2009年 第34卷 第4期
2009, 34(4): 379-382.
摘要:
提出了一种基于分形测度分析高光谱影像纹理的技术。根据高光谱影像纹理单元中相邻光谱矢量的相关关系构造方向性纹理特征,得到了一组纹理特征编码值,从纹理特征编码值本身、相同地物纹理特征编码自相似性和使用不同尺度测量纹理特征编码值构成的曲线所表现出来的幂指数关系三个方面,说明高光谱影像纹理特征编码曲线具有分形特征。设计了纹理特征编码曲线构建模型,采用纹理编码曲线的分形维值表征不同的纹理特征,达到区分和判别不同纹理的目的。试验表明,该方法对提取地物纹理特性具有可行性。
提出了一种基于分形测度分析高光谱影像纹理的技术。根据高光谱影像纹理单元中相邻光谱矢量的相关关系构造方向性纹理特征,得到了一组纹理特征编码值,从纹理特征编码值本身、相同地物纹理特征编码自相似性和使用不同尺度测量纹理特征编码值构成的曲线所表现出来的幂指数关系三个方面,说明高光谱影像纹理特征编码曲线具有分形特征。设计了纹理特征编码曲线构建模型,采用纹理编码曲线的分形维值表征不同的纹理特征,达到区分和判别不同纹理的目的。试验表明,该方法对提取地物纹理特性具有可行性。
2009, 34(4): 383-386.
摘要:
提出了一种建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取方法。首先构建了离散的建筑物屋顶LiDAR点的TIN模型,在TIN模型中根据点的空间几何关系,过滤整个三角网的边界线,从而过滤出初始边界点。在初始边界点构成的边界中,过滤出边界斜率变化显著的点作为拐点。利用所有的屋顶LiDAR点将拐点扩展,得到边界的扩展点,由扩展点构成的屋顶边界为最终提取的建筑物屋顶边界。
提出了一种建筑物LiDAR点云的屋顶边界提取方法。首先构建了离散的建筑物屋顶LiDAR点的TIN模型,在TIN模型中根据点的空间几何关系,过滤整个三角网的边界线,从而过滤出初始边界点。在初始边界点构成的边界中,过滤出边界斜率变化显著的点作为拐点。利用所有的屋顶LiDAR点将拐点扩展,得到边界的扩展点,由扩展点构成的屋顶边界为最终提取的建筑物屋顶边界。
2009, 34(4): 387-390.
摘要:
在介绍蜜蜂模型的基础上,提出产生最佳Tuned模板的蜜蜂交配算法,简称HBMTU算法。阐述了该算法与蜜蜂模型主要要素之间的映射关系和算法的具体运行步骤。通过对实际航空影像的实验表明,该算法能在现有方法提供最佳模板的基础上,使影像分类的质量有所提高。
在介绍蜜蜂模型的基础上,提出产生最佳Tuned模板的蜜蜂交配算法,简称HBMTU算法。阐述了该算法与蜜蜂模型主要要素之间的映射关系和算法的具体运行步骤。通过对实际航空影像的实验表明,该算法能在现有方法提供最佳模板的基础上,使影像分类的质量有所提高。
2009, 34(4): 391-394.
摘要:
通过不同遥感影像对常用的模糊聚类有效性指数进行测试,检验这些指数能否适用于遥感影像分类。实验结果证明,Xie-Beni系列指数能够有效地获得遥感影像最优分类数,相对于其他模糊聚类有效性指数更适用于遥感影像分类。
通过不同遥感影像对常用的模糊聚类有效性指数进行测试,检验这些指数能否适用于遥感影像分类。实验结果证明,Xie-Beni系列指数能够有效地获得遥感影像最优分类数,相对于其他模糊聚类有效性指数更适用于遥感影像分类。
2009, 34(4): 395-399.
摘要:
针对网络GIS海量DEM数据与有限带宽之间的矛盾,根据DEM数据特点和网络多分辨率渐进的应用需求,提出了一种在DEM各级分辨率具有良好精度性能、基于改进的JPEG2000高效无损压缩的DEM网络渐进传输方法。选用2/6整数小波分解DEM数据,利用辖区渐进压缩方法、压缩码流的索引文件检索码流实现了DEM的渐进传输。实验证明,2/6小波比标准中的5/3小波能够更好地在每级分辨率保持原始地形精度,相比传统方法,网络渐进传输时每级分辨率传输的数据量平均减少了90.29%。
针对网络GIS海量DEM数据与有限带宽之间的矛盾,根据DEM数据特点和网络多分辨率渐进的应用需求,提出了一种在DEM各级分辨率具有良好精度性能、基于改进的JPEG2000高效无损压缩的DEM网络渐进传输方法。选用2/6整数小波分解DEM数据,利用辖区渐进压缩方法、压缩码流的索引文件检索码流实现了DEM的渐进传输。实验证明,2/6小波比标准中的5/3小波能够更好地在每级分辨率保持原始地形精度,相比传统方法,网络渐进传输时每级分辨率传输的数据量平均减少了90.29%。
2009, 34(4): 400-403.
摘要:
提出了用牛顿非线性迭代法同时反演大气参数和表层温度,该反演算法应用到我国渤海地区MODIS红外资料中,可反演得到中尺度范围内的大气温度、水汽廓线,其误差分别不超过1.5 K和18%。反演得到的表层温度、大气可降水量(TPW)和大气稳定度(TTI)与美国国家宇航局(NASA)MOD07产品相似。
提出了用牛顿非线性迭代法同时反演大气参数和表层温度,该反演算法应用到我国渤海地区MODIS红外资料中,可反演得到中尺度范围内的大气温度、水汽廓线,其误差分别不超过1.5 K和18%。反演得到的表层温度、大气可降水量(TPW)和大气稳定度(TTI)与美国国家宇航局(NASA)MOD07产品相似。
2009, 34(4): 404-408.
摘要:
给出了在主元分析(PCA)变换空间上求取DCV投影矩阵的方法(PCA+DCV),在保留所有鉴别信息的条件下,显著降低了算法复杂度,提高了运算效率。进一步提出了依据主元成分对应特征值进行适度权重的DCV识别方法(WPCA+DCV),一定程度上减小因光照、饰物遮挡等造成的面部变化带来的识别影响,增强表征信息,提高识别率。在ORL、YALE和AR人脸库上的实验结果证实了本方法的性能。
给出了在主元分析(PCA)变换空间上求取DCV投影矩阵的方法(PCA+DCV),在保留所有鉴别信息的条件下,显著降低了算法复杂度,提高了运算效率。进一步提出了依据主元成分对应特征值进行适度权重的DCV识别方法(WPCA+DCV),一定程度上减小因光照、饰物遮挡等造成的面部变化带来的识别影响,增强表征信息,提高识别率。在ORL、YALE和AR人脸库上的实验结果证实了本方法的性能。
2009, 34(4): 409-413.
摘要:
提出了一种基于准不变反射率地物的交叉定标方法,首先用MODTRAN模式从已知定标系数的影像中反演出反射率,然后计算出对应未知定标系数影像中相同准不变地物的辐射率,最后求出定标系数。将这种方法应用于CBERS-02卫星CCD影像定标,并用6S模式对CBERS-02和ETM+影像进行大气校正,比较用不同定标系数校正后的地物光谱曲线,得出在高反射率地物下,不同定标系数校正后的地物光谱曲线与ETM+的基本一致;低反射率地物下,单点定标系数误差较大,两点定标系数误差较小,用两点定标系数进行大气校正后植被信息得到明显增强。
提出了一种基于准不变反射率地物的交叉定标方法,首先用MODTRAN模式从已知定标系数的影像中反演出反射率,然后计算出对应未知定标系数影像中相同准不变地物的辐射率,最后求出定标系数。将这种方法应用于CBERS-02卫星CCD影像定标,并用6S模式对CBERS-02和ETM+影像进行大气校正,比较用不同定标系数校正后的地物光谱曲线,得出在高反射率地物下,不同定标系数校正后的地物光谱曲线与ETM+的基本一致;低反射率地物下,单点定标系数误差较大,两点定标系数误差较小,用两点定标系数进行大气校正后植被信息得到明显增强。
2009, 34(4): 414-417.
摘要:
采用基于小面积去除方法的中值SUSAN噪声点平滑方法,结合高分辨率遥感影像,对DSM中房屋点的提取进行了探讨。实验表明,本方法能有效地从DSM中提取绝大部分建筑物点,有助于建筑物的精确三维重建。
采用基于小面积去除方法的中值SUSAN噪声点平滑方法,结合高分辨率遥感影像,对DSM中房屋点的提取进行了探讨。实验表明,本方法能有效地从DSM中提取绝大部分建筑物点,有助于建筑物的精确三维重建。
2009, 34(4): 418-422.
摘要:
针对基于仿射不变特征的遥感影像匹配技术,提出了一种自动优化方法,以进一步提高匹配准确性。根据典型需求形成了两套优化实施方案,基于所提出的自动优化方法实现了相应具体算法。针对不同类型的多组影像,自动优化的效果与相应方案的预定目标一致,充分证明了本方法的有效性与适用性。
针对基于仿射不变特征的遥感影像匹配技术,提出了一种自动优化方法,以进一步提高匹配准确性。根据典型需求形成了两套优化实施方案,基于所提出的自动优化方法实现了相应具体算法。针对不同类型的多组影像,自动优化的效果与相应方案的预定目标一致,充分证明了本方法的有效性与适用性。
2009, 34(4): 423-426.
摘要:
提出了一种对象级的保边缘影像平滑算法。该算法利用空间聚类对影像进行多尺度分割,在分割过程中,提取出不同尺度下的符合凸面模型(convexity model)的影像对象(image object);依据对象的统计参数对影像对象进行筛选,符合要求的影像对象内部进行平滑处理,其余对象不受影响。利用该方法可以有效地去除噪声和无用小目标,在不破坏指定目标边缘的同时,实现影像的平滑处理。
提出了一种对象级的保边缘影像平滑算法。该算法利用空间聚类对影像进行多尺度分割,在分割过程中,提取出不同尺度下的符合凸面模型(convexity model)的影像对象(image object);依据对象的统计参数对影像对象进行筛选,符合要求的影像对象内部进行平滑处理,其余对象不受影响。利用该方法可以有效地去除噪声和无用小目标,在不破坏指定目标边缘的同时,实现影像的平滑处理。
2009, 34(4): 427-430.
摘要:
数码相机在拍摄与像素宽度相近的条纹时,像片上会出现莫尔条纹。针对数码相机莫尔效应的特点,选择了平行莫尔条纹,利用平行莫尔条纹的位移放大作用,可精确推算被摄条纹的微小移动。实验数据表明,100 m的摄影物距仍然有很高的测量精度。
数码相机在拍摄与像素宽度相近的条纹时,像片上会出现莫尔条纹。针对数码相机莫尔效应的特点,选择了平行莫尔条纹,利用平行莫尔条纹的位移放大作用,可精确推算被摄条纹的微小移动。实验数据表明,100 m的摄影物距仍然有很高的测量精度。
2009, 34(4): 431-435.
摘要:
首先研究了线元不确定性的εm模型,将该模型误差带边界线分为左边界线、右边界线、左误差半圆和右误差半圆四部分,利用代数的方法推导了这四部分误差带边界线的解析表达式;利用误差带边界线的解析表达式,绘出不确定性区域的图形,给出了平均误差带宽和误差带的面积作为线元不确定性的精度评估指标。
首先研究了线元不确定性的εm模型,将该模型误差带边界线分为左边界线、右边界线、左误差半圆和右误差半圆四部分,利用代数的方法推导了这四部分误差带边界线的解析表达式;利用误差带边界线的解析表达式,绘出不确定性区域的图形,给出了平均误差带宽和误差带的面积作为线元不确定性的精度评估指标。
2009, 34(4): 436-439.
摘要:
利用GRACE重力卫星2003年1月~2006年9月共计43个月的时变重力场数据,反演了长江流域水储量的变化。结果显示,基于GRACE数据的反演结果和CPC模型符合得相当好;若考虑低阶项的影响,对GRACE的反演结果有很明显的改进。
利用GRACE重力卫星2003年1月~2006年9月共计43个月的时变重力场数据,反演了长江流域水储量的变化。结果显示,基于GRACE数据的反演结果和CPC模型符合得相当好;若考虑低阶项的影响,对GRACE的反演结果有很明显的改进。
2009, 34(4): 440-443.
摘要:
通过改进卫星激光测高地面轨迹交叉点高差时间序列算法,利用各期ICESat观测值的交叉点和不同期间交叉点的高差组成高程变化的时间序列,探测东南极恩德比地地区近年来冰盖表面高程变化趋势,得到恩德比地2003~2007年冰盖高程变化趋势为4.79±0.13 cm/a。
通过改进卫星激光测高地面轨迹交叉点高差时间序列算法,利用各期ICESat观测值的交叉点和不同期间交叉点的高差组成高程变化的时间序列,探测东南极恩德比地地区近年来冰盖表面高程变化趋势,得到恩德比地2003~2007年冰盖高程变化趋势为4.79±0.13 cm/a。
2009, 34(4): 444-448.
摘要:
传统的局域增强系统认为影响用户和基准站伪距的观测误差是基本相同的,因而可通过伪距差分技术将这部分误差消除,但为发生电离层风暴时,叠加在基准站和用户伪距上的电离层延迟误差将会不同,因此会影响定位结果。本文利用CCDMA算法和DSCMA算法对电离层异常进行探测,并对伪距差分技术进行改进。仿真结果显示,这种方法可有效减小局部电离层异常对CATⅢ飞行阶段的威胁。
传统的局域增强系统认为影响用户和基准站伪距的观测误差是基本相同的,因而可通过伪距差分技术将这部分误差消除,但为发生电离层风暴时,叠加在基准站和用户伪距上的电离层延迟误差将会不同,因此会影响定位结果。本文利用CCDMA算法和DSCMA算法对电离层异常进行探测,并对伪距差分技术进行改进。仿真结果显示,这种方法可有效减小局部电离层异常对CATⅢ飞行阶段的威胁。
2009, 34(4): 448-453.
摘要:
针对精密多波束测量中多波束系统与GPS系统间存在时间延迟的问题,提出了两种确定时延的方法,即坐标匹配法和竖向时序相似法。前者需根据NMEA0183电文和NAV电文中坐标对及其对应时标确定时延;后者根据GPS与heave呈现船体垂直运动时序的一致性,通过质量控制、姿态改正和垂直运动波形的相似性来确定时延。两种方法在时延确定中均取得了较高的精度。
针对精密多波束测量中多波束系统与GPS系统间存在时间延迟的问题,提出了两种确定时延的方法,即坐标匹配法和竖向时序相似法。前者需根据NMEA0183电文和NAV电文中坐标对及其对应时标确定时延;后者根据GPS与heave呈现船体垂直运动时序的一致性,通过质量控制、姿态改正和垂直运动波形的相似性来确定时延。两种方法在时延确定中均取得了较高的精度。
2009, 34(4): 454-458.
摘要:
利用PSMSL全球海潮测量资料,分析了100多年以来全球海平面的年代际间变化特征,同时对区域变化特征进行了分析,得出全球海平面自30世纪70年代以来持续上升,全球海平面上升的区域变化特征明显,特别是最近30 a以来区域海平面变率增大。海平面变化的这种趋势和全球地面温度变化趋势相似。对几个有着较长时间记录的潮汐站测量资料进行了分析,从更长的时间尺度上调查了海平面的长期变化趋势。对全球潮汐测量资料的长期变化趋势分析后,得出在过去一个世纪里全球海平面呈现一个整体上升的趋势,在北大西洋和太平洋西部,海平面出现了近40 mm/a的上升量。
利用PSMSL全球海潮测量资料,分析了100多年以来全球海平面的年代际间变化特征,同时对区域变化特征进行了分析,得出全球海平面自30世纪70年代以来持续上升,全球海平面上升的区域变化特征明显,特别是最近30 a以来区域海平面变率增大。海平面变化的这种趋势和全球地面温度变化趋势相似。对几个有着较长时间记录的潮汐站测量资料进行了分析,从更长的时间尺度上调查了海平面的长期变化趋势。对全球潮汐测量资料的长期变化趋势分析后,得出在过去一个世纪里全球海平面呈现一个整体上升的趋势,在北大西洋和太平洋西部,海平面出现了近40 mm/a的上升量。
2009, 34(4): 459-462.
摘要:
提出了一种继承式多分辨率体素滤波算法,从机载激光扫描数据中获取森林地区的数字地面模型。该方法将激光点云数据划分为不同分辨率等级的体素,以体素为单位通过与邻域的体素的高程加权均值的比较,剔除植被点,保留地面点,从而获取森林地区的数字地面模型。通过将提出的滤波方法应用于实际采集数据,并与Terrascan的滤波结果进行比较验证该方法的有效性。
提出了一种继承式多分辨率体素滤波算法,从机载激光扫描数据中获取森林地区的数字地面模型。该方法将激光点云数据划分为不同分辨率等级的体素,以体素为单位通过与邻域的体素的高程加权均值的比较,剔除植被点,保留地面点,从而获取森林地区的数字地面模型。通过将提出的滤波方法应用于实际采集数据,并与Terrascan的滤波结果进行比较验证该方法的有效性。
2009, 34(4): 463-465.
摘要:
给出了单站GPS载波相位平滑伪距授时的原理和数学模型,详细分析了单站GPS载波相位平滑伪距授时的技术难点和授时精度评定的表征量,并编程对IGS站观测数据进行处理。实验结果表明,单站GPS载波相位平滑伪距精密授时的绝对钟差精度可达到ns级。
给出了单站GPS载波相位平滑伪距授时的原理和数学模型,详细分析了单站GPS载波相位平滑伪距授时的技术难点和授时精度评定的表征量,并编程对IGS站观测数据进行处理。实验结果表明,单站GPS载波相位平滑伪距精密授时的绝对钟差精度可达到ns级。
2009, 34(4): 466-469.
摘要:
针对黄骅港航道二期工程对潮汐运动的影响,计算了航道三个位置的基准面,研究了黄骅港新的潮汐规律,据此建立了航道各位置深度基准面的精化数学模型,作为该模型的工程应用,设计了黄骅港的航道基准面;最后检验了系统的潮汐预报精度。
针对黄骅港航道二期工程对潮汐运动的影响,计算了航道三个位置的基准面,研究了黄骅港新的潮汐规律,据此建立了航道各位置深度基准面的精化数学模型,作为该模型的工程应用,设计了黄骅港的航道基准面;最后检验了系统的潮汐预报精度。
2009, 34(4): 470-473.
摘要:
为全面获取海面粗糙度信息,实现导航卫星反射信号高精度风场反演,在给出海浪谱及散射信号相关功率模型基础上,通过对海面时延一维、时延/多普勒二维信息采样方式进行分析和仿真,验证了散射信号相关功率Z-V模型。仿真结果表明,时延/多普勒二维采样方式能全面反映海面粗糙度信息。以此为理论依据设计完成了基于二维信息获取的多普勒延迟映射接收机,阐述了接收机的硬件组成及工作原理,分析了多普勒串行码片并行的数据处理模式,为导航卫星反射信号的海面散射功率获取提供了可靠方式。
为全面获取海面粗糙度信息,实现导航卫星反射信号高精度风场反演,在给出海浪谱及散射信号相关功率模型基础上,通过对海面时延一维、时延/多普勒二维信息采样方式进行分析和仿真,验证了散射信号相关功率Z-V模型。仿真结果表明,时延/多普勒二维采样方式能全面反映海面粗糙度信息。以此为理论依据设计完成了基于二维信息获取的多普勒延迟映射接收机,阐述了接收机的硬件组成及工作原理,分析了多普勒串行码片并行的数据处理模式,为导航卫星反射信号的海面散射功率获取提供了可靠方式。
2009, 34(4): 474-478.
摘要:
S形曲线有着广泛的应用,以往的研究模型仅含三个参数,大多以对称S形分布的基本光滑数据为例,这使得自由度受限的和以理想数据为研究对象所得到的研究结果难以适用于更实际的、非对称(左偏S形分布、右偏S形分布)的非光滑观测数据。为此,提出并建立了含有5个参数的二次有理模型,作为对S形分布的观测数据进行拟合的模型,并进一步分为带导数拟合、5分段和值拟合和5特征点拟合,使S形分布的各种情况(左偏、对称和右偏)的拟合得到明显改善。
S形曲线有着广泛的应用,以往的研究模型仅含三个参数,大多以对称S形分布的基本光滑数据为例,这使得自由度受限的和以理想数据为研究对象所得到的研究结果难以适用于更实际的、非对称(左偏S形分布、右偏S形分布)的非光滑观测数据。为此,提出并建立了含有5个参数的二次有理模型,作为对S形分布的观测数据进行拟合的模型,并进一步分为带导数拟合、5分段和值拟合和5特征点拟合,使S形分布的各种情况(左偏、对称和右偏)的拟合得到明显改善。
2009, 34(4): 479-482.
摘要:
为了克服传统经纬度格网与全球四元三角网(quaternary triangular mesh,QTM)存在的不足,提出了一种球面退化四叉树格网(degenerate quadtree grid,DQG)的剖分方法及相应的格网编码方案,分析了不同位置格网的邻近特征,给出了一套详细的DQG单元邻近搜索算法,并进行了相关实验与对比分析。结果表明,该算法的搜索速度比传统QTM格网的Bartholdi搜索算法和分解搜索算法分别提高了约100倍和30倍。
为了克服传统经纬度格网与全球四元三角网(quaternary triangular mesh,QTM)存在的不足,提出了一种球面退化四叉树格网(degenerate quadtree grid,DQG)的剖分方法及相应的格网编码方案,分析了不同位置格网的邻近特征,给出了一套详细的DQG单元邻近搜索算法,并进行了相关实验与对比分析。结果表明,该算法的搜索速度比传统QTM格网的Bartholdi搜索算法和分解搜索算法分别提高了约100倍和30倍。
2009, 34(4): 483-487.
摘要:
提出了基于纵坡面统计特征的火星地貌类型单元划分体系,详细阐述了地形特征因子及分类所需特征空间的选取建立过程。实验结果表明,以此为基础的火星表面地貌自动分类方法基本能与高程、影像信息反映事实相符,与目前公布的分类成果具有一定的可比性,达到了预期的研究目的。
提出了基于纵坡面统计特征的火星地貌类型单元划分体系,详细阐述了地形特征因子及分类所需特征空间的选取建立过程。实验结果表明,以此为基础的火星表面地貌自动分类方法基本能与高程、影像信息反映事实相符,与目前公布的分类成果具有一定的可比性,达到了预期的研究目的。
2009, 34(4): 488-491.
摘要:
提出了建立在空间属性多态化、空间效用函数、泛布尔空间逻辑关系知识化表达基础上的基于泛布尔函数的空间叠置分析模型。
提出了建立在空间属性多态化、空间效用函数、泛布尔空间逻辑关系知识化表达基础上的基于泛布尔函数的空间叠置分析模型。
2009, 34(4): 492-494.
摘要:
分析了前k条最短路径的图论理论基础,在计算出最短路径的基础上,提出了一种基于前k-1条最短路径的k次短路径的求解方法,该方法能方便高效地找出次短路、再次短路,一直到k次短路。该算法的时间复杂度为O(n2),可以很好地满足实际应用需要。
分析了前k条最短路径的图论理论基础,在计算出最短路径的基础上,提出了一种基于前k-1条最短路径的k次短路径的求解方法,该方法能方便高效地找出次短路、再次短路,一直到k次短路。该算法的时间复杂度为O(n2),可以很好地满足实际应用需要。
2009, 34(4): 495-498.
摘要:
为了降低机动环境对传感器网络自身定位的影响,提出了一种基于空时联合约束的相对定位(STRP)方法。Monte Carlo仿真表明,相对于STF技术,STRP方法降低了环境对定位的影响,自主导航定位的精度提高了36%。
为了降低机动环境对传感器网络自身定位的影响,提出了一种基于空时联合约束的相对定位(STRP)方法。Monte Carlo仿真表明,相对于STF技术,STRP方法降低了环境对定位的影响,自主导航定位的精度提高了36%。
2009, 34(4): 499-503.
摘要:
从色度角度提出了油墨叠印的三种色度评价方法,通过对这三种色度叠印评价方法的论述和比较分析,认为油墨叠印的密度评价方法存在诸多不足,色度评价方法中的纽纶堡方程预测法对二次色的色度值预测精度不高,而色度叠印和彩度叠印评价方法具有诸多优点,可以用于四色胶印产品的实际检测中。
从色度角度提出了油墨叠印的三种色度评价方法,通过对这三种色度叠印评价方法的论述和比较分析,认为油墨叠印的密度评价方法存在诸多不足,色度评价方法中的纽纶堡方程预测法对二次色的色度值预测精度不高,而色度叠印和彩度叠印评价方法具有诸多优点,可以用于四色胶印产品的实际检测中。
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