2013年 第38卷 第1期
2013, 38(1): 1-5.
摘要:
基于支持向量机统计学习分类过程中不同特征对分类结果贡献存在差异的问题,提出了支持向量机加权学习下的训练、分类新方法,以实现对城区机载LiDAR数据多元分类(地面、树木、建筑),并对特征矢量加权归一化、特征权重计算以及该方式下多元分类策略的建立进行了讨论,实验证明了该方法的有效性。
基于支持向量机统计学习分类过程中不同特征对分类结果贡献存在差异的问题,提出了支持向量机加权学习下的训练、分类新方法,以实现对城区机载LiDAR数据多元分类(地面、树木、建筑),并对特征矢量加权归一化、特征权重计算以及该方式下多元分类策略的建立进行了讨论,实验证明了该方法的有效性。
2013, 38(1): 6-9,14.
摘要:
提出了一种基于积分图像的面状图形注记自动配置算法,设计并实现了基于积分图像的面状注记配置的核心算法。实验表明,该算法能快速准确地定位待标记注记的位置,合理而又美观地实现面状图形注记的自动配置。该算法已成功应用于深圳市地籍测绘大队的房产测绘系统中。
提出了一种基于积分图像的面状图形注记自动配置算法,设计并实现了基于积分图像的面状注记配置的核心算法。实验表明,该算法能快速准确地定位待标记注记的位置,合理而又美观地实现面状图形注记的自动配置。该算法已成功应用于深圳市地籍测绘大队的房产测绘系统中。
2013, 38(1): 10-14.
摘要:
针对传统的产生纹理"Tuned"模板方法的缺陷,在介绍混沌粒子群优化算法的基础上,提出了产生最佳"Tuned"模板的混沌粒子群方法;阐述了产生"Tuned"模板新方法的基本原理和实现步骤。通过对实际航空影像分类的实验表明,新方法对纹理影像的分类正确率令人满意。将混沌粒子群算法与基本粒子群算法的结果作了对比,结果表明,新方法具有较好的应用前景。
针对传统的产生纹理"Tuned"模板方法的缺陷,在介绍混沌粒子群优化算法的基础上,提出了产生最佳"Tuned"模板的混沌粒子群方法;阐述了产生"Tuned"模板新方法的基本原理和实现步骤。通过对实际航空影像分类的实验表明,新方法对纹理影像的分类正确率令人满意。将混沌粒子群算法与基本粒子群算法的结果作了对比,结果表明,新方法具有较好的应用前景。
2013, 38(1): 15-18.
摘要:
采用地统计学中带局部均值的简单克里格方法和协同克里格方法,利用基于训练样本的指示数据(位置和类别)和基于光谱初分类的类别概率数据的空间结构信息,对未知点位的类别发生概率进行预测,从而修正初分类结果。实验结果表明,两种方法所获得的精度相较初分类的精度均有明显提高,这种充分利用训练样本信息改善分类结果的策略不局限于特定的初始分类器。
采用地统计学中带局部均值的简单克里格方法和协同克里格方法,利用基于训练样本的指示数据(位置和类别)和基于光谱初分类的类别概率数据的空间结构信息,对未知点位的类别发生概率进行预测,从而修正初分类结果。实验结果表明,两种方法所获得的精度相较初分类的精度均有明显提高,这种充分利用训练样本信息改善分类结果的策略不局限于特定的初始分类器。
2013, 38(1): 19-22.
摘要:
针对现有遥感影像分割未充分利用丰富的地物属性信息,且分割模型采用全局固定参数未考虑特征维度空间的局部统计特性的局限,提出了一种多特征融入的自适应遥感影像多尺度分割方法。实验表明,本方法能有效利用基元的多维特征和特征维度空间局部统计信息,得到更合理的影像分割结果。
针对现有遥感影像分割未充分利用丰富的地物属性信息,且分割模型采用全局固定参数未考虑特征维度空间的局部统计特性的局限,提出了一种多特征融入的自适应遥感影像多尺度分割方法。实验表明,本方法能有效利用基元的多维特征和特征维度空间局部统计信息,得到更合理的影像分割结果。
2013, 38(1): 23-26.
摘要:
针对传统遥感图像分类算法存在约束条件多、容易陷入局部最优解、分类精度低的缺陷,提出了一种基于自适应差分演化的遥感分类新方法。实验结果表明,基于自适应差分演化的遥感图像分类算法在分类精度上优于传统方法,在收敛速度上优于标准的差分演化分类算法,其分类精度和Kappa系数分别达到了92.66%和0.901 7。
针对传统遥感图像分类算法存在约束条件多、容易陷入局部最优解、分类精度低的缺陷,提出了一种基于自适应差分演化的遥感分类新方法。实验结果表明,基于自适应差分演化的遥感图像分类算法在分类精度上优于传统方法,在收敛速度上优于标准的差分演化分类算法,其分类精度和Kappa系数分别达到了92.66%和0.901 7。
2013, 38(1): 27-30.
摘要:
提出了基于位置权重稀疏表示的人脸超分辨率方法,利用目标分块与样本原子之间的位置关系,提高原子基选择的精确性,并减少了计算复杂度。仿真实验结果表明,在主客观质量方面,提出的基于位置权重的稀疏表示人脸超分辨率方法相比于传统的稀疏表示图像超分辨率方法均有显著提高。
提出了基于位置权重稀疏表示的人脸超分辨率方法,利用目标分块与样本原子之间的位置关系,提高原子基选择的精确性,并减少了计算复杂度。仿真实验结果表明,在主客观质量方面,提出的基于位置权重的稀疏表示人脸超分辨率方法相比于传统的稀疏表示图像超分辨率方法均有显著提高。
2013, 38(1): 31-35.
摘要:
以1999~2007年GNSS观测资料为基础,利用多核函数及应变场的无偏算法,在形变场连续变化的条件下获得了华北地区现今形变场的非线性空间变化结果,局部区域超8mm/a,其他部位隆升一般在6mm/a以内;华北平原存在着一个巨型沉降"漏斗",漏斗中心的数值近60mm/a。就构造活动而言,结果基本揭示了华北地区现今的形变特征。
以1999~2007年GNSS观测资料为基础,利用多核函数及应变场的无偏算法,在形变场连续变化的条件下获得了华北地区现今形变场的非线性空间变化结果,局部区域超8mm/a,其他部位隆升一般在6mm/a以内;华北平原存在着一个巨型沉降"漏斗",漏斗中心的数值近60mm/a。就构造活动而言,结果基本揭示了华北地区现今的形变特征。
2013, 38(1): 36-39,94.
摘要:
处理了2000-01~2012-06的VLBI观测数据,提取了ERP地球自转参数信息,通过JPL的DE405星历计算得到了2000-01~2012-06的月地距时间序列;消除日长变化、极移和月地距时间序列趋势项,采用频谱分析的方法求得它们的周期;根据解算的周期推测日长变化和日地距可能存在相关性,并验证了推测。
处理了2000-01~2012-06的VLBI观测数据,提取了ERP地球自转参数信息,通过JPL的DE405星历计算得到了2000-01~2012-06的月地距时间序列;消除日长变化、极移和月地距时间序列趋势项,采用频谱分析的方法求得它们的周期;根据解算的周期推测日长变化和日地距可能存在相关性,并验证了推测。
2013, 38(1): 40-43.
摘要:
收集了国际上发布的通过日本区域密集的地表观测数据获得的高精度同震形变位移,同时收集了靠近震中的5个海底基准点观测到的同震变形。基于以上结果采用分断层滑动模型,基于分层弹性半空间位错理论,采用二阶拉普拉斯平滑算子方法约束断层面上的滑动量,利用最速下降法求解模型的最优解,以期精化该地震断层的滑动分布,进而研究其地震活动机制。研究结果表明,日本地震断层的平均滑动为6.95m,最大滑动量为58.70m,位于东经143.17°,北纬38.25°,地震所释放的能量为4.48×1022 N.m(等效震级为Mw9.07),地震断裂主要集中于东经142°~143.8°,北纬37.2°~39.5°,海平面以下10~30km之间区域。
收集了国际上发布的通过日本区域密集的地表观测数据获得的高精度同震形变位移,同时收集了靠近震中的5个海底基准点观测到的同震变形。基于以上结果采用分断层滑动模型,基于分层弹性半空间位错理论,采用二阶拉普拉斯平滑算子方法约束断层面上的滑动量,利用最速下降法求解模型的最优解,以期精化该地震断层的滑动分布,进而研究其地震活动机制。研究结果表明,日本地震断层的平均滑动为6.95m,最大滑动量为58.70m,位于东经143.17°,北纬38.25°,地震所释放的能量为4.48×1022 N.m(等效震级为Mw9.07),地震断裂主要集中于东经142°~143.8°,北纬37.2°~39.5°,海平面以下10~30km之间区域。
2013, 38(1): 44-47.
摘要:
针对GPS水准与重力似大地水准面之差中存在系统误差的问题,使用最小二乘配置估计信号大小,来提高似大地水准面的拟合精度。对于最小二乘配置的噪声与信号的协方差之间的关系不合理,采用自适应因子纠正两者之间的关系,并首次将自适应最小二乘配置算法应用于似大地水准面精化。最后使用我国东部面积将近2万km2的城市A的数据进行验证,计算结果表明,最小二乘配置及自适应最小二乘配置在一定程度上能够提高拟合效果,使似大地水准面更接近于真实值,实现了国内较大城市面积的1.0cm检核精度的区域似大地水准面成果。
针对GPS水准与重力似大地水准面之差中存在系统误差的问题,使用最小二乘配置估计信号大小,来提高似大地水准面的拟合精度。对于最小二乘配置的噪声与信号的协方差之间的关系不合理,采用自适应因子纠正两者之间的关系,并首次将自适应最小二乘配置算法应用于似大地水准面精化。最后使用我国东部面积将近2万km2的城市A的数据进行验证,计算结果表明,最小二乘配置及自适应最小二乘配置在一定程度上能够提高拟合效果,使似大地水准面更接近于真实值,实现了国内较大城市面积的1.0cm检核精度的区域似大地水准面成果。
2013, 38(1): 48-51.
摘要:
分析了精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术,提出了PPP/INS组合导航模型,并阐述了两者组合的技术路线及数据处理流程。实测数据采集于新南威尔士大学校园内,分别选用采样率为1s和2s的PPP数据与频率为100Hz的INS数据进行融合实验。将RTK定位解作为参考值,分别用PPP定位解和PPP/INS组合计算的位置与其比较,分析误差分布情况。结果表明,PPP/INS导航解要优于PPP导航解。
分析了精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术,提出了PPP/INS组合导航模型,并阐述了两者组合的技术路线及数据处理流程。实测数据采集于新南威尔士大学校园内,分别选用采样率为1s和2s的PPP数据与频率为100Hz的INS数据进行融合实验。将RTK定位解作为参考值,分别用PPP定位解和PPP/INS组合计算的位置与其比较,分析误差分布情况。结果表明,PPP/INS导航解要优于PPP导航解。
2013, 38(1): 52-55.
摘要:
系统研究了基于国产星载双频GPS接收机的海洋2A(HY2A)卫星精密定轨问题,并对星载双频GPS接收机天线相位中心进行了校正。结果显示,HY2A卫星径向定轨精度可达1~2cm,天线相位中心标定精度为mm级。相关成果可应用于我国后续所有搭载双频GPS接收机的对地观测卫星计划。
系统研究了基于国产星载双频GPS接收机的海洋2A(HY2A)卫星精密定轨问题,并对星载双频GPS接收机天线相位中心进行了校正。结果显示,HY2A卫星径向定轨精度可达1~2cm,天线相位中心标定精度为mm级。相关成果可应用于我国后续所有搭载双频GPS接收机的对地观测卫星计划。
2013, 38(1): 56-59.
摘要:
为确保背景场中最优适配航线设计的正确性以及水下地形匹配导航的可靠性,提出了一种基于BP神经网络的背景场适配/误配区自动识别和划分方法,该方法通过分析地形背景场特征参量显著性和主成分、构建BP神经网络、建立输入地形特征参量与匹配性能的映射关系,最终实现了地形背景场误配/适配区的自动识别和划分。试验验证了本方法的有效性。
为确保背景场中最优适配航线设计的正确性以及水下地形匹配导航的可靠性,提出了一种基于BP神经网络的背景场适配/误配区自动识别和划分方法,该方法通过分析地形背景场特征参量显著性和主成分、构建BP神经网络、建立输入地形特征参量与匹配性能的映射关系,最终实现了地形背景场误配/适配区的自动识别和划分。试验验证了本方法的有效性。
2013, 38(1): 60-63.
摘要:
研究了顾及局部地形改正的GGM(gravity-geologic method)海底地形反演方法,采用该方法反演了印度洋Rodriguez三联点区域的1'×1'海底地形模型,说明了反演计算过程及结果的有效性。同时将该方法应用于南中国海内4°×4°区域的海底地形的反演。与船测海深比较发现,在研究区域内,GGM方法反演得到的海深模型精度优于ETOPO1模型,并且在南中国海研究区域内,改进方法大大提高了海底地形的反演精度。
研究了顾及局部地形改正的GGM(gravity-geologic method)海底地形反演方法,采用该方法反演了印度洋Rodriguez三联点区域的1'×1'海底地形模型,说明了反演计算过程及结果的有效性。同时将该方法应用于南中国海内4°×4°区域的海底地形的反演。与船测海深比较发现,在研究区域内,GGM方法反演得到的海深模型精度优于ETOPO1模型,并且在南中国海研究区域内,改进方法大大提高了海底地形的反演精度。
2013, 38(1): 64-68.
摘要:
基于SGM100i和最新月球重力场模型GLGM-3比较,分析了月球自由空气重力异常和月球大地水准面起伏。利用SGM100i绘制了月球垂线偏差及其分量的全月分布图,并分析了垂线偏差与月球地形特征、质量分布之间的相关性,发现利用垂线偏差反演得到的月球地形、质量分布均与实际情况一致。
基于SGM100i和最新月球重力场模型GLGM-3比较,分析了月球自由空气重力异常和月球大地水准面起伏。利用SGM100i绘制了月球垂线偏差及其分量的全月分布图,并分析了垂线偏差与月球地形特征、质量分布之间的相关性,发现利用垂线偏差反演得到的月球地形、质量分布均与实际情况一致。
2013, 38(1): 69-73.
摘要:
基于正则化理论,通过添加正则因子到迭代矩阵中,建立了正则化的牛顿迭代法来求解泊松模型参数,给出了迭代公式;根据迭代矩阵性质,基于条件数计算理论和绝对值三角不等式原理,证明了存在正则因子使得迭代矩阵的条件数小于一定的数值,推导了迭代过程中正则因子的计算公式;结合邵阳-怀化高速公路软土路基六个断面的总体沉降板观测数据分析表明,正则化的牛顿迭代方法不仅使迭代过程顺利进行并获得比三段法更小的残差平方和值,且其预测沉降量较三段法更符合工程实际。
基于正则化理论,通过添加正则因子到迭代矩阵中,建立了正则化的牛顿迭代法来求解泊松模型参数,给出了迭代公式;根据迭代矩阵性质,基于条件数计算理论和绝对值三角不等式原理,证明了存在正则因子使得迭代矩阵的条件数小于一定的数值,推导了迭代过程中正则因子的计算公式;结合邵阳-怀化高速公路软土路基六个断面的总体沉降板观测数据分析表明,正则化的牛顿迭代方法不仅使迭代过程顺利进行并获得比三段法更小的残差平方和值,且其预测沉降量较三段法更符合工程实际。
2013, 38(1): 74-77.
摘要:
采用模糊推理思路构建了专家知识库,将地形、道路等级、长度、坡度、曲率等影响因子定量化,弥补常规路径分析方法中忽视空间实际地形地貌等因素的不足,由于知识具有普遍性,将方法移植到其他地区也能够适用。该方法应用到山西沁水盆地柿庄南煤层气开发示范区的地面集输系统中,实践表明,该方法能够满足巡检决策的需要,具有一定的实际使用价值。
采用模糊推理思路构建了专家知识库,将地形、道路等级、长度、坡度、曲率等影响因子定量化,弥补常规路径分析方法中忽视空间实际地形地貌等因素的不足,由于知识具有普遍性,将方法移植到其他地区也能够适用。该方法应用到山西沁水盆地柿庄南煤层气开发示范区的地面集输系统中,实践表明,该方法能够满足巡检决策的需要,具有一定的实际使用价值。
2013, 38(1): 78-81.
摘要:
分析了车辆监控数据和应用的特点,设计了车辆监控的时空索引机制和车辆监控数据仓库。利用广东省重点车辆监控数据实现了车辆监控数据仓库,并与传统数据库管理方式的效率进行对比分析表明,设计的时空数据仓库能够满足海量车辆监控数据管理和分析的要求。
分析了车辆监控数据和应用的特点,设计了车辆监控的时空索引机制和车辆监控数据仓库。利用广东省重点车辆监控数据实现了车辆监控数据仓库,并与传统数据库管理方式的效率进行对比分析表明,设计的时空数据仓库能够满足海量车辆监控数据管理和分析的要求。
2013, 38(1): 82-85.
摘要:
提出了一种利用坡面汇流改进的Snake模型实现黄土地貌沟沿线栅格点自动连接的新方法。该方法基于高分辨率DEM数据,利用正负地形边界处坡度转折特征,识别沟沿线点,进而用坡面汇流方向场改进了Snake模型中的梯度矢量流场,指引分水线缓冲曲线向沟沿线点蠕移,达到有序连接沟沿线点从而实现正、负地形的自动分割的目的。对比实验结果表明,该方法所识别的黄土沟沿线较好地逼近真实的地形特征。
提出了一种利用坡面汇流改进的Snake模型实现黄土地貌沟沿线栅格点自动连接的新方法。该方法基于高分辨率DEM数据,利用正负地形边界处坡度转折特征,识别沟沿线点,进而用坡面汇流方向场改进了Snake模型中的梯度矢量流场,指引分水线缓冲曲线向沟沿线点蠕移,达到有序连接沟沿线点从而实现正、负地形的自动分割的目的。对比实验结果表明,该方法所识别的黄土沟沿线较好地逼近真实的地形特征。
2013, 38(1): 86-89.
摘要:
利用局部最小二乘配置法(LSC)借助"分治法"寻找待求点附近已知点,以空间地统计中的半变异函数计算已知数据余差的协方差矩阵,以与待求点距离小于变程的已知点为起算数据,实现空间数据模拟。数值试验分析表明,与传统LSC相比,局部LSC可以在保证模拟精度的同时,提高模型计算效率。
利用局部最小二乘配置法(LSC)借助"分治法"寻找待求点附近已知点,以空间地统计中的半变异函数计算已知数据余差的协方差矩阵,以与待求点距离小于变程的已知点为起算数据,实现空间数据模拟。数值试验分析表明,与传统LSC相比,局部LSC可以在保证模拟精度的同时,提高模型计算效率。
2013, 38(1): 90-94.
摘要:
在深入分析DNC(digital nautical chart)和ENC(electronic nautical chart)的基础上,建立了要素和属性、拓扑和空间的映射关系,给出了映射流程,实现了DNC到ENC的高效、自动转换。与目前转换效果最好的Caris HPD相比,本方法在转换效率和转换效果方面有明显改善。
在深入分析DNC(digital nautical chart)和ENC(electronic nautical chart)的基础上,建立了要素和属性、拓扑和空间的映射关系,给出了映射流程,实现了DNC到ENC的高效、自动转换。与目前转换效果最好的Caris HPD相比,本方法在转换效率和转换效果方面有明显改善。
2013, 38(1): 95-99.
摘要:
提出利用叠置分析和面积计算实现空间关联规则挖掘的算法I-Apriori及其改进算法FI-Apriori,这两种算法不依赖于空间数据的事务化,可以直接从矢量多边形图层中提取所有强关联规则。采用实际数据对两种算法进行了检验,验证了它们的可用性与有效性,并对挖掘所得空间关联规则的筛选和可视化方法进行了探讨。
提出利用叠置分析和面积计算实现空间关联规则挖掘的算法I-Apriori及其改进算法FI-Apriori,这两种算法不依赖于空间数据的事务化,可以直接从矢量多边形图层中提取所有强关联规则。采用实际数据对两种算法进行了检验,验证了它们的可用性与有效性,并对挖掘所得空间关联规则的筛选和可视化方法进行了探讨。
2013, 38(1): 100-104.
摘要:
分析了导致分类后栅格数据矢量化中多边形自交的数据类型点,并将它们定义为对角结点。给出了自交多边形的定义,提出了一种分类后栅格数据矢量化中自交多边形处理算法。实际数据实验发现,本算法能将所有对角结点处理为只有两个链接方向的数据点,很好地解决了矢量化算法中多边形自交问题。
分析了导致分类后栅格数据矢量化中多边形自交的数据类型点,并将它们定义为对角结点。给出了自交多边形的定义,提出了一种分类后栅格数据矢量化中自交多边形处理算法。实际数据实验发现,本算法能将所有对角结点处理为只有两个链接方向的数据点,很好地解决了矢量化算法中多边形自交问题。
2013, 38(1): 105-108.
摘要:
针对GIS网络分析中心服务范围确定中存在的整体地物被服务范围多边形切割,和不能正确表达拓扑实体间的真实关系等两个问题,将服务范围分解为作用范围和服务区,并分别设计了确定方法。
针对GIS网络分析中心服务范围确定中存在的整体地物被服务范围多边形切割,和不能正确表达拓扑实体间的真实关系等两个问题,将服务范围分解为作用范围和服务区,并分别设计了确定方法。
2013, 38(1): 109-112.
摘要:
以建模后所形成的空间格网为研究对象,通过研究顶点处的数学性质,计算相应的数学量,然后将模型进行变换,变换到特定的空间来研究其特征分布,进而实现对构成空间形体的格网进行简化。实验表明,本算法有着很好的并行性,在独立点集性质的基础上,可以一次并行处理多个点,采用并行的实现方法能够极大地减少算法运行过程中的时间损耗。
以建模后所形成的空间格网为研究对象,通过研究顶点处的数学性质,计算相应的数学量,然后将模型进行变换,变换到特定的空间来研究其特征分布,进而实现对构成空间形体的格网进行简化。实验表明,本算法有着很好的并行性,在独立点集性质的基础上,可以一次并行处理多个点,采用并行的实现方法能够极大地减少算法运行过程中的时间损耗。
2013, 38(1): 113-115,120.
摘要:
提出了一种综合利用RDBMS和Hadoop云存储各自优势、同时避免各自缺陷的海量小文件存储方法。原型系统实验表明,该方法可以满足"数字城市"应用中小文件的存储需求,同时,也可作为其他具备结构化特征的海量小文件数据存储系统。
提出了一种综合利用RDBMS和Hadoop云存储各自优势、同时避免各自缺陷的海量小文件存储方法。原型系统实验表明,该方法可以满足"数字城市"应用中小文件的存储需求,同时,也可作为其他具备结构化特征的海量小文件数据存储系统。
2013, 38(1): 116-120.
摘要:
提出了一种基于力矩平衡原理的视觉平衡模型,该模型将定性的评估转化为定量的评估方法。基于C#+ArcGIS Engine平台,利用3幅代表性的地图作为实验用图,证明视觉平衡模型的计算结果与用户的视觉感受一致。
提出了一种基于力矩平衡原理的视觉平衡模型,该模型将定性的评估转化为定量的评估方法。基于C#+ArcGIS Engine平台,利用3幅代表性的地图作为实验用图,证明视觉平衡模型的计算结果与用户的视觉感受一致。
2013, 38(1): 121-125.
摘要:
提出了基于抖动量化和信噪比(SNR)的自适应鲁棒音频盲水印算法。在分析经典量化方法存在的安全问题的基础上,提出了抖动量化嵌入和提取水印的方法,抖动量由密钥控制的混沌通过映射产生,加强了系统的安全性。针对现有水印算法需通过反复实验确定合适嵌入强度的问题,算法基于音频内容的信噪比公式自适应地计算水印嵌入强度。实验表明,本算法是不可听的,对常规信号处理操作是鲁棒的。
提出了基于抖动量化和信噪比(SNR)的自适应鲁棒音频盲水印算法。在分析经典量化方法存在的安全问题的基础上,提出了抖动量化嵌入和提取水印的方法,抖动量由密钥控制的混沌通过映射产生,加强了系统的安全性。针对现有水印算法需通过反复实验确定合适嵌入强度的问题,算法基于音频内容的信噪比公式自适应地计算水印嵌入强度。实验表明,本算法是不可听的,对常规信号处理操作是鲁棒的。
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