亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取方法研究

        2022-06-07 02:39:34張躍飛郝偉濤徐慶勛張高杰
        經(jīng)緯天地 2022年2期
        關(guān)鍵詞:特征提取特征方法

        張躍飛 郝偉濤 徐慶勛 張高杰

        (河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院,河南 鄭州 450006)

        0.引言

        地質(zhì)測量是工程建設(shè)、地圖繪制、野外實(shí)測、礦山開采、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查等工作的基礎(chǔ)工作,主要用于收集工作區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)資料,以圖和數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式,將工作區(qū)域內(nèi)露出于地表的地質(zhì)特征展現(xiàn)在平面圖上,為各種地質(zhì)工作提供資料。這一過程的實(shí)現(xiàn),是因?yàn)榈刭|(zhì)測量數(shù)據(jù)在時間域、空間域和時空域上表現(xiàn)不同尺度過程之間的“級序”特征,也稱為多尺度特征。因此,通過地質(zhì)測量數(shù)據(jù)中的多尺度特征,可以揭示地質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征和地質(zhì)運(yùn)動機(jī)理[1]。

        基于此,國內(nèi)外眾多學(xué)者十分重視地質(zhì)測量數(shù)據(jù)中多尺度特征提取,將地理數(shù)據(jù)多尺度特征分為時間域、空間域和時空域三類,依據(jù)多尺度特征類別,研究出頻譜分析、自適應(yīng)濾波、二維EMD、三維SSA、異譜分析、雙向分解模型、EOF、SOB、高階SVD、CCA、ICA、可選最小二乘法等方法,提取地理測量數(shù)據(jù)特征。在國內(nèi)外研究基礎(chǔ)上,相關(guān)學(xué)者提出了以下觀點(diǎn):文獻(xiàn)[2]采用邊緣直方圖灰度差平方和SSGD兩種方法,簡化圖像平面特征點(diǎn)維度,提高圖像像素級,實(shí)現(xiàn)多尺度邊緣光流特征提??;文獻(xiàn)[3]設(shè)計了一種信息熵計算方法采集軸承聲發(fā)射信號,通過分解多尺度特征的方式,實(shí)現(xiàn)多尺度特征提??;文獻(xiàn)[4]采用模糊集方法獲取圖像等效形態(tài)尺寸特征,根據(jù)分形維數(shù)提取圖像等效形態(tài)尺寸特征;文獻(xiàn)[5]采用VMD分解方式獲取機(jī)械振動信號不同頻率尺度特征,通過獨(dú)立分量正交化提取多尺度非線性動力學(xué)特征參數(shù)。然而,將上述研究成果應(yīng)用在復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取時,提取的復(fù)雜地質(zhì)測量多尺度特征穩(wěn)健性差,為此本文提出復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取方法研究。

        1.復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取方法研究

        1.1 建立復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)模型

        復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)描述的是測量區(qū)域地質(zhì)發(fā)生演變的過程。其中,涉及地質(zhì)的演變趨勢、特征和時間的變化,屬于地質(zhì)動態(tài)變化的表征。因此,復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)前后存在顯式或隱式的相關(guān)性,具有周期性和趨勢變化規(guī)律。所以,其受到地質(zhì)空間要素的影響,存在三種表現(xiàn)形式,分別為:單一時間序列、多維時間序列和空間離散時間連續(xù)序列。

        當(dāng)復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)按照時間變化、次序排列時,則表現(xiàn)出單一時間序列特征;當(dāng)復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)存在多個指標(biāo),按照時間變化排序時,則表現(xiàn)出多維時間序列特征;當(dāng)復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)屬于測量空間上任意一個點(diǎn)位的測量數(shù)據(jù),且測量數(shù)據(jù)在該點(diǎn)位上呈現(xiàn)出連續(xù)、在空間上不連續(xù)變化時,則表現(xiàn)出空間離散時間連續(xù)序列。

        以上復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)三種表現(xiàn)形式,依據(jù)概率論和隨機(jī)過程建立復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)模型,并對模型進(jìn)行分解處理,為數(shù)據(jù)中多尺度關(guān)系處理做鋪墊。

        1.2 多尺度分解復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)

        由于復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)中包含了地質(zhì)基本、潛在和隨機(jī)變化特征,所以這些變化可以體現(xiàn)出地質(zhì)多尺度波動特征。然而,復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)模型受時間演化影響,數(shù)據(jù)中不同要素存在多個尺度的變動。因此需要多尺度分解數(shù)據(jù),獲取地質(zhì)多尺度波動特征。其特征獲取過程(如圖1所示):

        圖1 復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)分解過程

        由圖1可知,A為復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù);γ和κ均為分解算子;J為數(shù)據(jù)多尺度分解層數(shù);j為多尺度分解第j層;γ′和κ′為γ和κ的對偶算子。

        由圖1可知的復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)分解過程,將其分解因素劃分為四部分,得到的分解重構(gòu)復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)序列表現(xiàn)形式,如式(1)所示:

        式(1)中,φ(0)(t)為剩余隨機(jī)序列;Q(0)(t)為趨勢項(xiàng);λ(0)(t)為白噪聲數(shù)據(jù)序列;T(0)(t)為周期項(xiàng)。

        從式(1)中可以看出復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)多尺度特征中Q(0)(t)和T(0)(t)具有重要意義,而其他數(shù)據(jù)與其存在相互作用、相位、耦合等關(guān)系,為此,對數(shù)據(jù)多尺度特征關(guān)系進(jìn)行處理。

        1.3 處理復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征關(guān)系

        根據(jù)圖1所示的復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)分解過程,分解得到的復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)多尺度波動特征要素間關(guān)系交織、趨于復(fù)雜。為此,依據(jù)數(shù)據(jù)Beamlet處理復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征關(guān)系,得到三種測量數(shù)據(jù)多尺度特征關(guān)系處理結(jié)果,結(jié)合測量數(shù)據(jù)分解過程,得到地質(zhì)多尺度波動特征,即可提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征。

        1.4 提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征

        根據(jù)圖1所示的復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)分解過程,得到地質(zhì)多尺度波動特征,以及確定的多尺度特征關(guān)系,可以直接提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征。其多尺度特征提取過程如下:先生成尺度空間,降低地質(zhì)測量數(shù)據(jù)多尺度特征維度;再篩選特征極值點(diǎn),作為多尺度特征提取關(guān)鍵點(diǎn);最后在每個關(guān)鍵點(diǎn)相應(yīng)層的鄰域內(nèi),提取復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)多尺度特征。

        此次研究采用高斯尺度空間的構(gòu)造方法,構(gòu)造如圖2所示的尺度空間。將尺度空間分為N個Octaves編程語言層,而每個Octaves編程語言層中包含了M個Intervals層(間隔層)。此時,降維處理的復(fù)雜地質(zhì)特征數(shù)據(jù),位于圖2中Octaves 1層中的Intervals 1層。

        圖2 尺度空間降維圖

        按照圖2所示的尺度空間完成數(shù)據(jù)降維后,計算數(shù)據(jù)多尺度特征極值點(diǎn)Omax,其計算式如式(2)所示:

        式(2)中,σ為尺度空間濾波參數(shù);?12為混合偏導(dǎo)數(shù);?2為空間垂直方向的偏導(dǎo)數(shù);?1為空間水平方向的偏導(dǎo)數(shù)。當(dāng)式(2)式計算得到的Omax值小于設(shè)定的閾值ε時,則不屬于關(guān)鍵點(diǎn);反之,則屬于關(guān)鍵點(diǎn)。此時,需要計算關(guān)鍵點(diǎn)位置并求解,提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征x。

        此次研究,通過建立復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)模型,分解數(shù)據(jù)多尺度特征,處理特征關(guān)系,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取。

        2.仿真結(jié)果及分析

        選擇基于量子熵的特征提取方法和自適應(yīng)特征提取方法作為此次實(shí)驗(yàn)的對比方法,將地理系統(tǒng)采集得到的復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)作為此次實(shí)驗(yàn)研究對象,驗(yàn)證此次研究的復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取方法,提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征穩(wěn)健性。

        2.1 仿真數(shù)據(jù)

        此次實(shí)驗(yàn)選擇的三組多尺度特征提取方法,均處于Matlab2012仿真環(huán)境下運(yùn)行,在運(yùn)行的過程中使用Matlab2012自帶函數(shù)控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程。

        此次實(shí)驗(yàn)選擇的地質(zhì)測量數(shù)據(jù),來自于MSGIS(地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)),由點(diǎn)、線、面三種基本元素構(gòu)成,形成地質(zhì)空間信息,描述地質(zhì)表面特征。

        2.2 特征提取結(jié)果分析

        采用三組多尺度特征提取方法,并將特征提取結(jié)果與其實(shí)際地質(zhì)測量多尺度特征進(jìn)行對比,判斷三組多尺度特征提取方法與實(shí)際地質(zhì)測量多尺度特征逼近情況,以此驗(yàn)證提取方法的穩(wěn)健性。

        2.2.1 特征提取穩(wěn)健性對比

        基于量子熵的特征提取方法和自適應(yīng)特征提取方法,提取到的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征,與實(shí)際地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征存在較大的上下波動誤差,表明兩組方法提取地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征穩(wěn)健性差。然而研究方法提取到的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征,與實(shí)際地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征極為接近,基本不存在波動誤差,表明研究方法提取地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征穩(wěn)健性良好。

        2.2.2 均勻噪聲干擾下特征提取穩(wěn)健性對比

        在前一組實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,針對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)增添0.1、5和10倍的標(biāo)準(zhǔn)差的均勻噪聲后,再次提取地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征,其特征提取結(jié)果與其實(shí)際特征逼近情況(如圖3所示):

        圖3 均勻噪聲干擾下特征提取穩(wěn)健性對比圖

        由圖3可知:隨著噪聲倍數(shù)的增加,三組方法提取到的特征穩(wěn)健性,均出現(xiàn)不同程度的降低。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差的均勻噪聲達(dá)到10倍時,基于量子熵的特征提取方法和自適應(yīng)特征提取方法,提取到的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征初始和結(jié)束趨勢,與實(shí)際地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征初始和結(jié)束趨勢已經(jīng)完全不一致,受到標(biāo)準(zhǔn)差的均勻噪聲干擾嚴(yán)重;然而研究方法取到的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢征,雖然與實(shí)際地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征過程存在差異,但是提取到的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征初始和結(jié)束趨勢,與實(shí)際地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征初始和結(jié)束趨勢仍然完全一致。由此可見,此次研究方法,受到標(biāo)準(zhǔn)差的均勻噪聲影響較小,提取地質(zhì)測量數(shù)據(jù)長期趨勢特征穩(wěn)健性較優(yōu)。

        3.結(jié)束語

        此次研究根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征的時間域、空間域、時空域等特點(diǎn),建立復(fù)雜地質(zhì)測量數(shù)據(jù)模型,通過多尺度特征之間的相互關(guān)系,提取復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征,增強(qiáng)特征提取的穩(wěn)健性。但是此次研究仍然存在一定的不足,在今后的研究中,還需深入研究復(fù)雜地質(zhì)測量中多尺度特征提取的便捷性,增強(qiáng)多尺度特征提取的自動化程度。

        猜你喜歡
        特征提取特征方法
        如何表達(dá)“特征”
        基于Gazebo仿真環(huán)境的ORB特征提取與比對的研究
        電子制作(2019年15期)2019-08-27 01:12:00
        不忠誠的四個特征
        抓住特征巧觀察
        一種基于LBP 特征提取和稀疏表示的肝病識別算法
        可能是方法不對
        用對方法才能瘦
        Coco薇(2016年2期)2016-03-22 02:42:52
        四大方法 教你不再“坐以待病”!
        Coco薇(2015年1期)2015-08-13 02:47:34
        捕魚
        基于MED和循環(huán)域解調(diào)的多故障特征提取
        成熟丰满熟妇av无码区| 冲田杏梨av天堂一区二区三区| 精品国产日韩亚洲一区在线| 欧美v国产v亚洲v日韩九九| 久久久日韩精品一区二区三区| 亚洲国产成人久久一区www妖精| 日韩精品国产一区二区| 中文字幕人妻在线少妇| yw尤物av无码国产在线观看| 亚洲欧美国产日韩天堂在线视| 白白视频在线免费观看| 日本久久精品视频免费| 正在播放国产多p交换视频| 亚洲男人天堂2019| 美女扒开内裤露黑毛无遮挡| 最新日本人妻中文字幕| 中国女人内谢69xxxx免费视频| 91麻豆精品激情在线观看最新| 日本最新在线一区二区| 青青草在线免费视频播放| 国产成本人片无码免费2020| 久久中文字幕无码一区二区| 亚洲中文字幕亚洲中文| 中文字幕无码成人片| www国产精品内射熟女| 亚洲国产AⅤ精品一区二区不卡| 亚洲精品一区二区成人精品网站| 女人色熟女乱| 91av手机在线观看| 成人短篇在线视频夫妻刺激自拍 | 色欲一区二区三区精品a片| 精品日韩欧美一区二区在线播放| 精品国产一区二区三区香蕉| 女同在线网站免费观看| 欧美变态另类刺激| 中文字幕第1页中文字幕在| 亚洲av乱码国产精品观看麻豆| 欧美奶涨边摸边做爰视频 | 亚洲区小说区图片区| 中国av一区二区三区四区| 少妇伦子伦情品无吗|