相吻合,表明这2种方法分别用于识别油气是否通过静止期断裂和活动期断裂穿过泥岩盖层渗滤散失是可行的。