综述

  • 倾斜影像匹配与三维建模关键技术发展综述

    孙钰珊;张力;艾海滨;杜全叶;

    针对倾斜影像数据处理、三维重建中存在的关键问题,对倾斜影像三维重建技术的发展方向、难点、解决思路进行了总结。机载倾斜摄影测量是近年来发展最快也是最有影响力的测绘技术之一,为地面目标的快速三维重建提供了有效的数据保障。寻求可行的数据处理方法,实现数据处理的自动化,提升三维重建的精度和速度,是倾斜影像三维重建处理的关键问题。该文首先对倾斜影像的三维重建技术进行了介绍,对三维重建中核心技术影像匹配等近些年的发展进行了探讨,并结合近些年多数据源融合的发展趋势,对联合地面影像、激光雷达数据与倾斜影像进行大范围场景的精细三维重建技术进行了阐述,对其中涉及到的难点进行了分析,最后对利用倾斜影像进行自动化三维建模技术的发展进行了总结。

    2018年02期 5-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
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遥感技术

  • 一种基于随机场的遥感影像信息测度方法

    刘凤珠;杨伯钢;张飞舟;杨应;

    针对运用信息熵测度度量遥感影像信息量存在的信息冗余问题,基于马尔科夫随机场模型研究了一种顾及空间相关的遥感影像信息测度方法。该方法对传统马尔科夫随机场进行简化,将这种简化的马尔科夫随机场模型应用于影像信息熵的计算。对该方法的计算公式进行了推导,证明了其可以减弱空间相关给影像信息熵测度造成的信息冗余,并且不需要进行高维计算。实验验证了这种空间熵对影像信息度量的有效性。

    2018年02期 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 一种数学形态学的量子图像去噪方法

    杨蕴;李玉;王玉;

    针对新型量子计算机缺少相应的图像处理算法这一问题,提出一种基于数学形态学的量子图像去噪方法。首先,利用二值分解法将数字图像分解成若干个位面,由设计的一个经典-量子接口将分解得到的位面表示为增强量子表示模型下的量子位面。其次,根据数学形态学原理构建一个多尺度多方向的量子复合形态滤波器,对量子位面中的高效量子位面进行去噪处理。最后,利用一个量子-经典接口将量子位面转变为位面,对位面进行组合得到去噪的数字图像。为了验证提出的方法,分别用传统数学形态学、均值滤波、小波去噪、维纳滤波作为对比方法,定性及定量评价结果表明了该方法的可行性及优越性。提出方法为量子图像处理提供了一个有效算法,也为量子计算机的实现提供了很好的算法基础。

    2018年02期 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2701K]
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  • 矩阵因子和信息散度融合的高光谱波段选择方法

    王春阳;张合兵;许志方;王双亭;邵伟宽;

    高光谱数据的数据量大、冗余度高,影响了影像分类的精度和速度。为解决这一问题,在基于矩阵模式的高光谱波段选择方法的基础上,提出了一种基于矩阵因子和光谱信息散度融合的波段选择方法。首先,用光谱信息散度代替原始用光谱相关系数衡量光谱维的相关性。然后,调整矩阵因子定义方式,根据单一量化指标大小选择最佳波段组合。最后,分别用最佳指数因子、自适应波段选择法、最优波段指数法波段和所提出的算法对AVIRIS高光谱数据进行波段选择试验。结果表明,在选择相同波段数目的情况下,所提出的算法最大化保留了光谱信息并去除了冗余波段,分类精度有明显提高。

    2018年02期 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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  • 结合地物光谱库的高光谱端元识别及解混

    王毓乾;何海清;谭永滨;李小龙;

    针对目前基于地物光谱库的高光谱影像稀疏解混方法得到的端元丰度与真实端元丰度仍有较大差距,解混结果中出现很多具有小丰度值的多选端元(伪端元),提出一种基于光谱库的高光谱遥感影像端元识别和稀疏解混方法。首先对影像进行初步稀疏解混,将得到的解混丰度进行显著性分析,自适应地选择显著性丰度阈值,将低于该阈值丰度的端元从混合像元中剔除,得到更为稀疏和准确的表示端元子集。模拟数据的实验表明,该方法能极大提高解混丰度的稀疏性,提高端元识别的准确率,并在一定程度上提高解混的整体精度。真实数据实验结果也验证了该方法在真实影像复杂场景下的有效性。

    2018年02期 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 734K]
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  • 改进迭代最近点算法的点云自动精配准

    杨帆;唐伟智;吴昊;

    针对经典ICP(iterative closest point)算法迭代速度慢、存在误配准点对、鲁棒性不强的问题,利用距离约束函数、kd-tree加速迭代以及CPC(closest point crirterion)三约束方法对算法进行改进。首先利用点到最近三点组成的面的垂足作为最近点,对算法进行了分类约束改进,剔除了点落在面外造成虚假配准的情况,从而提高迭代精度;然后通过kd-tree算法加速搜索点对过程,减少算法的运行时间;最后通过对CPC中存在的几何约束对配准点集进行错误点对剔除,增强了自动配准技术的鲁棒性和抗噪声能力。实验结果表明,与经典ICP算法相比,改进后的ICP算法在配准精度和时间上有所提高,而且能够有效剔除部分误配准点对,增强了算法的鲁棒性。

    2018年02期 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K]
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  • 黑河流域植被覆盖变化及其对地形的响应

    张立峰;闫浩文;杨树文;朱俊文;邱丽莎;

    针对内陆河流域植被覆盖变化对地形响应研究不够深入的问题,利用趋势线模拟和Hurst指数等方法研究了2000-2015年黑河流域植被覆盖在地形上的分布规律和演化趋势,结果显示:1)植被覆盖随经度由西向东呈先增后减的趋势,随纬度增加亦呈先增后减趋势,在99°E~101°E经度带和37.4°N~38.5°N纬度带分布最广;2)植被覆盖在海拔1 500 m左右面积最大,在北坡向及坡度为0°~5°的平坦区域植被长势较好;3)近16年,植被NDV1年均值空间变化总体呈稳中向好的趋势,在1 000~1 500 m低海拔区植被变化明显,与人类活动有着紧密联系;在北坡和东北坡植被显著变化,不同坡度变化不明显;4)Hurst指数分析显示未来该区的植被覆盖存在一定的退化风险。

    2018年02期 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K]
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  • 一种针对行道树残缺点云的三维绿量估计方法

    刘如飞;马新江;王鹏;

    针对车载移动测量系统获取的行道树激光点云残缺问题,提出了一种基于残缺率加权的三维绿量估计方法。首先计算树冠冠层不同方位上的点云残缺率,然后将平均方位残缺率作为权重计算冠层面积,进一步计算各冠层体积,累计得到树木三维绿量。实验以实际路段35棵行道树为例,对理论模型体积、实际点云体积和残缺率加权估计体积进行对比分析。结果表明,该方法估计的三维绿量更加接近树木的真实值,与标准体积对比的平均偏差为4.1%。

    2018年02期 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 614K]
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  • 频率域多核匹配检测埃默里冰架冰流速

    杨泽;康志忠;

    冰架表面流速是对冰架进行动力学研究的重要因素。针对频率域影像互相关检测冰流速的过程中匹配结果对核窗口大小的选择具有敏感性的问题,提出了在影像匹配的过程中使用多个不同大小的核窗口进行匹配验证同名点位置的方法。为了评估该结果的可靠性,使用美国国家冰雪中心发布的全南极冰流速度集埃默里冰架地区的冰流速作为对比。实验结果表明,所提出方法可以获取较为稳定的埃默里冰架冰流速度场,其结果与全南极冰流速度集埃默里冰架地区的流速基本一致。

    2018年02期 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
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  • 聚类与自适应波段选择结合的高光谱图像降维

    张悦;官云兰;

    针对自适应波段选择法(adaptive band selection,ABS)对高光谱图像降维后得到的最优波段子集用于地物目标分类处理时,分类精度不理想的问题,提出一种K-means聚类与ABS结合的高光谱图像降维方法。算法采用K-means聚类算法对所有波段进行聚类,聚类中分别采用相关系数和欧氏距离2种相似性度量,选取各聚类中ABS指数最大的波段,作为最优波段子集。通过实验,将所提方法与ABS进行分类精度比较。实验结果表明,所提方法在分类精度上优于ABS法,以相关系数作为相似性度量的K-means聚类与ABS结合的降维方法分类效果更好。

    2018年02期 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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  • 一种采用最小平方中值的改进极线校正方法

    郑真真;徐爱功;徐辛超;焦慧慧;

    鉴于目前大多数极线校正方法均是采用随机采样一致性算法(random sample consensus,RANSAC)的鲁棒性估算进行,提出一种采用最小平方中值算法(least median of squares,LMedS)的改进极线校正方法。在未标定摄像机的情况下,首先使用SURF(speededup robust features)算子对立体影像进行特征点提取与匹配,然后利用RANSAC算法与LMedS算法对匹配点进行基础矩阵估计,基于基础矩阵根据极线校正准则对影像进行重采样,得到校正后的立体影像。最后利用垂直视差均值、方差和均方根距离3个评价指标对极线校正的结果进行精度评价。实验结果表明,与RANSAC算法相比,改进的方法消除垂直视差的效果更好,影像变形较小,可以为三维重建过程中视差图的生成提供更可靠的结果。

    2018年02期 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K]
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  • 分裂增广拉格朗日收缩法移除SAR影像相干斑

    陈亚欣;卜丽静;张正鹏;武文波;

    针对SAR影像相干斑移除过程中影像纹理细节容易丢失的问题以及非凸保真项求解困难的问题,提出一种用分裂增广拉格朗日收缩法移除SAR影像相干斑的算法。首先,在分析SAR影像成像机理和统计特性的基础上,利用最大后验估计和总变分TV项,建立SAR图像相干斑移除问题的数学模型;然后,利用分裂增广拉格朗日收缩法,将模型转换为易于求解的双参数最优化的形式并用交替迭代法分解成2个子优化模型;最后,利用牛顿迭代法求解第1个子优化模型,利用对偶方法求解第2个子优化模型。利用武汉某地区高分三号影像验证了该算法的有效性。

    2018年02期 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 872K]
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  • 一种耦合空间域与变换域的遥感影像融合方法

    王少迪;李轶鲲;杨树文;

    针对多光谱波段和全色波段影像融合存在的空间分辨率问题和光谱失真的问题,提出了一种超球面彩色空间变换(hyperspherical color space,HCS)与非下采样轮廓波变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)相结合的遥感影像融合算法。首先对目标影像进行HCS变换获取I分量,然后使用NSCT分解全色波段和I分量,并将分解获得的高频子带和低频子带采用加权的局部方向熵和改进的拉普拉斯能量和的方法进行筛选,最后对筛选的图像进行NSCT和HCS逆变换,生成融合多光谱遥感影像。为了验证影像融合质量,分别采用主观评价和客观量化评价方法(均值、标准差、信息熵、平均灰度和相关性等)对融合后的图像进行了分析。通过与现有HCS方法、NSCT方法、Gram-Schmidt方法对比研究表明,该方法在光谱保持度和空间分辨率上均优于传统方法,在融合结果得到的边缘、纹理和细节方面均能够表现出更好的融合特性和视觉效果。

    2018年02期 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
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  • 快速分割SAR影像海岸线的多尺度水平集方法

    胡娇静;张继贤;黄国满;赵争;

    针对C-V模型对SAR影像海岸线分割速度慢的问题,以高分辨率珠海南岸ENVISAT ASAR影像为研究样本,提出了一种快速、高精度的多尺度C-V模型(multi-scale-C-V,M-C-V)水平集分割海岸线方法。该方法在传统C-V模型中加入多尺度技术缩小影像尺度获得不同空间分辨率下的影像序列,利用低通滤波磨光小尺度影像序列以形成边界相对光滑的影像序列,在具有不同尺度和磨光程度的影像序列中逐一进行基于C-V模型的水平集海岸线分割。在海岸线分割中,高空间分辨率影像继承上一级低空间分辨率影像中提取的边界并通过C-V模型进一步细化海岸线。实验表明,该方法加速形成初始水平集,缩短了提取海岸线的时间,同时较好地剔除零散的非主体海岸线部分,提高了主体海岸线的识别精度,使提取海岸线过程具有鲁棒性。

    2018年02期 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 耦合空-频域特征的高分二号浊水提取模型

    马吉晶;杨树文;薛理;张珊;

    针对目前国产高分辨率遥感影像提取浊水的模型鲜有报道,在大量实验研究的基础上,基于高分二号(GF-2)影像提出一种耦合空-频域信息的浊水提取模型。首先,通过对浊水及典型地物光谱特征的均方差分析,基于图像差值运算和比值运算构建浊水指数以突出浊水信息;其次利用图像的频谱特征获取浊水的纹理以进一步增强浊水特征;最后对光谱和频谱计算结果进行逻辑运算,并运用形态学算子对提取结果处理,进而获得准确、连续、光滑的浊水区域。实验表明,该方法可以较完整、较高精度地提取浊水信息。

    2018年02期 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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GIS技术

  • 城市化进程中的地籍数据清理与问题分析

    王毓乾;彭小伟;谭永滨;李小龙;

    针对在快速城市化进程中,土地的利用类型和相应的地籍信息变更频繁,地籍数据常存在缺失、不全、错误、冗余等问题,以深圳市龙岗区大运新城为研究区,通过地籍数据清理分析城市化过程中地籍数据存在的主要问题,发现数据更新不及时是导致地籍数据问题的主要因素;此外,非农建设用地入市、不同系统数据的不一致性和人为错误也是导致地籍数据问题的重要因素。城市化进程中,为了避免出现大量的地籍数据问题,需要完善地籍数据的共享和动态更新机制,加强数据的质量控制。

    2018年02期 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 936K]
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  • 东北三省城市区域经济联系强度

    李泽宇;董春;张玉;

    针对近年来东北三省主要产业潜力优势尚未较好发挥,原有产业优势逐渐萎缩的问题,提出了用经济联系强度分析东北三省经济格局及演化态势的方法。利用经济联系强度分析15年内城市经济空间结构变化;用主成分分析简化评价指标,计算城市综合质量;由引力模型测算34个地级市在2005年、2010年、2015年3个时间点间的经济联系强度;以社会网络分析方法视角生成经济联系网络图,划分核心-边缘区域。研究表明,沈阳、大连、哈尔滨、长春对周边城市经济联系强度较强,中小城市均与本省经济中心联系较为密切,与外省非中心城市联系较少。辽宁省内城市联系最为紧密,黑龙江省内边境城市联系较少,跨省经济联系程度并不高,但逐步出现核心-外围腹地网状交织发展模式。

    2018年02期 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
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  • 国土“三生空间”分类及其功能评价

    程婷;赵荣;梁勇;

    随着经济的高速发展,资源衰竭、环境退化、人地关系日趋紧张、空间开发无序、空间结构失衡等问题愈发突出。针对上述问题,在地理国情普查的基础上,结合普查内容构建了"三生"(生产、生活、生态)空间分类体系,实现了图斑尺度的"三生"分类,并提出了基于格网的核密度方法来分析各类用地的空间格局;同时,以生产、生活、生态功能为基础,构建了"三生功能"评价指标体系,实现了各评价单元的功能评价。选取了武汉作为重点研究区,研究成果可为我国土地利用规划提供参考,同时可作为完善土地学科理论体系的一种有效补充,有效地推动地理国情普查数据的研究应用进程。

    2018年02期 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
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  • 电子地图间的实时坐标转换系统

    康路;闫浩文;张黎明;

    针对我国电子地图因坐标系不统一而导致的各个电子地图数据源中的坐标不能共用的问题,设计了面向移动端的实时坐标转换系统,利用(Open Layers库将多种电子地图可视化显示在浏览器端对坐标转换结果进行了测试,解决了WGS-84、GCJ-02和BD-09坐标之间的相互转换问题,较好地实现了各种电子地图之间的坐标转换和坐标的正确显示。基于浏览器端的坐标转换测试结果表明,该坐标转换系统能够快速、准确地完成坐标转换,实现多种电子地图的显示、定位和地图的实时切换,可应用于WGS-84、GCJ-02和BD-09坐标之间的批量转换、多数据源的电子地图软件的开发等方面,具有一定的实用价值。

    2018年02期 126-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
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