几种常用CT图像分割算法分析和探讨

图像分割是数字图像处理的一个经典难题。其分割质量的好坏直接影响到图像处理的后续工作。因而在理论研究和实际应用中受到研究人员的广泛重视。本文在总结了过去的分割方法基础上,就目前常用几种分割方法进行实验研究。主要包括阈值分割、LOG算子分割、FCM聚类分割、分水岭分割,并结合CT图像进行图像分割。文章阐述了各种分割方法的概念及原理,并在此基础上对分割结果进行了分析和探讨,得出各种方法的优点和不足。这些实验结论将为后续研究提供科学依据。     

Snowpack response in the Assiniboine-Red River basin associated with projected global warming of 1.0 °C to 3.0 °C

This study assesses snow response in the Assiniboine-Red River basin, located in the Lake Winnipeg watershed, due to anthropogenic climate change. We use a process-based distributed snow model driven by an ensemble of eight statistically downscaled global climate models (GCMs) to project future changes under policy-relevant global mean temperature (GMT) increases of 1.0 °C to 3.0 °C above the pre-industrial period. Results indicate that basin scale seasonal warmings generally exceed the GMT increases, with greater warming in winter months. The majority of GCMs project wetter winters and springs, and drier summers, while autumn could become either drier or wetter. An analysis of snow water equivalent (SWE) responses under GMT changes reveal higher correlations of snow cover duration (SCD), snowmelt rate, maximum SWE (SWE_max) and timing of SWE_max with winter and spring temperatures compared to precipitation, implying that these variables are predominantly temperature controlled. Consequently, under the GMT increases from 1.0 °C to 3.0 °C, the basin will experience successively shorter SCD, slower snowmelt, smaller monthly SWE and SWE_max, earlier SWE_max, and a transition from snow-dominated to rain-snow hybrid regime. Further, while the winter precipitation increases for some GCMs compensate the temperature-driven changes in SWE, the increases for most GCMs occur as rainfall, thus limiting the positive contribution to snow storage. Overall, this study provides a detailed diagnosis of the snow regime changes under the policy-relevant GMT changes, and a basis for further investigations on water quantity and quality changes.     

流域治理研究进展与我国流域治理体系框架构建

从流域治理协调机构、流域治理机制、流域治理法治化等3个方面对国内外流域治理进行了综述,并构建我国现代流域治理体系框架:建立全国性流域协调机构,实行流域集中统一治理,化解流域治理中的“集体行动困境”;推进流域治理法治化,完善以流域为单位的综合立法原则,健全整体性的流域治理法律法规内容,加强联合执法力度,促进立法、行政、司法的无缝对接,增强流域治理效能;树立山水林田湖草系统治理思维,建立流域整体化治理体制机制,促进流域治理多元化,推动区域一体化和部门协同化,实现流域治理的整体化、系统化。     

以地形为基础的HSC产流模型在辽西半干旱丘陵流域的适用性

采用以地形为基础的HSC产流模型(HAND-based storage capacity curve),以典型半干旱丘陵区的辽宁省叶柏寿流域为研究区,检验模拟效果。在只改变产流模块的情况下,把HSC线型同HBV(hydrologiska byrans vattenbalansavedlning)模型的beta函数、新安江模型的蓄水容量曲线、基于雨强阈值的超渗模型进行比较后发现,在进行长时间序列模拟时,极端高洪峰流量过程对径流的模拟结果有很强的影响。传统模型依赖参数率定,普遍存在参数过拟合现象,即为了提高洪峰流量模拟精度,导致优化的产流参数严重背离物理意义和假设。研究提出的产流模型基于HSC线型并耦合根系区蓄水容量反演的MCT方法,参数物理意义明确且无需率定,可避免传统模型存在的为提高对少数洪峰流量的模拟精度而产生的参数过拟合现象,因此在率定期和验证期其洪水模拟精度表现更为可靠和稳定。     

基于水土耦合的沟床起动型流体运动过程模拟研究

建立考虑沟床侵蚀、坡面汇流以及沟道上空降雨共同作用下沟道流体运动的水土耦合模型,可以为流域风险评估、防灾减灾以及潜在泥石流沟判识等提供理论依据。通过对沟道流体对沟床可移动固体物源的侵蚀过程进行分析,并将其与具有时空变异性的坡面汇流及沟道上空降雨进行合理耦合,建立了小流域沟道流体运动的水土耦合模型;采用有限差分法对流体运动水土耦合模型进行时空离散,得到了沟道流体运动数值离散模型;在此基础上,基于MATLAB语言编写了流体运动数值离散模型的求解程序;同时,以来流流量及沟槽坡度为控制变量开展了室内模型实验,观测不同工况条件下沟槽控制点处流体流深、流速以及流体容重的变化情况。通过对所得到的12组水槽实验的实验结果进行数据分析,发现在沟槽坡度保持不变的条件下,沟槽控制点处流体流深及流体流速与来流流量之间呈正相关关系,流体容重与来流流量之间呈负相关关系;同时,将沟槽控制点处流体流深、流速以及流体容重的数值求解结果与实验测量结果进行对比分析,发现流体流速及流体容重的模拟精度均高于90%,流体流深的模拟精度高于80%。表明所建立的小流域沟道流体运动的水土耦合模型基本合理,所采用的数值离散方法及所编写的模型求解程序较为可行。     

基于分水岭和区域合并的图像分割算法*

提出一种应用分水岭与区域合并相结合的图像分割算法.本方法首先利用数学形态学分水岭算法对图像进行分割,然后对分割后的图像进行相似区域合并,以减少分水岭方法产生的过分割现象,从而得到较好的分割效果.     

鄱阳湖流域水分盈亏时空变化特征分析

根据1960~2014年鄱阳湖流域13个气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith法、Mann-Kendall趋势检验法和相关分析法,研究鄱阳湖流域水分盈亏量时空分布变化趋势及其与气象因子的关系。研究结果表明:鄱阳湖流域近55 a来水分盈亏量多年平均盈余为565.88 mm,空间上呈由西北向东北和由西南向东北逐渐递增的趋势;水分盈亏量年内分布呈秋季亏缺,其他季节盈余,水分盈余量表现为春季夏季冬季秋季;在研究时段内流域各地水分盈余量均呈增加趋势,但各季节水分盈余量变化存在一定的差异性,其中春季和秋季呈减少趋势,但趋势不明显,而夏季和冬季均呈显著的增加趋势(p0.05)。鄱阳湖流域水分盈亏量与降雨、日照时数和日最高气温关系密切,流域年水分盈余量的增加是由于夏季和冬季降水量的增加、日照数和风速的减少。     

GIS技术在清洁小流域治理中的应用

GIS技术有便捷的数据管理、强大的空间分析和直观的三维可视化能力,在清洁小流域治理中应用GIS技术,可有效地实现海量数据管理、复杂空间分析与决策支持,为实现美丽乡村提供强大技术支撑。以河南省淅川县草庙沟小流域为例,详细介绍了利用GIS技术进行清洁小流域治理的技术路线。利用GIS技术,可在高分辨率影像上获取准确的各级汇水区、植被覆盖信息和地类信息,再结合实测水质数据和土壤、污染、降雨等调查数据,以清洁小流域示范工程技术指南为技术标准,可便捷直观地划分小流域的各治理分区、进行三维施工设计、经费测算和效益分析。因此,GIS技术的利用可有效提升清洁小流域的管理能力。     

生态清洁小流域监测及后评价初探

生态清洁小流域监测及后评价对于生态清洁小流域建设效果评估和指导生态清洁小流域后期建设具有重要意义,但目前为止,关于生态清洁小流域建设后的监测及后评价方面的研究较少。鉴于此,以生态清洁小流域作为研究对象,从建设目标的角度出发,针对性选取了对生态清洁小流域建设效果评价具有代表性的监测因子,并简述了监测方法。同时,综合考虑生态清洁小流域"自然-社会-经济"特点,从社会和自然环境两大方面选取10个指标构建生态清洁小流域后评价指标体系,给出了评价方法和评价标准。该研究结果可为生态清洁小流域建设效果评价提供理论依据。     

洪积扇区域渠系工程设计洪水计算探究——以乌鲁木齐河分洪工程为例

通过对乌鲁木齐河分洪工程渠道沿线洪沟洪水的成因分析,对于山区河沟,采用水文比拟法计算出各河沟出山口处的洪水,对于出山口以下纯坡面区域,采用推理公式法计算其小流域暴雨洪水。根据沿线典型洪沟调查洪峰与推理公式法计算洪峰的拟合情况,率定出计算参数m为Ⅲ类,R=1.1、r1=0.76。对小东沟、乌什城沟出山口断面与渠线断面分别进行洪水调查,可知山区河沟出山口以后每公里河长洪峰衰减率为3.7%~3.9%。利用谷歌卫星地图结合现场调查,将分洪渠道沿线洪沟划分为各个相对独立的区域,对每一个区域分别计算出上游山区衰减至渠线断面的洪水和洪积扇区间洪水后,按照调查洪峰流量的比例将该区域洪峰总量分配到区域内与渠线相交的各个洪沟断面,基于工程安全性考虑,对于有汊流的洪沟,其最终设计洪水成果按加成20%进行处理。