遥感影像浅水河道提取二维经验模态分解方法

遥感影像中浅水河道与居民地具有相似的光谱特性,在浅水河道自动提取过程中噪声较多,经验模态分解(EMD)可获取原始信号不同尺度上的细节信息,有效地提高遥感影像浅水河道自动提取的精度。利用环境与减灾小卫星数据,以彰武县柳河为研究区,对该区2012年10个时期NDVI时间序列分别EMD分解,选取每个时相信息量较大的前三个固有模态函数(IMF),结合2012年9月18号影像共34波段作为研究数据,利用极大似然法、BP神经网络传统的分类方法进行分类。结果表明结合EMD的分类方法可有效地去除居民地噪声,Kappa系数最高达到0.9690,总体分类精度最高达到93.35%,从而有效地解决了遥感影像中浅水河道提取正确率低的难题。     

基于知识的CBERS-02B卫星数据土地利用分类研究

选择龙口市黄水河流域下游为例,将GIS数据与遥感影像结合起来,从中发现知识,并将知识用于中巴地球资源卫星(CBERS-02B)遥感影像的土地利用分类信息提取,使土地利用信息自动提取的精度得到了明显提高,总体分类精度87.13%、Kappa指数值达到了0.851 1.研究表明,该方法将原有的 GIS 数据的先验性知识综合集成用于新的遥感图像的分类中,可以促进 GIS数据更新的自动化,提高土地利用调查的精度.     

基于经验模态分解的低信噪比探地雷达数据处理

阐述经验模态分解原理及复信号分析理论,着重讨论EMD分解应满足的条件及具体分解过程.应用EMD方法对单道GPR数据及GPR正演加噪剖面分别进行分解,得到从高至低不同频率范围的本征模态函数GPR图.然后,以湖南长沙黑麋峰抽水蓄能电站进厂交通隧洞实测GPR剖面为例,首先对该剖面进行EMD分解去除部分噪声,再利用Hilbert变换求取GPR剖面复信号,并提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率3个参数,绘制出相互独立的瞬时参数剖面图.研究结果表明:EMD分解对于低信噪比GPR数据具有较强的适应性,把EMD分解应用于含噪的雷达信号,并结合GPR复信号分析技术得到的“三瞬”信息,避免了使用单一时距剖面分析所造成的解释偏差,可以较好地实现对低信噪比GPR数据的噪声去除,突出雷达剖面中异常体特征,达到提高GPR信号分析效果及解释精度的目的.     

DEM在喀斯特山区多云背景下土地利用遥感影像解译中的应用

土地利用分类是研究土地资源,进行土地评价和土地利用/土地覆盖变化等研究的基础。利用遥感(RS)技术可对土地资源进行分类调查。以沿河县为分析样区,沿河县是典型的喀斯特山区县,常年多云多雾,给土地利用遥感解译带来较大难度。研究中以地理信息系统(GIS)技术为工作平台,利用近年ASTER影像为基础数据,采用分层提取特征波段的方法,结合数字高程模型(DEM)数据对沿河县土地利用进行了遥感分类解译。分类结果表明,多云背景下的影像数据和DEM数据相结合的方法,可以更好、更快、更有效地提取土地信息,达到较好的分类精度。     

土地利用的遥感信息变化提取研究

利用卫星遥感影像进行土地利用类型分类和动态变化监测是遥感应用中的一个重要课题。本文选择不同时相的ETM 和SPOT-5卫星遥感影像数据,对两期影像进行监督分类,快速提取不同时期的土地利用数据;然后进行动态变化监测,获得土地利用情况的变化特征和信息;最后对其分类精度进行评价分析。研究表明,两期影像中耕地、居民用地和未利用地这三个类别的变化面积较大;ETM 影像进行监督分类的精度为90.1692%,Kappa系数值为0.8268;SPOT-5影像进行监督分类的精度为95.1477%,Kappa系数值为0.9361。由于SPOT-5影像的分辨率较高,分类效果更优于ETM 影像,更能准确的反映土地类型的信息和特征。     

基于遥感与GIS空间分析的电力优化选线研究

该文针对输电线路径优选的目标,依据多源遥感数据,基于各种地物类型光谱特征知识分析,并结合遥感影像的纹理特征,采用决策树分类算法提取影响输电线路径选择的主要因素。研究结果表明,该分类方法能有效地进行地物分类与识别,特别是综合光谱和纹理信息有效地解决了裸土与居民地的混分现象。同时利用遥感立体像对数据,基于数字摄影测量方法构建了DEM,其精度能够满足输电线路径优选的要求。综合地物和地形多要素作为输电线路径优选的约束条件,采用GIS空间分析方法,实现了输电线路径优选。     

GIS技术用于电力线路勘测的思路研究

该文针对输电线路径优选的目标,依据多源遥感数据,基于各种地物类型光谱特征知识分析,并结合遥感影像的纹理特征,采用决策树分类算法提取影响输电线路径选择的主要因素。研究结果表明,该分类方法能有效地进行地物分类与识别,特别是综合光谱和纹理信息有效地解决了裸土与居民地的混分现象。同时利用遥感立体像对数据,基于数字摄影测量方法构建了DEM,其精度能够满足输电线路径优选的要求。综合地物和地形多要素作为输电线路径优选的约束条件,采用GIS空间分析方法,实现了输电线路径优选。     

决策树学习方法应用于生境景观分类

遥感影像分类是进行景观生态学研究以及区域景观规划的基础工作,是获取环境资源与信息的主要手段。研究选取秦岭南坡地区100km2范围为实验区域,综合遥感影像、数字高程模型等空间数据,利用C5.0决策树学习算法从750个实地调查样点中自动提取分类知识、建立规则库并实现计算机自动景观分类;同时分析根据不同数量样点得到的决策树规则以及决策树分类精度变化的趋势。分析结果表明,在样点信息充分的条件下,利用决策树学习方法能够实现高景观分类精度;随着样点数量的增加,分类精度也随之提高,该研究中景观分类精度最高达到79.0%。     

基于遥感与GIS空间分析的电力优化选线研究

该文针对输电线路径优选的目标,依据多源遥感数据,基于各种地物类型光谱特征知识分析,并结合遥感影像的纹理特征,采用决策树分类算法提取影响输电线路径选择的主要因素。研究结果表明,该分类方法能有效地进行地物分类与识别,特别是综合光谱和纹理信息,有效地解决了裸土与居民地的混分现象。同时利用遥感立体像对数据,基于数字摄影测量方法构建了DEM,其精度能够满足输电线路径优选的要求。综合地物和地形多要素作为输电线路径优选的约束条件,采用GIS空间分析方法,实现了输电线路径优选。     

基于规则的遥感影像分类方法研究——以黄山市为例

介绍了决策树C4.5算法,并利用该算法实现了对遥感数据规则的挖掘,在此基础上设计并实现了针对于C4.5规则的编辑器,通过该编辑器能够实现对规则的编辑与管理。规则编辑器的设计与实现,为在分类过程中人工的干预提供了可能。将人工干预与基于数学理论规则的自动提取相结合,尤其是在地形较复杂的地区,将有利于分类精度的提高。利用黄山市Land Sat TM影像,进行了基于C4.5算法自动提取规则的遥感影像分类实验。实验结果表明,利用C4.5算法提取的分类规则准确率高,利用提取的分类规则进行的遥感影像分类效果较好。     

EMD算法应用于OFDM系统频偏估计的新方法

提出了一种利用经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）技术估计正交频分复用系统（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）频偏的新方法。传统的OFDM系统频偏估计算法通常需要获得多路混合信号,而新方法仅需要利用相关检测处理单路的OFDM信号,再通过EMD模态分解算法分离出各路子载波信息,即可估计出OFDM系统频偏。与传统的OFDM系统频偏估计方法相比,新方法不依赖源信号的统计特性和信道状态信息,不需要额外带宽,降低了系统的实现复杂度。仿真结果表明,该方法具有较高的频偏估计精度。     

基于EMD和多重分形谱参数的耐火材料损伤模式识别

考虑到耐火材料损伤声发射信号模式识别困难,提出一种结合经验模态分解(EMD)、多重分形谱参数和支持向量机的耐火材料损伤形式分类方法。首先对耐火材料损伤声发射信号进行EDM分解得到若干本征模态函数(IMF)分量,并取前4个分量作为研究对象,然后将整个信号的多重分形谱宽及各IMF分量的多重分形谱宽组成的特征向量输入支持向量机进行学习训练,最后实现耐火材料损伤模式识别。研究结果表明,采用由原信号及各IMF分量的多重分形谱宽值组成的特征向量能够有效进行损伤信号的特征提取。该方法对耐火材料界面相损伤的分类准确率为99%,对其基质相损伤的分类准确率为89%。     

基于经验模式分解的包络解调技术及其应用

提出了一种新的调制信号解调分析技术,来抑制传统的包络解调方法中经常出现的无意义的频率成分.首先,对复杂的振动信号进行经验模式分解,得到若干个基本模式分量,再对包含调制信号的基本模式分量进行包络分析以提取故障信息.该方法利用经验模式分解来实现故障信息的有效分离,从而提高了诊断信号的信噪比.利用该方法对某齿轮箱轴承座振动信号进行经验模式分解,进而解调出高速轴转频这一调制频率,准确地诊断出该故障是由齿轮轴不对中所引起的,通过针对性的维修后,消除了故障,从而验证了该方法的有效性.     

基于MEMD的运动想象脑电信号的特征提取与分析

对于传统特征提取算法对运动想象脑电信号识别能力不足的问题,采用多元经验模式分解(multivariate empirical mode decomposition,MEMD)的方法用于分析运动想象的脑电信号.目前此方法主要应用在股票收益与宏观经济关系分析上,MEMD将标准经验模式拓展到多通道信号处理,适合于分析多元时间序列,并能够同时处理多通道的多尺度分解,进而在不同尺度下对多元时间序列的时间频率特性进行比较.通过Emotiv传感器对自定义的左右运动想象任务采集数据,采用MEMD提取相关脑电特征的边际谱,使用支持向量机对相关特征量进行分类.实验表明,此方法增强了定位脑电信号的频率信息的准确性,能够有效地提高对脑电信号的识别能力.     

基于密集残差网络的图像隐藏方案

针对基于编-解码器网络的图像隐写方案生成的含密图像和消息图像质量不高的问题,提出了一种新的基于密集残差连接的编码器-解码器隐写方案,与现有的端到端图像隐写网络不同,本文采用密集残差连接,将浅层网络的特征输送到深层网络结构的每一层,有效的保留了特征图的细节信息,并使用通道和空间注意力模块对特征进行筛选,提高了编-解码器对图像复杂纹理区域的关注度。在LFW、PASCAL-VOC12和ImageNet数据集的实验结果表明,在保证算法安全性的前提下,所提方法能够有效提高图像质量,含密图像和载体图像的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)的平均值最高达到了36.2dB和0.98。     

基于改进YOLOv5s的指针式水表读数检测

针对光照不均匀和水表表盘雾化的指针式水表在读数检测时出现漏检、误检等问题,本文提出一种基于改进YOLOv5s的指针式水表读数检测方法。首先,采用Mosaic,Mixup等数据增强方法,提高模型的泛化能力;其次,引入BiFPN模块(Bilateral Feature Pyramid Network)实现更高层次的特征融合,使得水表图像的深层特征图和浅层特征图充分融合,提高网络的表达能力;然后,嵌入CBAM注意力机制模块（Convolutional Block Attention Module）,在通道和空间双重维度上强化指针式水表子表盘示数特征;最后将CIoU-Loss函数(Complete Intersection over Union Loss)替换为SIoU_Loss,提升边界框的回归精度。改进算法的mAP@0.5达到97.8%,比YOLOv5s原始网络提升了3.2%。实验结果表明：该算法能有效提高指针式水表的读数检测精度。     

基于阶次跟踪和经验模式分解的齿轮故障诊断

提出了一种研究旋转机械瞬态信号的分析方法.对齿轮箱加速时测得的原始振动信号进行角域重采样,并对角域里的信号进行经验模式分解(EMD)得到多个固有模式函数(IMF),最后对包含齿轮故障信息的IMF分量进行阶次谱分析.结果表明,阶次跟踪技术能够有效地避免传统频谱方法所无法解决的频率模糊现象,EMD方法能够提取包含故障信息的IMF分量,将两种方法相结合是对传统的频谱分析法的有力补充,具有很广阔的应用前景.     

基于特征量融合和支持向量机的滚动轴承故障诊断

为了提高滚动轴承的故障诊断率,提出了一种经验模态分解（EMD）结合时域分析后使用主成分分析（PCA）融合特征量的特征提取方法。首先,通过EMD分解得到前五个本征模态函数（IMF）分量的上、下包络值矩阵的奇异值;然后,对轴承原始信号进行时域分析得到各种时域特征参数;最后对奇异值和时域特征参数使用PCA降维融合后输入到多分类支持向量机（SVM）中进行分类。通过实验仿真验证,融合后的特征量诊断准确率达到了98.6%,该方法能充分地提取出轴承故障特征信息,诊断效果良好。     

基于最大相关波形延拓改进的EEMD方法

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)中出现的端点效应和模态混叠现象问题,提出了利用最大相关波形延拓改进聚合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法.利用最大相关波形法对原始信号的两端进行延拓,实现延拓数据在原信号边界处的平滑过渡,减小端点处包络线的拟合误差.针对EEMD中参数无法自动获取的问题,采用自适应EEMD对新信号进行分解,提高信号的分解精度.通过仿真分析和转子不平衡故障诊断实例研究表明,改进的EEMD方法不仅能够明显减少虚假模态分量、有效抑制模态混叠现象,而且较好地改善了端点效应引起的分解失真问题.同时与基于极值点对称延拓改进方法及基于镜像延拓改进方法相比,所提方法具有较高的分解精度.     

引入分维值进行南京市区土地利用分类

采用盒维数法计算研究区各土地利用类型的分维值,得到分维特征图像,并将它和另外几个波段一起参与研究区的监督分类,和不考虑分维值的监督分类比较,在本研究区,精度提高比较显著的是居民地和林地,保持了交通用地和水域的高分类精度,对园地和耕地没有明显的改善效果.结果表明,加入分维信息可以在一定程度上提高图像监督分类的精度.