Remote sensing of water depths in shallow waters via artificial neural networks     

Özçelik Ceyhun  Arısoy Yalçın 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2010

Determination of the water depths in coastal zones is a common requirement for the majority of coastal engineering and coastal science applications. However, production of high quality bathymetric maps requires expensive field survey, high technology equipment and expert personnel. Remotely sensed images can be conveniently used to reduce the cost and labor needed for bathymetric measurements and to overcome the difficulties in spatial and temporal depth provision. An Artificial Neural Network (ANN) methodology is introduced in this study to derive bathymetric maps in shallow waters via remote sensing images and sample depth measurements. This methodology provides fast and practical solution for depth estimation in shallow waters, coupling temporal and spatial capabilities of remote sensing imagery with modeling flexibility of ANN. Its main advantage in practice is that it enables to directly use image reflectance values in depth estimations, without refining depth-caused scatterings from other environmental factors (e.g. bottom material and vegetation). Its function-free structure allows evaluating nonlinear relationships between multi-band images and in-situ depth measurements, therefore leads more reliable depth estimations than classical regressive approaches. The west coast of the Foca, Izmir/Turkey was used as a test bed. Aster first three band images and Quickbird pan-sharpened images were used to derive ANN based bathymetric maps of this study area. In-situ depth measurements were supplied from the General Command of Mapping, Turkey (HGK). Two models were set, one for Aster and one for Quickbird image inputs. Bathymetric maps relying solely on in-situ depth measurements were used to evaluate resultant derived bathymetric maps. The efficiency of the methodology was discussed at the end of the paper. It is concluded that the proposed methodology could decrease spatial and repetitive depth measurement requirements in bathymetric mapping especially for preliminary engineering application.  相似文献   

风暴分类识别技术在人工防雹中的应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

方德贤  李红斌  董新宁  丁建芳  濮文耀 《气象》2016,42(9):1124-1134

利用新一代多普勒天气雷达资料,在风暴跟踪识别算法的基础上,发展了风暴分类技术,以提高人工防雹作业指挥的效率。首先以SCIT算法为基础,结合风暴的结构特征,综合利用雷达、探空资料,自动提取风暴结构特征指数;其次采用基于决策树模型的风暴自动分类技术,将风暴按强度分为雷雨云、单体风暴、多单体风暴和强风暴;最后根据风暴强度、高度和位置等属性,对有可能产生冰雹的单体,结合GIS,自动对下游方向或附近作业点进行预警或输出作业参数。通过对2006—2014年期间重庆、辽宁大连和河南三门峡三地发生的较为典型的31次冰雹天气过程、182站次冰雹样本的检验来看:该方法通过对风暴按强度、垂直结构等综合属性进行分类,能有效提高冰雹识别的命中率、降低空报率,其中强风暴的命中率能达到100%,空报率仅为11.4%。能有效提高人工防雹作业的自动化程度,对防雹作业的科学决策有着重要参考作用。  相似文献   

哈密地区空中水汽及增水潜力分析     

卓世新  李如琦  苗运玲  冯桂红 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2016,10(6):68-72

采用哈密地区6站1975—2014年逐日地面水汽压和降水量资料,计算了哈密各站的大气可降水量、有效空中水资源量、自然降水产出率和人工增水潜力值,并分析了各量的时空分布特征。结果表明:哈密地区年平均整层大气可降水量为2560~4327 mm,年均有效空中水资源量约为232~828 mm,占整层大气可降水量的1/4~1/10;年均自然降水产出率在9%~28%,自然降水产出率与降水量成正比关系。哈密地区的年人工增水潜力理论计算值在844~2399 mm之间,潜力值在夏季最大,巴里坤和伊吾明显多于其它区域。  相似文献   

利用双线偏振雷达分析人工防雹作业效果     

陈羿辰  张龙斌  金永利  马建立  嵇磊  秦睿 《气象科技》2016,44(3):479-488

以北京市平谷区2011年6月11日防雹作业为例,利用双线偏振雷达资料,选取与作业区条件十分接近的云块为对比区,根据回波移动方向和速度,跟踪分析在不同高度上防雹作业前后云体宏观结构特征和粒子相态等微物理变化过程。作业后云体所呈现特征为:1作业区的云顶高度、强回波中心高度迅速下降,对比区变化不明显;2作业区水平反射率Zh减小,差分反射率Zdr、零相关系数ρhv增大,单位差分传播相移Kdp小范围内波动,对比区Zh、Zdr、Kdp变化不明显;ρhv增大;3作业区对流减弱,高层较大冰雹粒子、大雨滴下沉明显,最终以霰粒子为主;而对比区域则对流仍然旺盛,冰雹粒子有增多趋势。以上特征表明防雹作业可有效抑制冰雹胚胎成长为冰雹的过程,通过偏振雷达观测参量可对防雹作业效果进行较好的验证。  相似文献   

一种裸露土壤湿度反演方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

张清河  徐飞  朱国强 《测绘科学》2016,41(2):11-14

针对目前土壤湿度反演方法研究较少且缺少实时性的现状,该文提出一种土壤湿度反演方法——最小二乘支持向量机技术。以积分方程模型为正向算法,数值模拟不同雷达参数(频率、入射角及极化)下后向散射系数随土壤含水量和地表粗糙度的变化情况。经过数据敏感性分析,选取C-波段和X-波段、小入射角下的同极化后向散射系数作为支持向量回归的训练样本信息;经过适当的训练,利用支持向量回归技术对土壤含水量进行了反演研究;并考虑通过多频率、多极化、多入射角数据的组合,消除地表粗糙度的影响,提高反演精度。模拟结果表明,该方法反演土壤湿度具有较高的精度和较好的实时性;同时,与人工神经网络方法的结果比较,证明了该方法的有效性,为土壤湿度的反演研究提供了一种方法。  相似文献   

Integrating cellular automata,artificial neural network,and fuzzy set theory to simulate threatened orchards: application to Maragheh,Iran   总被引：1，自引：0，他引：1  

Mehdi Azari  Amin Tayyebi  Marco Helbich  Mohsen Ahadnejad Reveshty 《地理信息系统科学与遥感》2016,53(2):183-205

Urbanization processes challenge the growth of orchards in many cities in Iran. In Maragheh, orchards are crucial ecological, economical, and tourist sources. To explore orchards threatened by urban expansion, this study first aims to develop a new model by coupling cellular automata (CA) and artificial neural network with fuzzy set theory (CA–ANN–Fuzzy). While fuzzy set theory captures the uncertainty associated with transition rules, the ANN considers spatial and temporal nonlinearities of the driving forces underlying the urban growth processes. Second, the CA–ANN–Fuzzy model is compared with two existing approaches, namely a basic CA and a CA coupled with an ANN (CA–ANN). Third, we quantify the amount of orchard loss during the last three decades as well as for the upcoming years up to 2025. Results show that CA–ANN–Fuzzy with 83% kappa coefficient performs significantly better than conventional CA (with 51% kappa coefficient) and CA–ANN (with 79% kappa coefficient) models in simulating orchard loss. The historical data shows a considerable loss of 26% during the last three decades, while the CA–ANN–Fuzzy simulation reveals a considerable future loss of 7% of Maragheh’s orchards in 2025 due to urbanization. These areas require special attention and must be protected by the local government and decision-makers.  相似文献   

X形冻结管温度场变化规律研究          下载免费PDF全文

胡俊  张皖湘  李艳荣 《探矿工程》2016,43(3):69-74

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工耗电的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形截面冻结管作一简单介绍,运用有限元软件对X形截面冻结管单管冻结时的温度场变化规律进行研究,同时与圆形、方形、工字形、T形和Y形冻结管单管冻结时的温度场进行对比分析,主要得出结论为：虽然X形等异形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布,离冻结管越近温度越低;冻结20天时,X形冻结管-10 ℃圆形冻土帷幕半径发展到200 mm,冻结30天时发展到240 mm,冻结40天时达到约300 mm;与圆形冻结管相比,异形冻结管在保证冻结效果的基础上可大大减少施工耗电量,经济效益显著。  相似文献   

基于神经网络的南太平洋长鳍金枪鱼渔场预报   总被引：2，自引：1，他引：1  

ESMAEILZADEH Marjan  KARBASSI Abdolrez  MOATTAR Faramarz 《海洋学报(英文版)》2016,35(10):28-36

南太平洋长鳍金枪鱼是我国远洋渔业的重点捕捞对象;对南太平洋长鳍金枪鱼进行准确的渔场预报;可以提高捕捞效率;提高渔业的生产能力。本研究根据1993-2010年南太平洋长鳍金枪鱼的延绳钓生产数据以及海洋卫星遥感数据（海水表面温度;SST;海面高度;SSH）和ENSO（El Niño-Southern Oscillation）指标;采用DPS（data processing system）数据处理系统中的BP人工神经网络模型;以渔获产量（单位时间的渔获尾数）和单位捕捞努力量渔获量（CPUE;Catch per unit of effort）分别作为中心渔场的表征因子;并作为BP模型的输出因子;以月、经度、纬度、SST、SSH和ENSO指标等作为输入因子;分别构建4-3-1;5-4-1;5-3-1;6-5-1;6-4-1;6-3-1等BP模型结构;比较渔场预报模型优劣。研究结果表明;以CPUE作为输出因子的BP人工神经网络结构总体上较优;其中以6-4-1模型结构为最优;相对误差只有0.006 41。研究认为;以CPUE为输出因子的6-4-1结构的人工神经网络模型;能够准确预报南太平洋长鳍金枪鱼的渔场位置。  相似文献   

津冀海岸线现状、变化特征及保护建议   总被引：1，自引：0，他引：1  

施佩歆  王福  商志文  康慧  肖国强  杨吉龙  李建芬  姜兴钰  陈永胜  田立柱  李勇 《地质通报》2016,35(10):1630-1637

根据覆盖全区的3期遥感影像和实地调查,以及对滨海新区和滦河口2个典型区更深入的案例研究(包括回溯至1870年、1950年的基准岸线及逐年遥感信息),对津冀沿海海岸线现状进行解译和分类,并分析岸线变化特征及成因。津冀沿海现状岸线总长度894km,可以划分为自然岸线、半开发岸线和人工岸线3类,长度分别为90km、329km和475km。1950年以前为自然因素主导的岸线变化,1950年以后变为人类活动主导的岸线向海推进,逐渐加强的人类活动至2010年达到顶峰。在全球海面上升和区域地面下沉的大背景下,海岸线的自然演化趋势应该是向陆蚀退,但是人类活动主导的岸线变化却表现为违反自然趋势的向海推进。今后,向海推进最前沿的围海造陆区将受到来自海洋越来越强烈的影响,亟需加强监测和防护。兼顾环境保护与开发两方面的长远需求,建议赋予海岸线新的定义与内涵,划定岸线保护红线,恢复部分岸线的自然属性。  相似文献   

基于人工鱼群算法和SCA等效理论的井中横波速度预测方法     

魏忠宇  刘财  郭智奇  张冰  刘喜武 《世界地质》2018,37(1):282-288

在建立页岩岩石物理模型的基础上,根据等效自相容近似(SCA)岩石物理模型,构建出岩石的纵波速度、横波速度与岩石密度、组分和孔隙度等的定量关系,得出使理论纵波速度和实际纵波速度最接近的孔隙纵横比,进而将该孔隙纵横比作为约束条件来实现横波速度预测。反演算法利用人工鱼群算法来计算最佳孔隙纵横比,并将预测的横波速度与实际测得的横波速度对比,证明了人工鱼群算法的有效性。  相似文献