- 闫利;李青山;王嫣然;叶志云;
由于中波红外谱段复杂的辐射特性以及红外探测技术的限制,目前学界对中波红外的遥感分类应用探索较少。该文是在国内首幅可见光-中波红外高分辨率(中波红外0.6m分辨率)多光谱影像的基础上,探索地物的中波红外辐射特性,挖掘中波红外谱段的潜在价值,进而融合地物的中波红外与可见光的特征,分析中波红外影像的地物分类性能,提高遥感地物分类的精度。中波红外谱段的光谱辐射特性不同于可见光与热红外谱段,既包含地面反射辐射,也包含地面物体的发射辐射能量。研究中基于多尺度分割算法与随机森林分类器分别对可见光影像和中红外+可见光四波段融合影像进行面向对象分类。该方法融合了地物的可见光与中波红外特征,并且评估了光谱、形状、纹理等特征在分类中的重要程度,定量分析了融合中波红外波段后的特征空间。研究结果表明:针对中红外特征,最有效特征为中红外与可见光其中两波段组合HIS空间各分量特征,其次为灰度共生矩阵纹理信息;中波红外波段的引入可以稳定地提高地物分类的总精度;中波红外波段对于人工地物的分类效果优于非人工地物类型,其中建筑物的分类精度提升最为显著。
2019年05期 v.34;No.165 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 4006K] [下载次数：176 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：13 ] - 鲁铁定;袁志聪;郑坤;
点云配准是三维模型重建中的关键步骤。针对传统初配准方法效率低等问题,提出一种结合点云特征的超四点快速鲁棒匹配算法(super four point fast robust matching algorithm,Super 4PCS)。首先对点云数据进行尺度不变特征提取,凸显点云的局部特征;然后把提取的特征点作为Super 4PCS算法的初始值,以便实现源点云与目标点云的初配准;最后在初配准的基础上利用最近点迭代(ICP)算法进行精确配准。通过斯坦福兔子点云及实测点云数据对比分析,表明该算法具有更好的配准性能。
2019年05期 v.34;No.165 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 4068K] [下载次数：632 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：14 ] - 韩海辉;王艺霖;张转;任广利;杨敏;
针对高光谱蚀变矿物提取提出的光谱角和光谱信息散度(SIDSAM_(tan))组合法在复杂地质背景下仍然存在分类精度不足的问题,将波谱特征拟合(SFF)和混合调制匹配滤波(MTMF)加入SID-SAMtan法中,提出MTMFSFF-SIDSAM_(tan)(MSSS_t)组合法,可最大化地放大与目标波谱匹配的像元信号。采用相似度增量和相关光谱区分熵指标,定量比较MSSSt、MTMF、SFF、SIDSAM_(tan)、SID、SAM 6种方法对人工模拟的相似光谱的区分能力,发现MSSS_t法具有更强的光谱区分能力。在甘肃北山方山口地区,利用新方法从CASI-SASI高光谱影像上提取了绢云母、褐铁矿、绿泥石等9种蚀变矿物,通过地面实测验证对提取结果进行精度评价,发现9种蚀变矿物的提取精度都在90%左右,显示出MSSSt方法行之有效,可作为今后提取高光谱蚀变矿物的方法之一。
2019年05期 v.34;No.165 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] [下载次数：302 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：17 ] - 陈亮;张超;常斌;吕鹏;
针对单一时段温度-植被指数特征空间干、湿边不稳定的问题,提出利用通用温度-植被指数特征空间改进TVDI指数进行农田干旱遥感监测的方法。利用2006—2015年各年单一时段特征空间干、湿边构建通用特征空间,拟合得到旬通用特征空间干、湿边。采用通用特征空间计算TVDI,结合实测数据进行旬土壤含水量反演模型率定和结果验证,并在河南省小麦种植区进行干旱监测应用分析。结果表明,与单一时段特征空间相比,基于通用特征空间的TVDI与实测数据的相关性更高,指数稳定性更强,土壤含水量估算绝对误差小于10%,均方根误差小于11%,能够有效监测农田旱情。
2019年05期 v.34;No.165 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 3332K] [下载次数：553 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：11 ] - 张省;
针对基于模型分解的全极化合成孔径雷达非监督分类方法存在的大取向角的建筑物会被错误分类的问题,基于精细去取向角和复Wishart分类器,提出了一种全极化合成孔径雷达图像非监督分类方法,可以提高大取向角建筑物的正确分类率。首先,得到斑点滤波之后的相干矩阵数据,对目标相干矩阵进行精细去取向角;其次,基于去取向角之后的相干矩阵,实施Freeman和Durden提出的三分量模型分解,并作为初分类的结果;最后,基于模型分解结果,采用复Wishart分类器进行图像中目标分类,把目标分成15类。实验结果验证了该方法可以提高大取向角建筑物的正确分类率。
2019年05期 v.34;No.165 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 9872K] [下载次数：112 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：12 ] - 杨育丽;马明国;葛伟;
北京市作为中国首都,城市化发展迅猛导致诸多"城市病"问题出现。为避免城市用地的盲目扩张,给北京市未来城市用地合理规划和区域可持续发展提供科学参考,利用1992—2013年DMSP-OLS夜间灯光数据提取北京市建成区,从城市扩展的时空尺度、城市重心识别及其转移规律、城市空间形态变化及城市内部发展差异等方面对城市发展的空间特征进行研究。结果表明,近20年来北京市建成区面积不断增大,且从中心城区向外环状圈层式扩展。1992—2013年,建成区面积扩大了878km~2,21年内扩大为原来的3倍,且向东北方向扩展面积最大。城市扩展主要集中在1996—2007年,扩展面积占总研究时段的92%。整个研究时段,北京市重心向东偏北28°方向移动,城市重心从东城区转移到朝阳区,转移距离为5 000.71m。各市辖区的发展水平逐年提高,发展水平差距逐年减小;北京市空间形态在外延式和内涵式扩展之间交替变化。
2019年05期 v.34;No.165 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2462K] [下载次数：905 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：17 ] - 徐辛超;李旭佳;马钰;刘少创;焦慧慧;
针对嫦娥三号降落序列影像特征匹配耗时较多的问题,提出了一种适合降落影像的快速匹配方法。首先对待匹配的降落影像进行尺度变换,将二者进行统一,然后采用9×9大小的窗口进行基于Moravec方法的特征点提取。其次,基于降落过程几何模型约束,以相关系数为匹配测度,实现降落影像间的匹配。采用真实嫦娥三号降落影像开展了匹配实验。实验结果表明,特征点窗口大小为9×9,相关系数阈值为0.90时,提出匹配方法的性能最佳;此外,与经典SIFT匹配相比,提出的方法可以平均减少59%左右的匹配耗时,且误匹配率更小。研究成果对我国后续深空探测任务中降落影像的匹配工作具有重要的参考价值。
2019年05期 v.34;No.165 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K] [下载次数：130 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：10 ] - 王逸超;吴小忠;陈仲伟;彭康博;
针对机载LiDAR点云数据粗差点剔除运算复杂度高、地形复杂地区滤波精度较低等问题,提出了一种基于多项式曲面拟合的改进的多级曲面滤波方法。首先采用一种快速的统计坐标直方图的方法去除点云中的粗差点,然后通过形态学运算和插值寻找格网内可靠的种子点拟合局部曲面,设定自适应阈值完成地面点和非地面点的判断。该过程在不同窗口大小下迭代进行,由粗到细最终得到一个精确的地面模型。该算法结构简单、易于实现,针对标准滤波数据集的实验结果表明,对于不同地形复杂程度的地区,该方法都能够进一步提高滤波精度,满足实际应用的需求,具备一定的使用价值。
2019年05期 v.34;No.165 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2981K] [下载次数：186 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：12 ] - 李莹;于海洋;王燕;李朝亮;江一帆;
针对森林火灾火烧迹地提取精度不够高的问题,基于Sentinel-2等新型卫星提供的对植被敏感的红边波段,分别构建了基于主成分分析法和新型植被指数的火烧迹地提取算法。第一种是基于第三主成分分析法(PC3),选择可见光及近红外波段进行主成分分析,根据变换后的第三主成分提取火烧迹地,将3个红边波段分别替换可见光红波段,根据得到的PC3_(red-dege1)、PC3_(red-dege2)、PC3_(red-dege3)提取火烧迹地。第二种是基于新型植被指数法,根据NDVI及将3个红边波段分别替换可见光红波段计算获取的NDVI_(re1)、NDVI_(re2)、NDVI_(re3),分别提取火烧迹地。以2017年毕拉河特大火灾火烧迹地为研究区。实验结果表明,基于PC3的火烧迹地取效果整体优于基于植被指数的提取效果;红边波段参与的火烧迹地的提取精度高于红波段参与的提取精度,其中PC3_(red-dege1)精度最高,PC3_(red-dege2)提取精度次之。研究证明利用红边波段采用PC3的方法能满足火烧迹地的高精度快速提取。
2019年05期 v.34;No.165 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3347K] [下载次数：354 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：16 ] - 薛晓琴;岳亚伟;夏磊;李丽;贺雄伟;
针对小样本情况下高光谱图像亚像元定位精度有限的问题,提出利用协同表示与神经网络的高光谱图像亚像元定位算法。该算法以一幅低空间分辨率的高光谱图像和少量的训练样本作为输入,首先应用空间上采样和基于协同表示的分类技术获取一幅亚像元级类别标签图,同时应用基于协同表示的分类、光谱解混和空间引力模型获取另一幅亚像元级类别标签图,之后依据两幅初始的亚像元级类别标签图扩充训练集,最后利用扩充后的训练集基于BP神经网络对高光谱图像进行亚像元定位,从而提高小样本情况下高光谱图像亚像元定位的精度。对于Indian Pines和Pavia University图像,所提算法的总体分类精度比ASPM算法分别高3.39%和9.63%,比ACSPM算法分别高0.26%和8.91%。实验结果表明,所提算法优于ASPM和ACSPM算法,尤其适用于细节信息较为丰富的高光谱图像。
2019年05期 v.34;No.165 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2881K] [下载次数：109 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：25 ] - 周嘉俊;李勇;何明;刘凌杰;
针对城市区域中常见的多层次建筑物,提出一种基于机载LiDAR点云的三维重建方法。使用优化的随机抽样一致性算法对建筑物LiDAR点云进行面片分割,在面片分割的基础上使用delaunay三角剖分进行轮廓点的检测,对检测出的轮廓点使用新的关键点检测算法提取轮廓线关键点,最后连接关键点并进行规则化处理,完成多层次建筑物的三维重建。实验表明,该方法能有效重建多层次建筑物模型,改进的RANSAC算法能更高效地分割屋顶面片,新的轮廓线关键点提取算法能够较好地提取建筑物的关键点,并能抑制错误轮廓点的干扰,减少伪关键点的生成。
2019年05期 v.34;No.165 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 3187K] [下载次数：454 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：13 ] - 赵少帅;杨磊库;陈兴峰;王涵;卢晓峰;
针对在利用卫星影像进行地表信息提取、气溶胶光学厚度反演等工作中云检测不够准确的问题,提出了利用云的空间变化特性、光谱反射率特征阈值和HOT薄云检测联合的方法。通过对大量区域进行直方图统计分析,确定了适合高分四号卫星数据的阈值,进而建立了针对气溶胶反演干扰较大的碎云、云边缘、薄云的检测方法。利用该方法对多幅影像进行云检测,结果表明,该方法能够很好地检测出云像元,特别是对于碎云、云边缘和薄云有很好的识别效果,有效提升了气溶胶产品的可信程度。
2019年05期 v.34;No.165 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 6365K] [下载次数：276 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：7 ] - 孙震笙;柳鹏;余涛;杨健;米晓飞;
高压输电塔廊道的快速、大范围监测能力对于国家能源安全战略至关重要。合成孔径雷达遥感技术以其全天时、全天候、穿透能力强等众多优势能够为区域电力基础设施监测提供稳定数据源。但由于复杂的成像机理和大量相干斑噪声的影响,SAR数据的快速智能解译存在一定的困难。为此,提出一个基于深度卷积神经网络的输电塔快速识别分类算法框架。利用我国首颗C频段多极化合成孔径雷达高分三号数据,结合目标检测网络自动标注构建RAD-GFEP输电塔数据集,然后采用基于卷积神经网络的分类算法对该样本集进行分类测试。结果表明,基于深度卷积神经网络的分类算法能够对复杂背景场下SAR微小目标精准识别。在输电塔数据集RAD-GFEP上分类的总体精度达到了98.21%,混淆矩阵的Kappa系数值为0.972 9,该结果远远优于传统的视觉算法。研究也表明了国产星载SAR较好的成像能力和利用其进行广域输电塔发现、识别和分类的可行性,在电力基础设施规划、建设、维护和灾后评估等方面展现出了巨大的应用前景。
2019年05期 v.34;No.165 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 4676K] [下载次数：250 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：21 ] - 崔舜铫;姚佛军;连琛芹;
针对在不同地物背景情况下难以选择恰当的遥感蚀变信息提取方法和建立特征掩膜的问题,提出了一种基于图像模型来帮助信息提取的方法。该方法依据典型蚀变矿物和干扰地物的光谱特性,模拟ASTER多光谱数据各波段特征,建立9维空间图像模型,并针对Fe~(3+)、Al-OH、Mg-OH、CO_3~(2-)这4种典型离子基团,进行了比值法、主成分分析法的遥感蚀变信息提取实验,通过提取结果判断不同方法的信息提取效果和干扰地物的影响情况。结果表明,通过图像模型法可以直观地展现不同方法在不同地物背景下提取效果的优劣,为遥感蚀变信息提取方法选择和掩膜的建立提供参考。
2019年05期 v.34;No.165 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K] [下载次数：144 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：19 ] - 王燕;高志海;孙斌;李长龙;宋张亮;
定量估算半干旱区土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)及空间分布规律对了解该区域的土壤碳收支情况具有重要意义。该研究基于陆地碳循环平衡原理,结合2012—2016年MODIS数据和CASA模型估算了浑善达克沙地及其周边地区的年均NPP和年均土壤基础呼吸,将年均NPP与年均土壤基础呼吸分别与实测SOCD进行相关性分析,构建最优的SOCD估算模型。结果表明,研究区土壤表层(0～10cm)平均SOCD约为1.68kg C/m~2,SOCD介于0.5～6.61kg C/m~2之间;SOCD具有高度的空间变异性,由西至东逐渐增大,东部稀疏林地以及灌木林区域SOCD较高,西部荒漠草原地区SOCD较低。研究发现,SOCD与植被、人类生产活动以及气候特征密切相关。
2019年05期 v.34;No.165 103-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 4248K] [下载次数：321 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：19 ] - 常明;康志忠;李敏;李方舟;
针对RGB-D相机获取的数据在全局拼接中由于单点精度不高而导致误差累积的情况,提出一种多特征扩展信息滤波模型(multi feature extended information flter,MEIF)。利用迭代最近点(iterative closest points,ICP)算法获取场景内的点特征,利用区域面生长法平面拟合得到的空间平面参数作为面特征,构建多特征加权扩展信息滤波模型,实现对RGB-D相机数据的全局拼接。实验证明,该方法对误差累积的消弱有一定的作用,对RGB-D数据在室内场景生成的应用具有一定的参考价值。
2019年05期 v.34;No.165 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2825K] [下载次数：106 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：20 ] - 余祥伟;薛东剑;陈凤娇;
针对实测的SAR图像被噪声广泛淹没、传统滤波方法易模糊边缘等问题,提出了一种新的滤波方法。该方法在图像多尺度的小波分量上,将基于贝叶斯理论对不同系数和不同方向上设置不同阈值得到消噪后的各分量与基于多尺度边缘检测提取的图像边缘等结构所对应小波分量加权融合,重构输出。以真实的SAR影像进行对比实验后,选取图像的均值、等效视数、边缘保持指数、信噪比及特征地物的像素灰度曲线作为评价指标,对不同的滤波方法进行了综合量化评价。实验结果表明,该方法抑制SAR图像斑点噪声的效果较好,对边缘有较好的保持效果。
2019年05期 v.34;No.165 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2244K] [下载次数：402 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：19 ] - 钟亮;刘小生;
针对传统方法识别夜间海上船只的不足,提出利用珞珈一号新型夜间灯光数据进行夜间海上船舶的提取,通过中值滤波方法以及双参数恒虚警率方法对影像进行去噪处理,之后将检测的有效船舶灯光进行精度验证。结果表明,中值滤波法能够有效削弱影像背景噪声,并且对有效灯光影响较小,结合双参数恒虚警率算法提取船舶灯光具有较好的效果。表明利用珞珈一号夜间灯光数据提取夜间海上船舶具有合理性和可行性,为海上船舶的识别提供了新的思路,对于海上船舶航行的安全监测具有一定的参考价值。
2019年05期 v.34;No.165 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2333K] [下载次数：531 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：10 ] - 汪政辉;辛存林;孙喆;罗菊花;马荣华;
针对传统的水生植被遥感监测研究大多是面向大型浅水湖泊,利用Landsat和MODIS数据开展,且很少关注水生植被主要类群的细分,该文以小型湖泊-翠屏湖为例,利用欧空局Sentinel-2高分卫星数据,基于不同水生植被类群及水体间的光谱特征差异,构建了浮叶类植被指数(floating-leaved aquatic vegetation index,FAVI)和沉水植被指数(submerged aquatic vegetation index,SAVI)2个新的植被指数作为分类特征,结合Otsu算法,实现翠屏湖浮叶类植被类群、沉水植被类群和水体的自动提取。经验证,总体分类精度为88.57%,Kappa系数为83.78%,并通过多期影像开展了算法的普适性检验。本研究为快速获取小型浅水湖泊的水生植被类群提供了高效的方法,可为湖泊管理和生态修复提供科学依据。
2019年05期 v.34;No.165 132-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 5265K] [下载次数：648 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：17 ]