四叉树分解在海空重力测网交叉点搜索中的应用

交叉点快速搜索是海空重力测量数据质量评定的前提和基础。随着海空重力测网规模的不断扩大和不规则测线的出现,现有的交叉点搜索方法无法保证快速、精确地搜索到所有交叉点。引入四叉树分解方法来遍历测网交叉点,实现了交叉点附近的自动加密剖分;利用遍历比较大小取出主、副测线包络矩形的重合区域,取出的索引和实际交叉点数量相当,有效避免了大量的冗余计算。实验结果表明,该方法对于十万测点级别的美国EN01数据块,只要0.28 s即可完成搜索,对于数百万测点的测网的搜索效率也大幅优于常规方法和成熟商业软件。该方法利用遍历搜索保证了100%的准确率,同时具有很高的搜索效率,普遍适用于海空重力测网的交叉点搜索。     

航空重力测网交叉点的非遍历逼近方法

航空重力测网交叉点上的重力差值是客观评价测线测量质量的重要依据,也是调整测线之间重力场水平差异的重要途径。随着测网大型化和不规则化,测网交叉点精准、快速搜索变得至关重要。现有方法均采用缩小交叉点范围后进行逐一遍历,无法保证快速、准确搜索到所有的交叉点。本文提出的非遍历逼近方法,是通过快速逼近和微调逼近的组合进行迭代式逼近,避开逐一遍历直接快速逼近交叉点。试验表明,该方法搜索不仅适用于测点连续、均匀的常规测网,也适用于不规则、非常规测网,搜索速度较现有方法提升3～4个数量级,也远优于加拿大著名商业地球物理软件Oasis Montaj。     

近圆轨道卫星交叉点概略位置理论计算

轨道交叉点在标校卫星系统偏差参数、评估卫星载荷性能以及卫星精密定轨方面具有重要作用.针对现有轨道交叉点计算多采用搜索法结合多项式拟合方法,虽能够获取精确交叉点位置但较难分析交叉点整体分布特征的问题,该文从二体问题解析解出发,推导了交叉点概略位置理论计算公式,并分析了不同卫星轨道交叉点特性,提出了基于交叉点函数的计算方法,并用仿真试验数据对本文方法有效性进行了验证.该文方法为分析交叉点概略位置空间分布特性提供了一种思路.     

自适应窗口的SAR立体影像匹配方法

针对SAR立体影像间几何畸变对影像匹配的影响,该文提出一种自适应窗口的SAR立体影像匹配方法。首先引入外部粗分辨率DEM,根据影像参数和DEM高程精度约束匹配搜索范围。然后采用归一化互相关和测度进行辅影像匹配窗口自适应扩展匹配,以保证主辅影像匹配窗口内的灰度信息一致;归一化互相关和值最大时的辅影像匹配窗口为最佳匹配窗口,最佳匹配窗口的中心点为获取的匹配点。最后利用双向一致性约束剔除误匹配点。试验结果表明,本文方法在山地区域能有效地增加正确匹配点数量,提高匹配正确率。     

航空重力空中测线数据内符合精度评价

针对航空重力测量受到飞机状态和气流变化等因素影响的特点和常规重复测线对比方法的缺点,该文提出了顾及平面位置纠正和高度归算的重复测线对比分析和交叉点分析方法。选取两两组合模式进行重复测线对比分析,建立多参数精度指标,采用交叉点分析,对毛乌素测区航空重力空中测线数据内符合精度进行评价。结果表明:4条重复测线的绝对平均偏差为0.01~0.95mGal,标准差为0.87~1.44mGal,两两组合对比模式在鉴别问题测线方面更有优势;在231个交叉点处,经过交叉点平差处理,均方根差值从平差前的1.6mGal减小到1.34mGal。     

一种同侧多角度SAR图像匹配方法

针对合成孔径雷达(SAR)同侧多角度图像入射角存在较大差异,图像存在几何畸变,导致多幅图像间连接点选取困难这些问题,该文发展一种几何约束的SSNCC匹配方法。首先,依据SAR不同角度图像的核线近似直线特性,利用外部数字高程模型(DEM)和距离多普勒模型约束匹配搜索范围;然后,将主图像待匹配点的匹配窗口4个角点坐标投影到辅图像上,基于仿射变换模型快速实现辅图像匹配窗口的几何改正;最后,利用SSNCC相似测度计算待匹配点的相关性,相关性最大的点为多角度SAR图像间同名点。该文采用高分三号3幅不同入射角的降轨SAR图像进行试验,结果表明该文方法能有效地提高匹配点数量,匹配成功率从67%提高到84.5%。     

注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配方法

针对倾斜影像匹配正确率低、匹配时间较长等问题，该文提出一种注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配算法。该算法以尺度不变特征变换(SIFT)特征为基础，通过特征点优选及深度学习匹配策略提高匹配正确率及效率。构建尺度空间进行SIFT特征点检测并确定主方向；根据地物反射光谱特性构建可见光植被指数，引入语义信息约束剔除不稳定特征点，并基于特征点邻域梯度统计值计算特征点描述向量；采用基于深度学习的注意力机制图匹配算法进行特征匹配，通过注意力机制图神经网络聚合特征点空间及上下文信息，再求解聚合后特征向量的最优部分分配矩阵，并基于阈值确定匹配点。利用不同类型无人机航空倾斜影像进行实验对比，结果表明，该文算法比现有算法匹配正确率有较大提升，匹配耗时明显降低。     

一种无需考虑轨迹特征的交叉点确定方法

与以往利用对轨道进行二次多项式拟合或分段拟合求取交叉点的思路不同,提供了一种利用线段分段方式搜索交叉点,并最终采用短距离直线拟合确定交叉点的新思路.该方法可以不用顾及卫星下点轨迹的分布特征,使得交叉点的确定更为简便.在北冰洋区域的实验结果验证了该方法的正确性,所计算出的交叉点的不符值符合海冰的季节变化特点.     

局部仿射变换的自适应窗口立体影像匹配算法

针对现有固定窗口相关匹配方式难以适用纹理断裂、深度不一、纹理匮乏等近景影像匹配问题,该文提出一种结合局部仿射变换的自适应窗口匹配算法。以ASIFT特征点作为匹配基元:①利用同名三角网局部仿射变换确定匹配搜索区域;②利用Canny边缘点约束确定候选点自适应相关窗口,对应的建立参考点相关窗口;③建立顾及窗口尺寸的灰度差异相似性测度函数,将小于阈值的最小函数值对应的候选点作为匹配同名点;④采用RANSAC方法对匹配结果进行检核剔除错误匹配。选择3组典型特征的近景影像进行匹配实验,该文算法均能获得可靠的匹配结果,验证该算法的鲁棒性。通过与不同窗口、不同算法进行对比分析,本算法能有效减少窗口内像素点深度不一致引起的错误匹配,且在增加匹配点数量的同时提高匹配精度和可靠性。     

船载重力测量数据不同测区系统偏差纠正方法研究

分析了我国近海海域船载重力测量数据特征,并提出了消除不同测区之间重力测线上重力异常存在系统偏差的方案。提出了参考线的选择标准,利用参考测线上交叉点处的残差重力异常不符值,纠正其他测线重力异常的新思路。结果表明,对测线重力进行纠正后,不同测区的重力值不存在系统偏差,交叉点处不符值明显改善,测线上纠正后重力异常明显优于纠正前的重力异常。