高光谱影像纹理特征编码分形特征研究

提出了一种基于分形测度分析高光谱影像纹理的技术。根据高光谱影像纹理单元中相邻光谱矢量的相关关系构造方向性纹理特征,得到了一组纹理特征编码值,从纹理特征编码值本身、相同地物纹理特征编码自相似性和使用不同尺度测量纹理特征编码值构成的曲线所表现出来的幂指数关系三个方面,说明高光谱影像纹理特征编码曲线具有分形特征。设计了纹理特征编码曲线构建模型,采用纹理编码曲线的分形维值表征不同的纹理特征,达到区分和判别不同纹理的目的。试验表明,该方法对提取地物纹理特性具有可行性。     

明代洛河流域洪涝灾害序列分形结构研究

通过对历史文献资料的整理和统计分析,对明代1368-1644年的277年间洛河流域的洪涝灾害进行了研究。研究得出,洛河流域在这一时段内共发生了56次洪涝灾害,平均约4.95年出现1次;其中特大涝灾3次,大涝灾12次,中度涝灾16次,轻度涝灾25次。洛河流域明代洪涝灾害可分为4个大的阶段,其中1368-1429年和1490-1539年两个阶段是洪涝灾害少发阶段,1430-1489年和1540-1644年两个阶段是洪涝灾害多发阶段。洪涝灾害的自相似特征揭示了灾害的分形性质。研究发现,明代洛河流域的各级洪涝灾害的分维值都低于0.2,且无标度区相同,这表明了此时段洪涝灾害的长周期分量较强,且存在灾害的集中性。     

高速铁路地基黄土微结构的分形研究

基于分形理论,结合Photoshop等图像分析处理软件,在图像处理过程中选择适当的阈值,本文对郑州-西安客运专线地基黄土在动荷载作用下变形前后的孔隙微观结构进行分形研究.研究表明,黄土孔隙微观结构具有分形特征,揭示了黄土孔隙分形分维同孔隙比之间有近似直线的关系,且孔隙微结构分形分维越大,土体强度越大,反之越小.     

岩溶石漠化山地不同退耕模式土壤抗蚀性及其与结构体分形关系研究

通过对岩溶石漠化山地中小尺度范围内的现有三种主要退耕模式及对照地土壤抗蚀性主成分分析及与各级结构体分形维数关系研究,结果表明:(1)研究区退耕地在3~6年内土壤抗蚀性均发生了比较明显的变化,但都介于传统耕地与马尾松次生灌丛之间,其中以具有复式结构的退耕樟树+草被退耕模式的抗蚀效果较理想;(2)与传统旱耕地不同,各退耕模式土壤抗蚀性均是A层土壤强于B层土壤,表明退耕有利于A层土壤抗蚀性迅速提高,尤其是草本+乔灌模式对A层土壤抗蚀性的提高更为显著;(3)>0.25mm水稳性团聚体含量及破坏率、水稳性指数、有机质含量为评价土壤抗蚀性的最佳四指标;(4)微团聚体、风干团聚体分形维数表征土壤抗蚀性有一定的局限性,而机械组成、水稳定性团聚体分维数与抗蚀性综合分值相关性较高,尤其是水稳性团聚体分形维数可较好地反映出土壤的抗蚀特性.     

基于光谱空间密度分析的边缘提取

针对传统的边缘提取方法大部分不适应高光谱数据的特点,提出了基于光谱空间密度分析边缘提取的思想。在分组主分量变换提取第一主分量作为特征维的基础上,采用面向对象的二次判别边缘的方法,通过立体判决将光谱空间中低密度超椭球体集群视为真实边缘点集群。试验表明,此方法是合理可行的。     

基于图像分割的煤岩割理CT图像各向异性特征

利用工业CT对自然煤岩样进行断层扫描观测。针对煤岩裂隙系统的多尺度、各向异性特征,应用Canny算子图像分割与方向性边缘检测技术,提取煤岩CT图像割理的总体特征、水平方向和垂直方向特征;根据特征图像计算了煤岩样的总体分形维数、孔隙度,各向异性分形维数与孔隙度及其在三维空间中的分布;讨论了分形维数与孔隙度、渗透率之间的关系,并根据煤岩样的分形维数、孔隙度对实际工程岩体的孔隙度和渗透率进行了外推计算。研究表明,煤岩样不同扫描断面的分形维数和孔隙度不同,同一煤样同一断面不同方向的分形维数与孔隙度亦不相同。利用图像分割与边缘检测对工业CT图像进行分析,可以对煤岩的各向异性分形维数与孔隙度在2D与3D空间进行精细描述。     

三维高密度电阻率E-SCAN法有限元模拟异常特征研究

工程电法勘探中,常需要探测埋深不大、规模较小、分布复杂的目标体,对探测方法的精度要求较高.由于三维高密度电阻率法数据采集密度大,可对目标体进行多方位观测,是目前工程探测中常用的方法之一.本文对三维高密度电阻率E-SCAN法的视电阻率异常特征进行研究.设计几种典型地质体模型,利用有限单元法进行正演计算,并分析其异常特征和分布规律.算例结果表明,E-SCAN法对低阻体的分辨能力强于高阻体.无需对所有电极进行扫描供电观测,即可分辨地质体电性特征及水平位置,但观测结果难以分辨地质体纵向延伸.     

分形方法在澳大利亚新南威尔士地区地球化学异常下限确定中的应用

应用分形方法研究了新南威尔士地区地球化学异常及其下限的确定,对该区的地球化学铜元素异常区进行了圈定。通过与传统方法圈出的异常区进行比较,分形方法确定的异常下限更符合实际情况,并认为研究区域的东北部与南部存在铜矿床的可能性较大,为进一步找矿指明了方向。该方法不仅适用于地球化学铜元素数据,而且还适用于其他元素和地质数据,具有普遍的意义。     

基于分形理论的遥感蚀变异常提取和分级

分形理论研究自然界和社会活动中广泛存在的无序（无规则）而有自相似性的系统。在地球系统中,许多地学现象的空间展布具有分形结构。蚀变作为一种地质记录,其分布具有明显的不均匀性。同时蚀变也是一种异常,而分维与异常又往往具有一定的关系。利用分形理论的求和法（即像元亮度-面积模式）进行遥感蚀变异常的提取和分级较为有效,可以弥补传统的门限化方法和利用灰度直方图目视确定突变点方法的不足。     

基于压汞分形的高变质石煤孔渗特征分析

研究石煤（腐泥煤）的孔渗特征,对于深入了解页岩气的吸附/解吸特征具有重要意义。基于分形几何原理,推导出煤岩不同类型孔隙和毛细管压力曲线的分形几何模型,并将孔隙分形维数分为渗透分维数和扩散分维数分别计算。根据压汞实验数据分析,利用双对数图计算了安康地区石煤孔隙结构的分形维数。研究结果表明：石煤渗透分维数D_s介于2.524~2.917,其与挥发分产率、水分含量、灰分产率和迂曲度呈正相关关系,与变质程度及平均孔径呈负相关关系;扩散分维数D_k介于2.488~2.931,其与变质程度、挥发分产率、水分含量和平均孔径呈正相关关系,与灰分产率和迂曲度呈负相关关系;在物性方面,渗透分维数随孔隙度增大而减小,渗透性的分形表征与扩散分维数呈负相关关系,这说明渗透孔越不均一,煤岩孔隙度就越大,而扩散孔的均一化程度可以为评价石煤储层物性提供重要依据。