基于主成分分析和决策级融合的高光谱图像分类方法研究

为了评价主成分分析方法和决策级数据融合方法对高光谱图像地物分类结果的影响,作者利用各分类器和主成分分量的优势,提出了两组地物分类结果的决策级融合策略,利用8种常用监督分类方法对高光谱原始图像和PCA变换后不同分量组合图分类得到的结果进行决策级融合,并应用覆盖黄河入海口新老河道交界处的CHRIS/PROBA高光谱图像开展实验研究。结果表明:直接采用每类地物分类精度最高的、空穴和缝隙采用总体分类精度最高的融合策略,在综合考虑生产者精度和用户精度的情形下,仅使用最大似然法、支持向量机和人工神经网络3种分类方法,按照分类精度从高到低的顺序进行的融合分类效果最好,总体分类精度为87.82%。与8种监督分类方法中效果最好的最大似然法相比,精度提高了2.7个百分点,同时明显减少了错分现象,尤其是对于分布面积较小的翅碱蓬和柽柳,滩涂被误分为翅碱蓬、芦苇被误分为柽柳的现象大大降低。     

基于声纳图像纹理特征的海底底质分类方法研究

一般不同底质的海底声纳图的纹理特征不同。重点分析了不同底质声纳图像纹理特征的差异,为底质分类的实现提供了基础。并提取了海底声纳图像的灰度共生矩阵,将灰度共生矩阵的统计特征作为特征向量。最后应用自组织迭代(ISODATA)分类算法依据对特征向量进行分类,从而实现了海底底质的划分。     

CryoSat-2卫星海冰区域波形识别及海冰干舷高确定

利用40%阈值法对CryoSat-2卫星波形数据进行重跟踪,将波形特征参数和海冰浓度相结合,对海冰和Lead(浮冰之间的开阔水域)进行有效识别。利用沿轨前后搜索算法计算海冰干舷高,并引用AWI结果,绘制2011~2013年北冰洋多年冰区域和一年冰区域平均海冰干舷高变化趋势图。比较本文结果与AWI结果的各年同期数据,验证本文结果的可靠性。     

大尺度平原城市精细汇水区分级划分研究

在城市内涝模拟研究中,汇水区划分是十分重要的环节,同时对大尺度平原城市进行汇水区精细划分也是研究者共同研究的技术难点。针对现有基于DEM流向分析的划分方法存在的无法正确反映实际城市复杂地形和流向问题,本文提出了一种顾及地类和流向,适用于大尺度平原城市的精细汇水区分级划分方法。首先,从城市自然地形和主干河流出发,进行一级宏观尺度划分;然后,依据城市主次干道,干渠和管网实现二级中观尺度划分;最后,在二级划分的基础上,结合流向和地类做精细的三级子汇水区微观尺度划分。本文选取东营市30 km²核心主城区进行了验证分析,研究结果表明,划分结果跟实际地物类型和真实流向相吻合,该方法对于大尺度平原城市具有良好的适用性。     

基于GEE的地表覆盖与气候状态关联研究

为探究地表覆盖与气候状态间的关联性,本文选取2019年的Landsat影像数据,结合温度、降水量、PM_2.5浓度3种气候指标,利用GEE平台,结合NDVI、MNDWI、NDBI,采用SVM、RF、CART方法进行地表覆盖分类,探究气候指标与地表覆盖类型分布的关联性;提出了使用3种气候指标构建分类特征进行地表覆盖分类的方法,并通过消融试验分析了气候指标对地表覆盖分类精度的影响。结果表明:①RF有较好的分类结果,总体精度为96.0%;②3种气候指标均能提高地表覆盖分类精度,其中PM_2.5浓度效果最好;③温度与植被、水体关联性较大,PM_2.5浓度与城区、植被关联性较大,降水量与耕地关联性较大。     

大光斑波形数据在土地覆盖分类的适用性分析

针对GLAS地学激光测高系统是冰、云和陆地高程卫星(ICESat)的唯一监测工具,能够记录地表光斑内的地物信息,是否能应用于黄土高原土地覆盖分类的问题进行了研究。利用粒子群和最小二乘法相结合的方法对GLAS波形数据进行高斯分解,获取高斯波个数、波形总能量、波形信号起始和信号结束位置4个波形参数;基于波形自动分类方法对黄土高原水体、森林、城市用地、其他地类(裸地、低矮植被等)进行分类。通过基于覆盖相同研究区域的30 m地表覆盖数据(Globe Land30),验证分类的准确性。结果表明,GLAS大光斑波形数据对黄土高原的4种地类能够很好地进行区分,总分类精度高达87.68%,Kappa系数为65.79%。研究表明,GLAS波形数据可以作为获取土地覆盖信息的有效数据源,为研究黄土高原土地覆盖变化提供更丰富的数据支持。     

基于AHP的文物建筑防雷分类研究

通过对文物建筑雷电灾害规律的分析,提出将文物建筑的重要性、雷击密度、所处环境、服务设施、文物建筑高度、周围树木、自身结构、雷击史等作为文物建筑防雷分类的评估指标,采用层次分析法(AHP)确定指标权重。根据文物建筑保护等级、遭受雷灾规律、雷电活动情况以及现行国家标准将评估指标分类,参考里克特量表及等权指标体系对评估指标进行评价,建立了文物建筑防雷分类评估模型。     

Classification of precipitation types using fall velocity-diameter relationships from 2D-video distrometer measurements

Fall velocity-diameter relationships for four different snowflake types (dendrite, plate, needle, and graupel) were investigated in northeastern South Korea, and a new algorithm for classifying hydrometeors is proposed for distrometric measurements based on the new relationships. Falling ice crystals (approximately 40 000 particles) were measured with a two-dimensional video disdrometer (2DVD) during a winter experiment from 15 January to 9 April 2010. The fall velocity-diameter relationships were derived for the four types of snowflakes based on manual classification by experts using snow photos and 2DVD measurements: the coefficients (exponents) for different snowflake types were 0.82 (0.24) for dendrite, 0.74 (0.35) for plate, 1.03 (0.71) for needle, and 1.30 (0.94) for graupel, respectively. These new relationships established in the present study (PS) were compared with those from two previous studies. Hydrometeor types were classified with the derived fall velocity-diameter relationships, and the classification algorithm was evaluated using 3× 3 contingency tables for one rain-snow transition event and three snowfall events. The algorithm showed good performance for the transition event: the critical success indices (CSIs) were 0.89, 0.61 and 0.71 for snow, wet-snow and rain, respectively. For snow events, the algorithm performance for dendrite and plate (CSIs = 1.0 and 1.0, respectively) was better than for needle and graupel (CSIs = 0.67 and 0.50, respectively).     

基于双多普勒雷达及闪电资料分析一次强降水过程

为进一步了解多普勒雷达及闪电资料在中小尺度天气系统方面的应用以及降水系统动力结构的研究,利用合肥和阜阳两部S波段多普勒雷达资料,通过两步变分反演法反演双雷达,并采用模糊逻辑算法进行云类型识别,再结合垂直累计液态水含量VIL、降水和闪电分布特征,分析了2010年6月7-10日发生在安徽合肥和阜阳的一次持续性强降水过程。结果表明:此次持续性强降水过程与风场的低层辐合和高层辐散、风场的气旋性旋转以及水平风切变相关;此次降水过程是以层状云降水为主的积云混合云降水;另外,以降水为主的层状云,其闪电频数低且以负闪为主,闪电之后20 min左右出现强降水;此次暴雨的VIL值不是很大,强降水区对应的VIL值基本3 kg·m-2;云识别结果、降水区、VIL值与雷达回波强度之间的对应关系较好。     

船舶自动气象站分类标准及仪器布设原则

本文在研究分析各类船舶的基础上,对船舶自动气象站(船舶站)的基本构成和采集要素进行了分类,提出了船舶站构成的分类标准,解决了不同船舶选取安装不同要素自动站选择依据不足的问题,详述了船舶站的构成。以典型船舶站为例,详述了温、压、湿、风、降水、能见度、辐射等观测要素的安装位置选择,为船舶站的设计和安装提供参考依据。