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基于修正后直方图不变矩的符号图像变化检测

武汉大学学报（信息科学版） 2005年第2期30卷 150-153页

作者：周军其薛存金孙家抦武汉大学遥感信息工程学院武汉市珞喻路129号430079

提出了基于修正后的直方图不变矩对符号图像进行变化检测的算法。该算法的主要思想是首先计算图像直方图不变矩,然后用两幅符号图像之间的相关系数来修正,利用修正后的不变矩来检测符号图像变化。该方法解决了Hu不变矩在检测符号... 详细信息

提出了基于修正后的直方图不变矩对符号图像进行变化检测的算法。该算法的主要思想是首先计算图像直方图不变矩,然后用两幅符号图像之间的相关系数来修正,利用修正后的不变矩来检测符号图像变化。该方法解决了Hu不变矩在检测符号图像变化时难以克服的灰度变化问题。结果表明,该算法对符号图像的对比度和灰度有较强的抵抗能力,能够提高符号图像变化的检测率和控制误测率。

关键词： Hu不变矩修正的直方图不变矩符号图像变化检测

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SAR图像的自适应边缘保持去噪滤波

应用科学学报 2011年第1期29卷 44-50页

作者：薛存金温晓阳董庆中国科学院数字地球重点实验室北京100094 中国科学院对地观测与数字地球科学中心北京100094

针对目前SAR图像斑点噪声滤波算法在噪声去除和边缘保持方面同时性上的不足,该文基于SAR图像噪声识别和边缘检测,提出适用于同质区域和边缘区域的自适应SAR图像去噪滤波方法.该方法根据SAR图像斑点噪声、边缘位置、边缘方向信息,动态改... 详细信息

针对目前SAR图像斑点噪声滤波算法在噪声去除和边缘保持方面同时性上的不足,该文基于SAR图像噪声识别和边缘检测,提出适用于同质区域和边缘区域的自适应SAR图像去噪滤波方法.该方法根据SAR图像斑点噪声、边缘位置、边缘方向信息,动态改变滤波器模板的尺寸和形状,实现SAR图像斑点噪声去除,同时保持图像边缘和纹理信息与细微结构.以2010年8月15日北极地区RADARSAT-2 SAR HH图像为例,将本文的方法与典型空域滤波法进行对比分析,定量分析结果表明所提方法的可行有效.

关键词：自适应滤波去噪方法边缘保持 SAR图像

一种顾及级联时空变化描述的土地利用变更数据模型

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中国土地科学 2011年第11期25卷 81-87页

作者：谢炯张丰薛存金中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 浙江大学浙江省资源与环境信息系统重点实验室浙江杭州310028 中国科学院对地观测与数字地球科学中心中国科学院数字地球科学重点实验室北京100191

研究目的：研究能够支持土地利用综合历史回溯、变更历史回退等高级土地利用查询处理功能的新型土地利用变更数据模型。研究方法：对传统基于事件模型进行扩展，并将扩展后的模型进行系统实现和应用验证。研究结果：以事件驱动、基于时... 详细信息

研究目的：研究能够支持土地利用综合历史回溯、变更历史回退等高级土地利用查询处理功能的新型土地利用变更数据模型。研究方法：对传统基于事件模型进行扩展，并将扩展后的模型进行系统实现和应用验证。研究结果：以事件驱动、基于时空过程描述的新型土地利用变更数据模型，能有效对土地利用级联时空变化建模，并构建全息时空数据库。研究结论：所提出的变更数据模型能够跟踪记录土地利用变迁过程，为实现高级土地利用查询处理功能建立了数据结构基础。

关键词：土地利用变更数据模型时空过程时空变化事件

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不确定性对象表达及其时空拓扑研究

地球信息科学 2009年第4期11卷 475-481页

作者：薛存金苏奋振中国科学院对地观测与数字地球科学中心中国科学院数字地球科学重点实验室北京100191 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

不确定性对象时空拓扑关系研究的滞后,严重制约了时空推理与分析的进展。文中分析了时空对象空间信息与时间信息不确定性,并引入Rough集理论的上、下近似集概念对不确定性对象进行表达。另外,根据时空对象空间与时间信息的确定性与否,... 详细信息

不确定性对象时空拓扑关系研究的滞后,严重制约了时空推理与分析的进展。文中分析了时空对象空间信息与时间信息不确定性,并引入Rough集理论的上、下近似集概念对不确定性对象进行表达。另外,根据时空对象空间与时间信息的确定性与否,把时空对象归纳为4种类型,时空对象间的时空拓扑描述框架归纳为10种。再是,基于点集理论、Egenhofer的空间拓扑与舒红的时态拓扑关系研究成果,给出4-交扩展模型的时空拓扑描述框架,并得出类型I对象间的时空拓扑是最基本的拓扑关系,类型IV对象间的拓扑关系是最复杂的拓扑关系,其他类型对象间的时空拓扑都可通过类型对象I间的和类型对象IV间的时空拓扑演绎而得。最后,鉴于不确定性对象时空拓扑的复杂性,给出不确定性拓扑描述表达的流程体系。

关键词：不确定性对象表达时空拓扑上下近似集

基于空间尺度的海洋信息提取 ——以海洋锋的提取为例

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基于空间尺度的海洋信息提取 ——以海...

作者：薛存金武汉大学

学位级别：硕士

随着“数字海洋”战略的提出,海洋信息的自动提取已逐渐引起国内外海洋学家的兴趣。在众多的海洋信息中,海洋锋（温度锋、盐度锋和密度锋）的研究不仅对海洋渔业有重要的意义,而且对国防和生产都有重要的影响,因而海洋锋信息的自动提取... 详细信息

随着“数字海洋”战略的提出,海洋信息的自动提取已逐渐引起国内外海洋学家的兴趣。在众多的海洋信息中,海洋锋（温度锋、盐度锋和密度锋）的研究不仅对海洋渔业有重要的意义,而且对国防和生产都有重要的影响,因而海洋锋信息的自动提取在近几年得到广泛关注。海洋锋信息的提取是提取海洋水体问的边缘信息,是属于海洋要素场高频信息的提取。由于海洋锋本身的弱边界和强边界共存的特性,利用典型的边缘提取算子（Guass算子、Robert算子、Sobel、Prewitt算子和Kirsch算子）提取边缘信息达到理想的效果。阈值选取的过大,弱边界信息和噪声信息均被屏蔽掉,弱边界信息损失较为严重;若阈值选取得过小,弱边界信息得以保留的同时,噪声干扰也较为严重,两者很难达到一个理想的折中。本文首先从认知理论和空间尺度理论说明了现实世界中的地理实体具有依赖于空间尺度的特性,地理实体只有在特定的尺度下进行描述,并在特定的尺度下进行提取才具有现实意义和科学意义。在此基础上分析了海洋锋的多尺度表达和海洋锋信息在各个尺度间的分布特征,并探讨了利用最佳尺度进行海洋锋提取的可行性。 20世纪60年代发展起来的数学形态学,在多尺度分析方面具有独特的优点。其核心概念:结构元素可以通过形态学的基本概念和基本性质,形成结构元素序列。序列结构元素尺寸与地理实体的空间尺度之间存在着一一对应的关系。在分析结构元素尺寸与形态学梯度性质的基础上,利用相邻结构元素尺寸之间的梯度图像差值和边缘图像的信息熵,设计最佳结构元素尺寸的自适应算法来进行海洋锋的提取。以MODIS-SST和NOAA-SST遥感影像数据作为实验数据,把提取的结果与利用典型算子提取的结果进行比较,试验结果表明:最佳结构元素尺寸的自适应算法在稳健性、连续性、定位精度和对比度上都能够较好的提取出海洋锋信息,并优于典型的梯度算子。 20世纪80年代发展起来的小波理论,被誉为是数学分析的显微镜。在分析小波多尺度分析的基础上,讨论了边缘提取对小波基函数选择的要求和几种常见小波的基本性质,得出利用Harr小波进行边缘提取的可行性。分析了海洋锋信息和噪声信息在各个尺度上分布特征和两者在分布上的差异,设计了基于小波最佳尺度的海洋锋提取算法。对海洋锋信息进行Harr小波分解后形成的水平细节图像序列、垂直细节图像序列和对角线细节图像序列分别进行边缘点的选取、噪声点的去除和边缘的连接,形成水平细节图像、垂直细节图像和对角线细节图像,最后通过Harr小波重构形成最终的海洋锋图像。在最后利用MODIS-SST和NOAA-SST作为试验数据,利用此算法与典型梯度算子进行边缘提取并进行比较分析得出:该算法能够提取出各个尺度上的海洋锋信息。总之,本文主要解决了以下3个问题:（1）遥感要素场中海洋锋尺度是多少（what）;（2）现实世界中海洋锋的尺度是多少（what）;（3）如何选择最佳的尺度（算子）进行匹配来达到最佳的信息提取效果（how）。

关键词：海洋锋空间尺度形态学梯度结构元素小波理论 Harr小波最佳尺度

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时空数据模型的研究现状与展望

地理与地理信息科学 2010年第1期26卷 1-6页

作者：薛存金谢炯中国科学院对地观测与数字地球科学中心数字地球科学重点实验室北京100191 中国科学院地理科学与资源研究所资源环境信息国家重点实验室北京100101

分析了时空表达与建模理论的5个发展阶段:基于静态数据模型扩展、面向对象表达、基于对象变化(事件序列)、时空集成和以过程为核心的时空数据模型;阐述了时空数据模型在时空动态语义、地理时空认知表达和地球信息科学解决的基本问题方... 详细信息

分析了时空表达与建模理论的5个发展阶段:基于静态数据模型扩展、面向对象表达、基于对象变化(事件序列)、时空集成和以过程为核心的时空数据模型;阐述了时空数据模型在时空动态语义、地理时空认知表达和地球信息科学解决的基本问题方面的研究现状,并指出由于现有时空数据模型主要以地理实体存在状态的"对象视图"或"事件视图"(而不是演变特性的"过程视图")作为表达载体,割裂了其内在联系,无法实现复杂地理实体的时空语义描述和动态过程分析。最后,提出以地理实体演变为核心的时空语义描述方法和融入地理对象、变化机制、对象变化的时空动态表达将是时空表达与建模理论的发展趋势。

关键词：时空数据模型动态语义表达框架变化机制

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过程——一种地理时空动态分析的新视角

地球科学进展 2022年第1期37卷 65-79页

作者：薛存金苏奋振何亚文中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 可持续发展大数据国际研究中心北京100094 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580

地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象... 详细信息

地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象的时间连续性,限制了地理时空动态的分析能力。把产生、发展和消亡的动态演变抽象为地理过程,从演变过程的尺度,提出一种新的地理时空分析方法。首先,提出"地理过程—演变序列—时刻状态"的分解抽象和逐级包含的地理时空过程语义,并基于"节点—边"的图思想建立地理时空过程图表达方法和存储模型,实现地理对象(节点)和对象演变行为(边)一体化表达和存储;其次,以地理过程为基本单元,设计"地理状态对象提取—演变序列追踪—过程对象重构"的过程对象提取方法,并基于节点的出度(该节点引起其他节点变化的边的个数)和入度(其他节点引起本节点变化的边的个数)实现过程对象演变行为的识别;再次,以地理过程为分析尺度,拓展时空邻域为过程邻域、时空相似性为过程相似性,设计面向过程的地理时空挖掘方法,开展地理对象及其演变行为的时空模式挖掘;最后,以1950—2019年月尺度的太平洋海洋表面温度异常变化过程对象为例,挖掘了海洋表面温度异常变化结构及其行为,并分析了与ENSO类型之间的关联模式,验证了所提方法的可行性和适用性。

关键词：时空分析地理动态演变行为过程挖掘海洋环境异常变化

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面向过程的时空数据模型研究

测绘学报 2010年第1期39卷 95-101页

作者：薛存金周成虎苏奋振董庆谢炯中国科学院对地观测与数字地球科学中心中国科学院数字地球科学重点实验室北京100191 中国科学院地理科学与资源研究所资源环境信息国家重点实验室北京100101

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对... 详细信息

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。

关键词：时空过程模型过程对象连续渐变原型系统

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基于笛卡尔运算的时空拓扑关系研究

计算机工程与应用 2008年第21期44卷 20-24页

作者：薛存金苏奋振中科院地理资源所资源环境信息国家重点实验室海洋GIS中心

时空拓扑关系是时空数据模型和时空数据库的基础。在Allen’s的13种时态关系、Egenhofer’s的8种空间拓扑关系和舒红的8种时态拓扑关系分析的基础上,提出基于笛卡尔运算的时空框架集成体系。在此框架体系下,归纳出64种联合完备且互不相... 详细信息

时空拓扑关系是时空数据模型和时空数据库的基础。在Allen’s的13种时态关系、Egenhofer’s的8种空间拓扑关系和舒红的8种时态拓扑关系分析的基础上,提出基于笛卡尔运算的时空框架集成体系。在此框架体系下,归纳出64种联合完备且互不相交的时空拓扑关系,详细给出其几何表达和语义描述,并引入联合矩阵对其存储。鉴于时空拓扑概念邻居在时空动态分析和时空推理中的重要性及复杂性,在空间拓扑和时态拓扑概念邻居讨论的基础上,分析并给出时空拓扑关系概念邻居通用的描述过程和求解的算法流程。

关键词：笛卡尔运算时空拓扑联合矩阵概念邻居