理论研究

  • 车载激光点云道路标线提取方法

    闫利;李赞;

    针对车载激光点云中道路标线的强度随扫描距离与扫描入射角等因素变化较大而难以提取的问题,提出了一种在强度特征图像中进行边缘检测的道路标线提取方法。该方法首先将道路面点云投影成强度特征图像,然后在图像上检测图像边缘,并根据道路标线的几何特征进行连通分析,提取道路标线边缘,最后通过道路标线边缘信息从道路面点云中提取道路标线候选点云,并引入高斯混合模型剔除路面噪声点,得到最终的道路标线点云。3份测试数据的实验结果表明,该方法提取道路标线的平均完整率和平均正确率分别为93%和97%。

    2018年01期 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
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  • 一种决策级特征融合的高分影像道路提取算法

    王培忠;边辉;

    针对现有高分影像道路提取方法存在的难以有效融合光谱与空间特征的问题,提出了一种新的光谱和空间特征信息融合的高分辨率遥感影像道路提取算法。首先,根据道路的几何特征,引入一种新的线性形状描述子,并自适应特征选择地构建具有空间信息的形态学剖面;然后将影像光谱和空间信息进行融合,并基于支持向量机分类器获取像元层次初始道路网络;最后结合所提出的决策级融合算法,基于众数规则对像元层次的道路网络标记按分割对象执行决策,同时采用路径形态学算子对其进行精化形成最终的道路网络。实验表明,该算法有效地改善了现有道路提取算法易产生的空洞、断裂、后续处理较多等问题,且具有鲁棒性好,提取精度高等优点。

    2018年01期 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
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  • G~0和Gamma联合建模的水平集水体分割

    郑长利;黄国满;赵争;魏钜杰;

    针对传统水平集水体分割方法无法适应高分辨率SAR影像统计分布特性的问题,在影像金字塔结合水平集理论的多尺度迭代处理框架下,提出一种G~0和Gamma联合建模的多尺度水平集高分辨率SAR影像水体分割方法。该方法在金字塔顶层,考虑到水平集初始化对分割效率和性能的影响,引入快速模糊C均值聚类初始化水平集函数,然后基于G~0和Gamma联合分布对SAR影像整体综合建模和构建全局能量泛函进行能量最小化迭代分割,更好地拟合了高分辨率SAR影像的统计分布特性。最后,将得到的分割结果反演至下一层金字塔的分割,使分割结果在多尺度迭代链中不断精化,最终实现水体的精确分割。采用1m分辨率TerraSAR影像进行算法分割性能的对比实验。实验表明,该方法分割精度较高,是一种较为实用的高分辨率SAR影像水体分割方法。

    2018年01期 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1600K]
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  • 利用引导图像块排序的遥感影像厚云去除算法

    胡志勇;杨学志;董张玉;姜欢欢;

    针对现有厚云去除算法存在的辐射精确度不足和光谱不一致等问题,提出了一种利用引导图像块平滑排序的厚云去除算法。通过线性回归分析减轻多时相影像之间的光谱差异并增强时相相关性,然后从多时相影像中提取排序矩阵并引导云污染影像中的图像块进行排序,将相似性特征加入到排序后所得的平滑信号中,提高了信息重建的精确度,最后利用影像自身信息进行插值修复云污染区域信息,保证了光谱一致性。实验结果表明,与现有的2种基于辐射校正方法和图像信息克隆方法相比,该算法适用于复杂环境下遥感影像厚云去除问题,处理结果具有更好的辐射精确度和光谱一致性。

    2018年01期 25-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2608K]
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遥感技术

  • 利用DMSP/OLS夜间灯光影像模拟中国经济参量

    江威;何国金;刘慧婵;倪愿;

    鉴于传统统计调查方法难以准确、高效和客观揭示经济参量时空信息,提出结合DMSP/OLS夜间灯光数据和统计年鉴数据模拟中国经济参量。选取省级尺度地区生产总值(GDP)、第一产业生产总值(PI)、第二产业生产总值(SI)、第三产业生产总值(TI)4个经济参量,分别构建1992年、2002年和2012年3期DMSP/OLS夜间灯光总值参量与4个经济参量一元线性回归模型,遴选夜间灯光-经济敏感参量,构建空间化模型模拟经济参量。结果表明,地区生产总值(GDP)和第二产业生产总值为敏感参量,模拟结果表明过去21年中国经济参量主要围绕中心城市(省会城市和直辖市)快速增长,其中三大城市群(长三角城市群、珠三角城市群和京津冀城市群)形成高值绵延区,与实际情况相符合,展现了利用DMSP/OLS模拟时序经济参量的优势。

    2018年01期 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K]
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  • 基于静止气象卫星的动态沙尘检测方法

    张海香;徐辉;韩道军;郑逢杰;张文豪;

    针对沙尘检测的有效参数,气象卫星观测的11μm与12μm通道亮温变化信息随时空变化具有显著差异,容易产生较大误判这一问题,利用新一代静止气象卫星Himawari-8,通过建立晴空11μm亮温及其与12μm亮温差背景场,结合沙尘大气条件下11μm与12μm通道的亮温变化特征,提出了基于动态阈值的静止气象卫星沙尘遥感检测方法,并有效应用于2016年3月1—20日中国西北地区沙尘天气信息的提取。实验结果表明,该方法不仅可显著提升沙尘检测的精度,还可以应用于夜间沙尘信息的提取,为中国沙尘天气研究提供了一种可靠的手段。

    2018年01期 40-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2879K]
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  • 决策树分类提取宁夏耕地复种指数

    王连喜;章婷;李琪;吴东丽;陈夏;

    针对运用Savitzky-Golay滤波处理的增强型植被指数曲线会出现伪峰或将真实峰去掉的情况,对复种指数的提取造成误差的问题,提出一种基于ENVI软件的决策树分类法快速准确提取宁夏复种指数的分析方法。在对2009年和2010年中等分辨率MOD13Q1的EVI进行预处理后,进行SG滤波法重构时间序列曲线,然后利用TIMESAT软件的TSF_seas2img功能模块提取宁夏植被的关键物候信息,最后基于物候信息运用决策树分类,分离出宁夏一年一熟及一年两熟的作物面积。对提取的结果利用高分辨率的2009年Landsat-5TM影像以及统计年鉴提供的数据进行了验证。结果表明,宁夏主要种植方式为一年一熟,少量的一年两熟区域大多集中于固原市。基于关键物候信息提取宁夏复种指数的精度较高,能够比较准确地反映宁夏复种作物信息,表明中分辨率遥感影像在提取复种指数方面也能发挥积极作用,丰富了复种指数的分析,也为该方面的研究与应用提供了参考。

    2018年01期 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
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  • 一种区分平原区城镇与农村用地新方法

    顾羊羊;乔旭宁;叶鑫;杨悦;罗菊花;

    区分城镇与农村用地是遥感专题信息提取的关键。针对遥感影像很难有效区分城镇与农村用地的问题,结合稳定夜间灯光影像和增强型植被指数影像,构建区分平原区城镇与农村用地新方法,对南京城镇与农村用地提取。利用人工解译结果对研究区提取结果进行精度评价,并对比不同城市进行精度验证。结果表明,该方法对南京居民地提取总体精度和Kappa系数分别为86.89%和0.64。其中,南京城镇用地提取总体精度和Kappa系数分别为91.38%和0.66,农村用地精度分别为90.31%和0.35。不同城市提取城镇与农村总体精度分别达到85.34%和80.27%,提取结果与人工解译结果空间格局基本吻合。该方法从居民地中区分城镇与农村,是一种有效的辨别城镇与农村用地遥感提取方法,为区域城镇与农村用地信息区分提供新思路。

    2018年01期 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2527K]
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  • 三角网约束的航空影像直线匹配方法

    李依泽;宋伟东;李淼;

    针对航空影像直线匹配缺乏有效约束的难点问题,提出了一种三角网约束的立体影像直线匹配方法。该方法在SIFT匹配获取同名点和LSD直线提取结果的基础上,首先利用同名点构建的左右影像上同名三角网约束直线匹配的搜索范围;再利用核线约束确定待匹配直线和候选直线的重叠部分,以此建立左右影像上直线支持区;然后根据斜率约束和支持区内灰度的相似性测度确定同名直线;最后利用双向一致性检核剔除错误匹配。利用该算法对典型区域数字航空影像进行直线匹配实验,并与现有方法进行对比分析。结果表明,该方法能获取可靠的直线匹配结果。

    2018年01期 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2091K]
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  • 面向文物三维重建的一种点云数据精简方法

    符晨曦;程钢;原东方;

    三维激光扫描技术是文物三维重建的重要方法之一。针对文物点云数据量庞大、密度高、存在大量的冗余点,点云精简困难的问题,该文分析了常用的点云数据精简方法,并进行了精简试验,提出了顾及文物点云曲率特性的点云数据二次精简法。在Matlab平台下,通过编程实现点云数据的精简,并利用Geomagic Studio软件中的模型分析功能进行精简质量评价。结果表明,针对无狭窄深切凹陷形态和尖锐突出物、表面粗糙度较小的文物三维重建点云数据,二次精简法的精简效果优于常用的点云数据精简方法。

    2018年01期 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K]
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  • 全卷积神经网络遥感影像道路提取方法

    刘笑;王光辉;杨化超;刘宇;王耀;

    针对人工选取简单特征提取道路效果不理想以及深度神经网络隐藏层信息应用较少的现状,提出一种基于全卷积神经网络的遥感影像道路提取方法。采用初始区域获取、中心线提取、中心线校正的工作流程对资源三号影像进行道路提取。首先自动标注训练样本,完成全卷积神经网络训练,借助卷积层等隐藏层提取的复杂特征获取道路区域;然后依据道路长宽比、形态学运算和格拉斯-普克(Douglas-Peucker,DP)算法完成干扰图斑滤除和断裂区域连接等工作;最后使用Zhang-Suen算法提取中心线,并利用网络首层卷积结果进行中心线校正。实验结果表明,该方法能借助自主学习的特征和网络隐藏层信息实现道路较好提取,不同实验区域中平均准确度在90%以上。

    2018年01期 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K]
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  • 利用改进相似性度量方法进行高光谱海冰检测

    韩彦岭;李珏;张云;洪中华;

    针对高光谱数据波段之间的相似性和冗余性导致传统海冰检测方法的精度和效率都难以提高的问题,提出了一种基于改进相似性度量的方法用于海冰检测。首先,使用互信息方法确定信息量最大的波段作为第1个初始波段;随后,使用光谱相似性度量方法选择与第1个初始波段最不相似的波段作为第2个初始波段;最后,使用线性预测方法选择剩余波段,并采用支持向量机分类器模型进行海冰分类。在2个高光谱海冰实验中,将所提出方法与传统海冰检测方法进行了对比验证,实验结果表明相对于其他方法,改进相似性度量方法在总体上具有更好的性能,该方法可以更有效地应用于高光谱海冰检测。

    2018年01期 80-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2939K]
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  • 人口密度、夜间光数据及MODIS的全球城市分类

    阿里木江·卡斯木;

    针对因受到城市区域物理结构的物质、文化和社会经济因素的影响,全球范围内大都市区域的人口密度、夜间光和植被覆盖数据的直接对比研究极少的问题,该文利用中低空间分辨率的遥感影像对全球城市进行分类研究。为了能够对城市进行定量研究,有必要将城市简化为基本土地覆盖物的综合体。对选定的25座全球城市从3个方面(人口密度、稳定夜间光强度和植被覆盖指数)进行对比分析,根据其组合特征将全球城市分为5大类型(极高强度、高强度、中强度、低强度、极低强度)。研究结果表明,这一方法包含了影响城市分类现状的80%以上的因素,城市特征信息可以精确地描述为人口密度、稳定夜间光强度和植被覆盖指数在二维混合空间上的组合。

    2018年01期 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2487K]
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  • 基于随机森林的月貌面向对象分类

    张雯;刘爱利;齐威;丁浒;

    针对月球地貌分类的研究较少且没有相对简单的方法,提出将面向对象和随机森林相结合的方法对月貌进行分类。以"嫦娥1号"DEM数据为基础,首先对影像进行分割得到分割对象,其次计算对象的特征,再次随机选取部分对象作为训练样本,其余作为测试样本,最后利用随机森林进行分类,得到月貌分类结果。分类结果基本吻合月貌实际情况,总体分类精度达到84.2%,Kappa系数0.71,和面向对象最近邻分类结果相比,总体精度提高了9.4%,Kappa系数提高了0.07。

    2018年01期 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K]
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  • 棉花反射光谱与叶片净光合速率的相关分析

    田春燕;黄春燕;郭晓飞;刘馨月;王登伟;

    针对传统获取植被生长信息对植被的破坏大、费时费力等问题,提出用高光谱实时动态、非损伤地获取棉花的光合作用参数,监测棉花的长势和预测产量。用美国ASD Fieldspec Pro FR 2500高光谱辐射仪和LI-6400便携式光合测试系统测试棉花新陆早33号不同水分处理4个关键生育时期的冠层高光谱数据和叶片净光合速率(Pn)。多元统计分析表明,近红外759nm(r=0.53**,P<0.01,n=40)和红光670nm(r=-0.7**,P<0.01,n=40)为光谱反射率与Pn的敏感波段;采用红光670nm与近红外759nm波段的光谱反射率组成归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)与Pn建立幂函数关系模型,RVI与Pn的相关性高于NDVI与Pn的相关性。研究结果表明,叶片净光合速率反映棉花的光合生产能力和生长状况,利用RVI能更好地预测棉花的叶片净光合速率。

    2018年01期 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]
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  • FY-2E地面太阳辐射反演及数据集评估

    刘军建;师春香;贾炳浩;张涛;

    针对FY-2E地面入射太阳辐射反演精度不够精确的问题,提出使用ERA-Interim再分析资料的臭氧、大气可降水、地面气压等数据替换反演算法中气候态平均大气场,通过利用中国地区(2009—2014年)91个站点的地面观测数据验证和评估新旧数据集产品(SWDN-1.0和SWDN-2.0),并与CERES卫星反演SYN1deg产品和ERA-Interim再分析地面入射太阳辐射资料进行比较分析。结果表明:CERES卫星反演产品与观测最接近,FY-2E卫星反演产品次之,ERA-Interim地面入射太阳辐射产品误差最大;FY-2E卫星反演的2套产品,SWDN-2.0相比于SWDN-1.0有较大改进;4套数据产品在中国不同区域效果有明显差异,西部最好、南部最差,辐射反演算法还有待改进;从地面入射太阳辐射的多年平均值分析,4套数据产品之间有较好的一致性,FY-2E卫星反演地面入射太阳辐射数据集产品空间分辨更高,细节更清晰。

    2018年01期 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2810K]
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  • 面向对象随机森林方法在湿地植被分类的应用

    李方方;刘正军;徐强强;任海成;

    针对湿地植被精细分类的研究较少、分类精度不高的问题,提出了面向对象随机森林湿地植被分类方法。面向对象分割技术可减少"椒盐效应",随机森林分类算法具有高准确度、抗噪能力强、性能稳定等优势。鉴于此,通过调整面向对象的分割参数与随机森林中树的深度、个数等,构建了最优的面向对象随机森林分类模型。另外,选择了支持向量机分类算法和决策树分类算法作对比实验。实验结果显示,面向对象随机森林分类算法的总体精度达到88.3%,明显高于支持向量机算法和决策树算法,能够有效提高湿地植被分类的精度。

    2018年01期 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2315K]
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  • 遥感图像分割下的青藏高原湖泊提取

    王碧晴;王珂;廖伟逸;

    对于特殊的高原湖泊来说,由于受到冰雪、山体阴影的干扰,增加了精确提取的难度。针对此不足,以西藏纳木错湖区为研究对象,分别选取2003年、2009年2期TM图像,提出了一种基于归一化水体指数和图像分割技术相结合的高原湖泊提取方法,进行纳木错湖区的提取。首先,通过合适的阈值选取,利用NDWI水体指数法实现高原湖泊信息的提取;其次,采用多尺度分割和光谱差异分割的图像分割方法相结合,保证了纳木错湖泊完整且细小地物独立;最后,将水体指数法的结果与分割结果有机结合,利用投票原理提取完整的纳木错及周围湖泊。为定量评价本文提出方法,以人工目视解译方法勾勒出的纳木错湖区作为参考图像,利用像元数量误差准则分别对NDWI-图像分割法提取的湖泊和仅利用NDWI水体指数法提取的湖泊作比较。结果显示,NDWI-图像分割的提取方法获得的精度稍高。

    2018年01期 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2139K]
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  • 地理国情普查质检软件测试方法

    李淼;章力博;周悌慧;田宗彪;王金栋;

    针对目前用于GIS数据质检软件测试方法研究的不足,通过分析"算子+参数"的软件特点,提出基于智能规则的软件测试方法。以输入型故障模型为基础,对规则参数采用输入域分析的测试方法;采用数据驱动的设计模式,基于数据质检任务进行增量式自动化脚本的开发与测试。将该方法引入地理国情普查质检软件测试中。实践证明,该方法能够有效提高测试效率,并提高测试结果的可靠性。

    2018年01期 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
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