基于幸运成像和生成对抗网络的大气湍流图像复原方法

1

作者 吕品 邓东平 +6 位作者 石铁柱 王梦迪 刘潜 田雨 张紫红 曾赟 邬国锋 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第1期157-166,共10页

在拍摄远距离目标时,视频序列图像受到大气湍流的影响从而产生畸变和模糊,为对视频序列大气湍流退化图像进行复原,提出了一种幸运成像与生成对抗网络相结合的方法.采用空域幸运成像方法,在有限的视频序列图像中挑选出幸运区域,将其拼接... 在拍摄远距离目标时,视频序列图像受到大气湍流的影响从而产生畸变和模糊,为对视频序列大气湍流退化图像进行复原,提出了一种幸运成像与生成对抗网络相结合的方法.采用空域幸运成像方法,在有限的视频序列图像中挑选出幸运区域,将其拼接-排序后进行叠加,从而消除大气湍流带来的几何畸变;在此基础上引入DeblurGAN-v2模型,进一步提升图像质量.将高速相机拍摄的真实湍流退化图像作为研究对象,采用所提方法进行实验,并与图像重采样、灰度变换、巴特沃斯高通滤波、MPRNet模型和DeblurGAN模型等方法进行对比,并通过客观评价指标对不同方法的结果进行评估.实验结果表明,所提方法的Brenner梯度函数、Laplacian梯度函数、灰度差分函数(SMD)、熵函数(Entropy)、能量梯度函数(Energy)、PIQE以及Brisque指标相较于其他方法分别提升了194%,58%,84%,7%,55%,74%和163%.从主观效果上看,幸运成像与生成对抗网络相结合的方法能显著地提高图像的视觉质量,并有效地降低图像的模糊和几何畸变程度. 展开更多

关键词 图像复原 大气湍流效应 幸运成像 生成对抗网络

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中亚干旱区陆地水资源对气候变化的响应 被引量：9

2

作者 周启鸣 李剑锋 +1 位作者 崔爱红 刘会增 《水文》 CSCD 北大核心 2021年第2期8-13,74,共7页

气候变化对中亚干旱区高山融雪、蒸散发以及径流等水循环过程产生影响,从而引起区域水资源在空间和时间上的重新分配。在归纳总结降水、土壤水、地表水、陆地水储量等不同水体类型在气候变化下改变情况的基础上,综述了中亚干旱区陆地水... 气候变化对中亚干旱区高山融雪、蒸散发以及径流等水循环过程产生影响,从而引起区域水资源在空间和时间上的重新分配。在归纳总结降水、土壤水、地表水、陆地水储量等不同水体类型在气候变化下改变情况的基础上,综述了中亚干旱区陆地水资源变化对气候变化响应的现状及进展。由于使用的数据和评估方法不同,水资源变化研究结果具有一致性及不确定性。基于上述总结,对中亚干旱区水资源对气候变化响应方面的展望及挑战进行了讨论。 展开更多

关键词 中亚干旱区 水资源 不同水体类型 气候变化

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中亚干旱区陆地水资源评估方法与挑战 被引量：7

3

作者 周启鸣 李剑锋 +1 位作者 崔爱红 刘会增 《水文》 CSCD 北大核心 2021年第1期15-21,72,共8页

集中回顾中亚干旱区陆地水资源评估手段进展。水资源评估手段主要可分为基于观测数据和水文模型模拟两大类。从数据获取手段来讲,站点实测、遥感、再分析数据是目前中亚水资源评估的主要数据来源。其中,遥感数据又可分为成像遥感数据以... 集中回顾中亚干旱区陆地水资源评估手段进展。水资源评估手段主要可分为基于观测数据和水文模型模拟两大类。从数据获取手段来讲,站点实测、遥感、再分析数据是目前中亚水资源评估的主要数据来源。其中,遥感数据又可分为成像遥感数据以及非成像遥感数据(包括雷达高度计、重力卫星数据)。由于干旱区站点资料缺乏,遥感与水文模型集成已经成为常用水资源评估方法之一。基于上述总结,对中亚干旱区在观测数据获取和数值模拟两个方面的展望及挑战进行了讨论。 展开更多

关键词 中亚干旱区 水资源 多源数据 水文模型

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基于Sentinel1A双极化时序数据的甘蔗株高反演方法 被引量：2

4

作者 孙盛 刘立露 +1 位作者 胡忠文 余旭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期186-194,共9页

甘蔗株高为甘蔗品种与土壤、气象、水文等因素的综合反映,是甘蔗长势监测与估产的重要指标。研究以华南地区气候与天气条件为基础,通过对覆盖甘蔗全生长期的23景时间序列Sentinel1A数据进行预处理、矩阵转换与CloudePottier分解,求得双... 甘蔗株高为甘蔗品种与土壤、气象、水文等因素的综合反映,是甘蔗长势监测与估产的重要指标。研究以华南地区气候与天气条件为基础,通过对覆盖甘蔗全生长期的23景时间序列Sentinel1A数据进行预处理、矩阵转换与CloudePottier分解,求得双极化雷达植被指数(Dual-pol radar vegetation index,DPRVI)。分析了该指数与甘蔗长势参数(株高)随甘蔗不同生长期的动态变化规律。采用4种经典的经验回归模型(线性、二次多项式、指数、对数),以分段函数形式对不同生长期的甘蔗株高进行反演,建立最佳反演模型。实验结果表明,拟合模型在分蘖期前相关性最高,二次多项式模型拟合效果最优,决定系数R^(2)与均方根误差分别达到了0.882与0.118 cm,对反演效果最好的分蘖期之前的二次函数模型进行验证,结果表明决定系数R^(2)达0.839,平均绝对偏差为7.4%,说明DPRVI反演甘蔗株高是有效的。将DPRVI与其他3种经典的反演参数进行对比,结果表明,DPRVI的性能优于其他3种参数。通过分析可得,DPRVI可以较好地反演甘蔗生长前期的株高变化,反演的株高参数可供农业管理部门参考。 展开更多

关键词 时序数据 Sentinel1A 甘蔗 株高反演 双极化雷达植被指数

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多尺度轻量化CNN在SAR图像地物分类中的应用 被引量：1

5

作者 孙盛 蒙芝敏 +1 位作者 胡忠文 余旭 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2023年第1期27-34,共8页

结合粤港澳大湾区的亚热带气候特点,采用TerraSAR-X雷达遥感卫星对实验区域进行了图像采集;针对雷达卫星观测场景中地物目标尺度变化不一的问题,提出了一个应用于地物分类的卷积神经网络模型(ENet convolution spatial pyramid pooling,... 结合粤港澳大湾区的亚热带气候特点,采用TerraSAR-X雷达遥感卫星对实验区域进行了图像采集;针对雷达卫星观测场景中地物目标尺度变化不一的问题,提出了一个应用于地物分类的卷积神经网络模型(ENet convolution spatial pyramid pooling,ENet-CSPP)。利用了普通卷积比空洞卷积更好保持领域信息的特点,提出了多尺度特征融合模块——卷积空域金字塔池化模块;针对SAR遥感图像数据集训练样本偏少的问题,提出了将多尺度特征融合模块和轻量化卷积神经网络结合起来的方法;ENet-CSPP网络的编码器部分由改进后的ENet网络和卷积空域金字塔池化模块构成,解码器部分实现深、浅层特征的融合后输出地物分类图像。在GDUT-Nansha数据集上进行了定量对比实验,ENet-CSPP模型在像素精度、平均像素精度和平均交并比3个性能指标上都要优于其他模型,表明多尺度轻量化的模型有效提高了地物分类的精度。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 地物分类 卷积神经网络 轻量化网络

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基于机器学习的绿洲土壤盐渍化尺度效应研究 被引量：11

6

作者 陈香月 丁建丽 +2 位作者 葛翔宇 王飞 王敬哲 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期312-320,共9页

针对干旱区绿洲土壤盐渍化的生态环境问题,以新疆维吾尔自治区奇台绿洲为研究区,基于58个表层土壤盐度数据及与之对应的Landsat TM多光谱遥感影像数据,分别选取栅格重采样(空间分辨率为30~990 m)和邻域滤波(窗口尺度为3×3、5×... 针对干旱区绿洲土壤盐渍化的生态环境问题,以新疆维吾尔自治区奇台绿洲为研究区,基于58个表层土壤盐度数据及与之对应的Landsat TM多光谱遥感影像数据,分别选取栅格重采样(空间分辨率为30~990 m)和邻域滤波(窗口尺度为3×3、5×5、…、31×31)两种尺度转换方法获取不同尺度下Landsat TM派生数据,并据此计算相应的环境变量(总数为720);随后利用梯度提升决策树(GBDT)模型在不同尺度下依托环境变量对土壤盐度进行模拟,并分析其定量关系。结果表明:单一尺度下,基于30 m空间分辨率的邻域滤波方法对土壤盐度的解析力总体优于栅格重采样模式,其最大解析力分别为78.55%、75.31%。混合多种尺度下,对土壤盐度的解析效果较单一尺度得到明显提升,解析力最高可达90.66%,有效实现了信息互补。栅格重采样模式相对于邻域滤波而言,其调整R 2波动范围更为宽泛,说明栅格重采样尺度变换方法相较于邻域滤波对土壤盐度-环境变量关系的表征更具灵敏性。 展开更多

关键词 土壤盐渍化 遥感 尺度效应 环境变量 邻域滤波

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北斗系统PPP定位精度及收敛速度分析 被引量：9

7

作者 朱松 毛勇 +1 位作者 易文婷 朱家松 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第2期122-124,共3页

选取MGEX亚太区域12个测站1周的观测数据,分析比较BDS-2和BDS-2+3的动态PPP性能。结果表明,加入BDS-3能显著提升动态PPP的收敛速度和定位精度,但由于目前BDS-3精密轨道和钟差产品中的卫星数目有限,收敛速度仍比GPS慢。

关键词 北斗三号 精密单点定位 动态 精度 收敛

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融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法 被引量：4

8

作者 陈睿哲 涂伟 +3 位作者 李清泉 谷宇 左小清 高文武 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2022年第9期105-110,共6页

桥梁是一种重要的交通基础设施,保障了人员和物资的流动运输,桥梁安全状态监测至关重要。受桥梁自身承重、桥面移动荷载和环境温度等因素的影响,桥梁挠度不断发生变化,而挠度异常可能会引起桥梁的结构性损伤而产生安全隐患。针对目前挠... 桥梁是一种重要的交通基础设施,保障了人员和物资的流动运输,桥梁安全状态监测至关重要。受桥梁自身承重、桥面移动荷载和环境温度等因素的影响,桥梁挠度不断发生变化,而挠度异常可能会引起桥梁的结构性损伤而产生安全隐患。针对目前挠度异常探测方法没有综合考虑其外部环境和挠度自身变化特征的不足,本文提出了一种融合多源测量数据的桥梁挠度异常探测方法。利用环境温度、桥面移动荷载及桥梁挠度计算多源测量数据特征并融合,通过随机森林分类模型识别异常挠度。试验结果表明,本文方法的异常探测精度达到88.18%,效果良好,并且优于其他典型机器学习模型,能够帮助桥梁管理部门及时发现桥梁挠度异常情况,从而提高桥梁维护管理水平。 展开更多

关键词 桥梁挠度 异常探测 数据融合 随机森林

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京津冀城市扩张对植被和地表城市热岛的影响 被引量：30

9

作者 赵安周 裴韬 +3 位作者 曹森 张安兵 范倩倩 王金杰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1825-1833,共9页

基于MODIS-LST、EVI以及土地利用/覆盖数据,分析了2000~2015年京津冀13个城市生长季及不同季节城市扩张对植被(ΔEVI)和地表城市热岛影响的时间变化趋势以及二者之间的关系,结果表明,京津冀13个城市主城区生长季及不同季节的城市扩张对... 基于MODIS-LST、EVI以及土地利用/覆盖数据,分析了2000~2015年京津冀13个城市生长季及不同季节城市扩张对植被(ΔEVI)和地表城市热岛影响的时间变化趋势以及二者之间的关系,结果表明,京津冀13个城市主城区生长季及不同季节的城市扩张对植被均存在消极影响(ΔEVI<0),对夏季植被的影响最大(ΔEVI=-0.131);白天和夜间的地表城市热岛强度(SUHII)最大值均出现在夏季,分别为2.594℃和1.859℃;不同季节的ΔEVI均值呈现显著下降趋势,其速率分别为-0.0038,-0.0033,-0.0045和-0.0018/a(P<0.01);生长季、春季和夏季白天SUHII均呈显著增加趋势,速率分别为0.076,0.093和0.106℃/a(P<0.01),不同季节夜间SUHII均呈显著增加的趋势,其增加速率分别为0.05,0.055,0.049,0.054和0.046℃/a;京津冀13个城市主城区的ΔEVI均值和SUHII均值呈显著负相关(P<0.01),其相关系数介于-0.959^-0.592之间;白天SUHII与ΔEVI的相关性最高为生长季(r=-0.959),夜间SUHII与ΔEVI的相关性最高为春季(r=-0.936). 展开更多

关键词 地表城市热岛强度 植被 城市化 趋势变化 京津冀

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基于小麦冠层无人机高光谱影像的农田土壤含水率估算 被引量：16

10

作者 王梦迪 何莉 +6 位作者 刘潜 李志娟 王冉 贾中甫 王敬哲 邬国峰 石铁柱 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期120-129,共10页

精准监测农田土壤含水率(soil moisture content,SMC)有助于提高中国水资源利用率以及农业可持续发展水平,为实现国家农业经济的稳定发展及可持续发展目标打下坚实的基础。为了探索基于无人机遥感数据进行准确、快速的土壤含水率监测的... 精准监测农田土壤含水率(soil moisture content,SMC)有助于提高中国水资源利用率以及农业可持续发展水平,为实现国家农业经济的稳定发展及可持续发展目标打下坚实的基础。为了探索基于无人机遥感数据进行准确、快速的土壤含水率监测的方法,该研究选取新疆阜康绿洲田块为研究区,使用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)高光谱传感器采集田块尺度小麦冠层光谱信息,进行SMC定量估算和制图。对小麦冠层光谱进行savitzky-golay(SG)平滑,利用7种不同的小波基函数(bior4.4、coif4、db4、fk14、haar、rbio3.9、sym4)对光谱信息进行连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)处理,并采用遗传算法(genetic algorithm, GA)对小波系数进行特征提取,最后结合偏最小二乘回归(partial least square regress,PLSR)、支持向量机(support vector machine,SVM)、人工神经网络(artificial neural network,ANN)、随机森林(radom forest,RF)以及极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)估算SMC并实现其空间制图。结果表明:基于GA的特征波段选择方法可有效提高SMC的估算精度。使用全波段小波系数构建模型的决定系数R2在0.20~0.44之间,而使用特征小波系数的R2为0.25~0.82。与其他小波基函数相比,采用db4特征小波系数的估算精度最优,PLSR、SVM、ANN、RF和XGBoost模型估算SMC的R2分别为0.82、0.72、0.79、0.76和0.45。基于PLSR和ANN最优模型进行SMC空间制图,基于CWT和机器学习结合模型能够有效估算小田块尺度SMC。该研究基于无人机高光谱数据实现了SMC精确估算,为农田尺度SMC监测提供了有效手段。 展开更多

关键词 土壤含水率 无人机 高光谱 连续小波变换 遗传算法

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采样频率和激光脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响 被引量：10

11

作者 周昊 毛庆洲 李清泉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期233-241,共9页

全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度... 全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响,并采集不同的采样频率(1.25、2.5、5 GHz)和不同脉宽(1、2、3、···、10 ns)条件下的波形数据,经滤波、插值、波形提取等预处理后,利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明,EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小;加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小;相同波形幅值条件下,实际脉宽增加2.47倍,利用EM算法获得的测距精度从0.97 mm下降至1.18 mm,因此增加脉宽会降低测距精度;在光脉宽为4 ns的情况下,5 GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5 GHz、1.25 GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍,而当2.5 GHz和1.25 GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5 GHz后,仅为1.17倍和1.29倍,因此提高采样频率能够提高测距精度,而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。 展开更多

关键词 全波形激光雷达 采样频率 距离测量 高斯拟合算法

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跨季节与跨气候区的地表生态状况遥感评估方法 被引量：1

12

作者 常飞 黄正东 邬国锋 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2023年第1期40-46,共7页

针对已有遥感生态指数存在植被稀疏区表现不力及不同季节稳健性不强,难以在冬春季节直接应用的难题,在遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)基础上,提出了一个可跨季节和气候区使用的全局遥感生态指数(global remote sen... 针对已有遥感生态指数存在植被稀疏区表现不力及不同季节稳健性不强,难以在冬春季节直接应用的难题,在遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)基础上,提出了一个可跨季节和气候区使用的全局遥感生态指数(global remote sensing ecological index,GRSEI),该指数由绿度、枯度、湿度、旱度和干度5项生态指标构成,采用CRITIC权重法和几何聚合法建模。在不同干湿气候区选取了5个案例区,对GRSEI、RSEI以及其他两个同名指数即地表生态状态综合指数(land surface ecological status composite index,LSESCI)和改进遥感生态指数(modified remote sensing ecological index,MRSEI)进行跨季节、跨气候区适用性检验。结果表明,GRSEI更契合季节变化规律和用地生态规律,模型生态含义明确,可用于各个季节和气候区的生态状况监测;RSEI夏秋季节表现较好,但在冬春季节使用受限;LSESCI和MRSEI异常值出现频次较多,不利于量化分析。 展开更多

关键词 地表生态状况 遥感生态指数 全局遥感生态指数 干湿气候区 季节变化

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