基于SPI和VHI的长江中下游地区干旱时空特征分析

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作者 向大享 姜莹 +1 位作者 陈喆 李喆 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期153-159,165,共8页

近60 a来,长江中下游地区干旱发生频率越来越高,强度不断增强,影响范围不断扩大,持续时间不断变长,对经济发展造成了严重的影响。通过构建长江中下游地区60 a长序列历史降水数据和40 a遥感数据集,基于标准化降水指数、植被健康指数等指... 近60 a来,长江中下游地区干旱发生频率越来越高,强度不断增强,影响范围不断扩大,持续时间不断变长,对经济发展造成了严重的影响。通过构建长江中下游地区60 a长序列历史降水数据和40 a遥感数据集,基于标准化降水指数、植被健康指数等指标建立干旱监测指数序列库,分析时序干旱指数变化特征,开展旱情时空分布、季节差异、发生频次等指标统计分析,探究旱情发生频率及其时空分异特征、旱情程度等时空特征。研究结果表明:长江中下游地区干旱事件发生具有明显的季节性,春夏季干旱频率高,秋冬季干旱频率低;干旱存在明显区域性差异,易旱地区主要包括湖北北部、湖南南部等地。 展开更多

关键词 干旱 时空特征 SPI VHI 长江中下游地区

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面向突发性水污染事件的多传感器动态组网立体监测

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作者 申邵洪 姜莹 +3 位作者 陈希炽 向大享 陈喆 文雄飞 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期160-165,共6页

针对突发性水污染事件应急监测和智能模拟分析需求,研究了多传感器立体协同监测模型,建立了突发性水污染事件的时间、空间属性和传感器观测性能之间的相关关系,实现了卫星、无人机、地面、水上平台的动态、协同组网。在丹江口库区开展... 针对突发性水污染事件应急监测和智能模拟分析需求,研究了多传感器立体协同监测模型,建立了突发性水污染事件的时间、空间属性和传感器观测性能之间的相关关系,实现了卫星、无人机、地面、水上平台的动态、协同组网。在丹江口库区开展了突发性水污染事件动态组网立体监测实验分析,根据水污染事件发生时、动态演变过程中和事件后期3个阶段的不同观测需求,基于多传感器立体协同监测模型,深入开展了多传感器协同优化求解,确定了相应的观测平台及传感器。实验结果表明,协同、高效的“天空地一体化”立体感知网能够全面、精准、快速获取水污染事件监测信息,可以科学支撑突发性水污染事件的应急处置。 展开更多

关键词 突发性水污染事件 动态组网 立体监测 多传感器

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图像阈值分割方法研究进展20年(1994—2014) 被引量：126

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作者 吴一全 孟天亮 吴诗婳 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-23,共23页

阈值分割是图像分割领域中使用最为普遍的一类简单而有效的方法,多年来受到许多学者的广泛关注,发表了大量的研究成果。作者曾于20年前对1962-1992年阈值分割的研究状况做了一个阶段性的回顾与总结。时至今日,阈值分割方法已经获得了巨... 阈值分割是图像分割领域中使用最为普遍的一类简单而有效的方法,多年来受到许多学者的广泛关注,发表了大量的研究成果。作者曾于20年前对1962-1992年阈值分割的研究状况做了一个阶段性的回顾与总结。时至今日,阈值分割方法已经获得了巨大的发展,新思路、新方法层出不穷。本文旨在对近20年来阈值分割领域常用的一些方法再次进行概括和分类,其中包括近年来新提出的阈值分割方法,也包括对经典方法的改进。文中给出了这些方法的基本思想和公式,阐明了各种方法的特点及其适用范围,以期为今后阈值分割的相关研究提供一些思路和启迪。 展开更多

关键词 图像处理 阈值分割 图像直方图 准则函数 空间特征 熵 优化算法

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利用倒数灰度熵和改进Chan-Vese模型进行SAR河流图像分割 被引量：16

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作者 吴诗婳 吴一全 +1 位作者 周建江 孟天亮 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期1255-1262,共8页

为了进一步提高合成孔径雷达(SAR)图像中河流分割的精度和速度,提出了一种基于人工蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取与改进Chan-Vese(CV)模型相结合的分割方法。考虑SAR图像中河流目标和背景类内灰度的均匀性,提出了基于蜂群优化的倒数... 为了进一步提高合成孔径雷达(SAR)图像中河流分割的精度和速度,提出了一种基于人工蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取与改进Chan-Vese(CV)模型相结合的分割方法。考虑SAR图像中河流目标和背景类内灰度的均匀性,提出了基于蜂群优化的倒数灰度熵多阈值选取方法,以此对河流图像进行粗分割;针对基本CV模型收敛速度低、对初始条件敏感的问题,利用图像边缘强度取代Dirac函数,将粗分割结果作为改进CV模型的初始条件,对河流图像进行细分割。大量试验结果表明,所提出的分割方法无须设置初始条件,运行速度快,分割精度高。 展开更多

关键词 河流检测 合成孔径雷达图像分割 多阈值选取 倒数灰度熵 人工蜂群优化 CHAN-VESE模型

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基于多特征和WSVM的SAR图像河流目标检测 被引量：5

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作者 吴一全 李海杰 宋昱 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1288-1293,共6页

为进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中河流目标检测的准确性,本文提出了基于多特征和小波支持向量机(wavelet support vector machine,WSVM)的SAR图像河流目标检测方法。首先使用均值比表示像素点邻域的灰度特... 为进一步提高合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中河流目标检测的准确性,本文提出了基于多特征和小波支持向量机(wavelet support vector machine,WSVM)的SAR图像河流目标检测方法。首先使用均值比表示像素点邻域的灰度特征,Gabor小波提取其纹理特征,并将其融合构造训练样本;然后将归一化处理后的特征矩阵输入WSVM进行训练,并利用训练好的WSVM对图像的每个像素点进行分类;最后根据河流的区域连通性和面积、形状特征,去除阴影、湖泊等与河流相似的区域。大量实验结果表明,与其他河流目标检测方法相比,本文方法检测的河流目标更加完整,背景与河流的误分区域更少,河流边缘保持得更好。 展开更多

关键词 河流目标检测 合成孔径雷达图像 多特征 小波支持向量机 均值比 GABOR小波 区域连通性

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基于Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割 被引量：5

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作者 吴诗婳 吴一全 周建江 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第5期598-607,共10页

为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了... 为了使河流遥感图像分割的精度和速度进一步提高,本文提出了一种基于二维Tsallis交叉熵快速迭代的河流遥感图像分割方法。鉴于现有的Tsallis交叉熵阈值法运算效率不够高,首先提出了一维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法;然后导出了基于灰度级-邻域平均灰度级直方图的Tsallis交叉熵阈值选取公式,以进一步提高分割精度,并采用递推方式计算阈值选取准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快运算速度;最后,提出了二维Tsallis交叉熵阈值选取的快速迭代算法,推导出相应的公式,大大减少了运算量。大量实验结果表明,与近年来提出的4种阈值分割方法相比,本文方法在对河流遥感图像的分割效果及运行时间上均有明显优势,是河流检测与类型识别系统中可选择的一种快速有效的分割方法。 展开更多

关键词 河流检测 遥感 图像分割 阈值选取 Tsallis交叉熵 快速迭代算法

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基于Shearlet变换和Krawtchouk矩不变量的河流SAR图像分割 被引量：2

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作者 吴诗婳 吴一全 +2 位作者 周建江 孟天亮 戴一冕 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期21-31,共11页

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分割是河流检测与识别的关键步骤,为了进一步提高河流SAR图像分割的准确性,提出一种基于Shearlet变换、Krawtchouk矩不变量及模糊局部信息C均值聚类的河流SAR图像分割方法.首先,对河流SA... 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像分割是河流检测与识别的关键步骤,为了进一步提高河流SAR图像分割的准确性,提出一种基于Shearlet变换、Krawtchouk矩不变量及模糊局部信息C均值聚类的河流SAR图像分割方法.首先,对河流SAR图像进行Shearlet分解,提取其纹理特征,构成特征向量的前半部分;然后,计算河流SAR图像的Krawtchouk矩不变量,作为其形状特征,构成特征向量的后半部分;最后,利用模糊局部信息C均值算法依照上述特征向量进行聚类,由此得到河流SAR图像分割结果.大量实验结果表明,与近年来提出的脉冲耦合神经网络结合最大方差比准则分割法、Gabor小波变换结合模糊C均值聚类分割法、FLICM聚类分割法相比,所提出的方法在主观视觉效果以及客观定量评价指标误分割率上均有明显优势,且分割河流SAR图像更加准确. 展开更多

关键词 河流检测 SAR图像分割 SHEARLET变换 Krawtchouk矩不变量 模糊局部信息C均值聚类

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倒数交叉熵和改进图割结合的河流目标检测

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作者 吴一全 宋昱 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期836-840,共5页

为了克服交互式图割方法选取种子点的随意性和由此导致的分割结果的不准确性,提出了使用倒数交叉熵阈值分割和改进图割结合的河流目标自动提取方法。先利用倒数交叉熵阈值选取准则对河流图像进行初始分割,从初始分割结果中自动选取种子... 为了克服交互式图割方法选取种子点的随意性和由此导致的分割结果的不准确性,提出了使用倒数交叉熵阈值分割和改进图割结合的河流目标自动提取方法。先利用倒数交叉熵阈值选取准则对河流图像进行初始分割,从初始分割结果中自动选取种子点。然后利用改进图割方法对河流遥感图像进行分割。改进图割中利用高斯混合模型对种子点区域进行建模,并利用结构张量矩阵计算平滑项。最后使用连通域检测方法去除小的连通域并得到最终结果图像。与交互式图割、基于倒数交叉熵和图割等4种方法进行了比较,实验结果表明提出方法得到的分割图像最为精确,分割效果最好。 展开更多

关键词 遥感图像 河流提取 倒数交叉熵 图割 高斯混合模型 结构张量

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基于二维倒数灰度熵的河流遥感图像分割 被引量：9

9

作者 吴一全 孟天亮 +1 位作者 吴诗婳 卢文平 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期70-74,80,共6页

为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度... 为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度级概率及类内像素灰度均匀性;然后经推广导出了二维倒数灰度熵最佳阈值选取公式,增强了抗噪性;最后提出了二维倒数灰度熵的分解算法,将求解二维最佳阈值转化成分别求解灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维最佳阈值,运算量从O(L4)大幅降低至O(L).经大量实验验证,与改进的Otsu法、基于粒子群优化(PSO)的二维最大香农熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分倒数熵法相比,该方法在对河流遥感图像的分割效果和处理速度方面有明显优势. 展开更多

关键词 河流检测 遥感图像分割 阈值选取 倒数灰度熵 二维直方图 分解

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利用区域信息融合混合活动轮廓模型的河流遥感图像分割 被引量：8

10

作者 韩斌 吴一全 宋昱 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期212-224,共13页

目的河流遥感图像是背景复杂的非匀质图像,利用传统的活动轮廓模型进行分割往往不够准确。针对这一问题,提出了基于区域信息融合的混合活动轮廓模型来分割河流遥感图像。方法该混合模型将Chan-Vese(CV)模型和基于交叉熵的活动轮廓模型... 目的河流遥感图像是背景复杂的非匀质图像,利用传统的活动轮廓模型进行分割往往不够准确。针对这一问题,提出了基于区域信息融合的混合活动轮廓模型来分割河流遥感图像。方法该混合模型将Chan-Vese(CV)模型和基于交叉熵的活动轮廓模型的外部能量约束项相结合,并赋予归一化调节比例系数。通过计算轮廓曲线内外区域像素灰度的方差和交叉熵,指导曲线逼近目标边缘。为了加速混合模型的演化,引入曲线内外区域像素灰度的类内绝对差,取代原有的内外区域能量权值,以提高混合模型的分割效率。结果大量实验结果表明,相较于CV模型、测地线模型、基于交叉熵的活动轮廓模型、CV模型和测地线模型的混合模型以及局部全局灰度拟合能量模型(LGIF),本文混合模型分割河流遥感图像的灵敏度和上述方法都接近于100%,准确率大幅提升,在90%以上,虚警率则下降了约50%,且所需迭代次数和运行时间更少。结论本文提出的混合模型主要适用于具有一定对比度的河流遥感图像,在分割性能和分割效率两个方面,都有明显的优势。 展开更多

关键词 河流遥感图像 图像分割 区域信息融合 混合活动轮廓模型 类内绝对差 自适应权值

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基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割 被引量：5

11

作者 吴诗婳 吴一全 +2 位作者 周建江 孟天亮 戴一冕 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2015年第8期1042-1050,共9页

目的为了使图像阈值分割的精度和速度进一步提高,提出了一种基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割方法。方法首先,提出了1维灰度熵阈值选取的快速迭代算法;然后,考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,给出了基于灰度—邻域平均灰度... 目的为了使图像阈值分割的精度和速度进一步提高,提出了一种基于2维灰度熵阈值选取快速迭代的图像分割方法。方法首先,提出了1维灰度熵阈值选取的快速迭代算法;然后,考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,给出了基于灰度—邻域平均灰度级直方图的灰度熵阈值选取准则;最后,提出了2维灰度熵阈值选取的快速迭代算法,并采用递推方式计算准则函数中的中间变量,避免其重复运算,加快了运算速度,大大减少了运算量。结果大量实验结果表明,与近年来提出的3种阈值分割法相比,所提出的方法分割性能更优,分割后的图像中目标区域完整,边缘清晰,细节丰富且运行时间短,仅为基于混沌小生境粒子群优化的二维斜分倒数熵分割法运行时间的3%左右。结论本文方法对不同类型灰度级图像的分割效果及运行速度均有明显优势,是实际系统中可选择的一种快速有效的图像分割方法。 展开更多

关键词 图像分割 阈值选取 灰度熵 快速迭代

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