利用Allan方差分析GPS非差随机模型特性

非差GPS定位中,通常采用以观测值服从高斯白噪声条件的估计准则进行参数求解。研究表明卫星端误差、传播路径误差、测站环境误差等会破坏观测值的白噪声特性,并且未模型化误差同样具有不利影响。这不仅破坏了估计准则的假设条件,而且部分非白噪声有可能被状态参数吸收,影响估计的准确性。本文将观测值白噪声、有色噪声和未模型化误差一同纳入GPS非差随机模型,以验后残差来表征GPS数据的随机特性,进行Allan方差分析,研究噪声成分及其参数。结果表明,GPS非差噪声组合主要为WN+GM,相位白噪声为2.392mm,GM过程噪声为4.450mm/s,相关时间为52.074s,伪距白噪声为0.936m,GM过程噪声为0.833m/s,相关时间为14.737s,相位的GM过程噪声与卫星相关性较大,而其余噪声则与测站相关性较大,大量分析结果表明GPS非差随机模型并不服从高斯白噪声假设,有待精化。     

处理有色噪声的现代时间序列分析法

在动态导航定位中,目前绝大多数数据处理理论和软件都假设系统状态误差和观测模型误差为高斯白噪声。但在实际应用中,由于卫星轨道误差、大气环境等因素的干扰,使得观测误差和动力学模型误差往往不属于白噪声序列,而是具有一定时间相关或空间相关性的有色噪声。本文将有色噪声归为随机模型进行研究,采用多项式长除法将有色噪声模型展开成级数形式,再根据误差理论求取有色噪声的方差,由该方差修正有色噪声的随机模型,利用现代时间序列分析理论求出状态参数的最优估计值。为了说明该方法的正确性和有效性,用一组动态GPS实测数据进行验证,计算结果表明该方法能有效地抑制有色噪声对动态系统参数估值的影响。     

主成份检验和粗差定位

目前国内外文献中对于粗差的检验,多数是采用改正数 V,主成分检验法是将V 改算成为主成分 W,然而对 W 进行统计检验。本文讨论如何应用数理统计中的主成分检验法探测粗差。此外还讨论了粗差的初步定位和最后定位的方法,提出了预测偏盖最大准则和极小极大主分量准则。     

基于狄克松检验的NDVI时序数据噪声检测及其在数据重建中的应用

归一化差值植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)时序数据已被广泛应用于植被变化监测、植被物候识别和土地覆盖分类等领域,但受观测条件限制,NDVI原始数据中包含大量噪声,在实际应用时需对其进行检测并去除。目前常用的NDVI数据去噪重建方法主要包括阈值检测法、滤波拟合法及曲线拟合法3类。各方法在应用时均需根据不同的土地覆盖类型或特定的研究区域设置一定数量的经验参数,对噪声的定义缺乏客观标准;此外,这3类方法都没有进行专门的噪声检测,在进行NDVI数据重建时只是根据经验进行噪声判断。本文提出了一种基于狄克松(Dixon)检验法、适用于对小样本进行检测的数理统计噪声检测方法,该方法首先对同一像元、同一时段、不同年份的NDVI时序数据进行统计分析,然后再结合质量评估数据的分析结果,最终给出NDVI是否异常的判断。运用狄克松检验法对噪声进行检测,然后结合已有的两种数据重建方法--变权重滤波法和Savitzky-Golay方法,基于2001年-2010年250 m分辨率的MODIS NDVI时序数据,对覆盖中国55种植被类型共520个测试样点及洞庭湖测试区域进行了NDVI时序数据重建实验,结果表明,狄克松检验法降低了对先验知识的依赖程度,应用该方法对NDVI时序数据中的噪声进行检测预处理后,可以有效提高变权重和Savitzky-Golay方法的数据重建质量。     

一种直方图匹配和线性空间滤波相结合的条带噪声去除方法

航天和航空遥感图像中,普遍存在着条带噪声(stripe noise),任何使用多个探测元进行获取图像的遥感器图像数据中均存在条带噪声。本文针对CBERS-02星图像中的两类条带噪声:探测元间条带噪声和横向随机条带噪声,提出了一种直方图匹配和线性空间滤波相结合的去条带噪声方法。其中直方图匹配用于去除探测元间的条带噪声,线性空间滤波用于消除横向随机条带噪声。实验结果表明,该方法能有效去除CBERS-02星影像中的条带噪声,并且能很好地保证图像质量。最后,从定性和定量两个方面进一步说明了该方法的有效性。     

GPS三频非差观测数据周跳的自动探测与改正研究

在GPS三频非差观测数据的处理中,由于伪距噪声的影响,利用原始的伪距和载波相位观测数据估计的模糊度误差比较大,不能用于探测和改正周跳。对原始观测数据进行平滑或适当的组合处理,可降低观测噪声的影响。因此,本文选择合适的经过平滑或组合处理后的观测数据作为探测周跳的检验量,探测并改正单个频点上的周跳。在分析了一般周跳的特点并在研究双频周跳自动探测与改正方法基础上,提出了选取检验量的四条基本原则。最后,依此原则选取了三个观测值组合作为周跳检验量,利用该组检验量实现三频非差观测数据周跳的自动探测与改正。     

有色噪声对动态寻北的影响

在动态定位测量中,有色噪声的存在严重影响着动态滤波的精度和可靠性。为了分析有色噪声对动态寻北中参数估计的影响,本文在一阶自回归AR模型的假设下推导了有色噪声对参数最小二乘估值的影响函数,分析了其影响性质。利用观测残差建立了有色噪声的一阶AR模型,对有色噪声进行了拟合与预报,并利用改正后的观测信息进行了参数估计。计算结果表明,当陀螺信号中包含有色噪声时,采用一阶AR模型对有色噪声进行拟合与预报,能够有效削弱有色噪声的影响。采用一次启动漂移稳定性为0.03°/h的动调陀螺,在4min 之内系统寻北精度优于0.3′,远高于不考虑有色噪声影响得到的精度。     

一种新的方差检验模型在GPS网基准点兼容性分析中的应用

在分析已有的单位权方差假设检验法基础上,讨论了基于单位权方差比构造统计量的方法,进而提出了一种新的适用于工程GPS网基准点兼容性分析的单位权方差假设检验模型,简称方差检验模型。利用算例验证了新模型的可行性和有效性。     

数字图象象质的评定

本文根据信息论的原理,对数字图象中所包含的目标和白噪声进行了分析。利用目标的空间相关性,提出了一种估算目标的信息量和白噪声的墙的方法。该方法在变焦图象的象质评定和卫星图象除去噪声方面取得了良好的应用效果。     

一种多维粗差检验及定位的新方法

为了保证用于参数模型求解的观测数据不含粗差,将均值漂移模型和线性假设检验法相结合,利用"奇异点"集进行多维粗差检验及定位。用不同的强影响点诊断方法作强影响点检验并作为"奇异点"的并集、将此并集确定为粗差点集、其个数即为粗差的维数、将线性假设检验法和均值漂移模型结合,对粗差点集进行粗差检验及粗差的定位,即用F=η~(*T)P_η~*η~*/m/Ω/(n-t-m)~F_(α,m,n-t-m)作整体粗差检验,当检验不能通过时,再用F_i=η_i~(*2)P_(ηi~*)ηi*Ω/(n-t-m)~F_(α,1,n-t-m)作粗差定位。模拟数据和实测数据的计算结果表明:尽管部分算例中,该方法存在将个别正常点误判为粗差点的"淹没"现象,但能全部检验出粗差点,并能准确地标定粗差的位置。利用"奇异点"集确定观测数据可能存在粗差的维数,结合线性假设检验法和均值漂移模型,能有效地检验出粗差并准确定位。     

The Impact of Global/Local Bias on Task-Solving in Map-Related Tasks Employing Extrinsic and Intrinsic Visualization of Risk Uncertainty Maps

The form of visual representation affects both the way in which the visual representation is processed and the effectiveness of this processing. Different forms of visual representation may require the employment of different cognitive strategies in order to solve a particular task; at the same time, the different representations vary as to the extent to which they correspond with an individual’s preferred cognitive style. The present study employed a Navon-type task to learn about the occurrence of global/local bias. The research was based on close interdisciplinary cooperation between the domains of both psychology and cartography. Several different types of tasks were made involving avalanche hazard maps with intrinsic/extrinsic visual representations, each of them employing different types of graphic variables representing the level of avalanche hazard and avalanche hazard uncertainty. The research sample consisted of two groups of participants, each of which was provided with a different form of visual representation of identical geographical data, such that the representations could be regarded as ‘informationally equivalent’. The first phase of the research consisted of two correlation studies, the first involving subjects with a high degree of map literacy (students of cartography) (intrinsic method: N?=?35; extrinsic method: N?=?37). The second study was performed after the results of the first study were analyzed. The second group of participants consisted of subjects with a low expected degree of map literacy (students of psychology; intrinsic method: N?=?35; extrinsic method: N?=?27).The first study revealed a statistically significant moderate correlation between the students’ response times in extrinsic visualization tasks and their response times in a global subtest (r?=?0.384, p?<?0.05); likewise, a statistically significant moderate correlation was found between the students’ response times in intrinsic visualization tasks and their response times in the local subtest (r?=?0.387, p?<?0.05). At the same time, no correlation was found between the students’ performance in the local subtest and their performance in extrinsic visualization tasks, or between their scores in the global subtest and their performance in intrinsic visualization tasks. The second correlation study did not confirm the results of the first correlation study (intrinsic visualization/‘small figures test’: r?=?0.221; extrinsic visualization/‘large figures test’: r?=?0.135). The first phase of the research, where the data was subjected to statistical analysis, was followed by a comparative eye-tracking study, whose aim was to provide more detailed insight into the cognitive strategies employed when solving map-related tasks. More specifically, the eye-tracking study was expected to be able to detect possible differences between the cognitive patterns employed when solving extrinsic- as opposed to intrinsic visualization tasks. The results of an exploratory eye-tracking data analysis support the hypothesis of different strategies of visual information processing being used in reaction to different types of visualization.     

利用灰色关联分析的居民地几何匹配方法

空间数据匹配是空间数据更新与维护的基础和关键。针对空间数据匹配中不同匹配指标的权值确定困难的特点,以居民地为例,从空间数据最基本的图形数据差入手,利用灰色关联分析方法建立一种多指标居民地几何匹配权值自动确定的方法。该方法利用灰色关联分析的方法自动确定居民地实体间的位置、面积、方向等类型的图形数据差权值,得到综合图形数据差计算模型,通过计算待匹配数据综合图形数据差得到匹配结果。通过实验验证了该方法的可行性和实用性。     

关于图解(航测)法在浙江省土地确权中精度影响因素的探讨

开展土地确权登记是贯彻党的"十八大"精神,开展不动产登记的重要内容,是中央的重大决策部署。农业部经过多年试点颁发了土地确权标准,是基于全国统盘考虑的。浙江省人多地少,且地块面积小,大多数分布在丘陵山区地带,通过图解法能否满足土地土地确权标准要求,笔者通过对某地区的试验,得出结论与体会,以飨读者。     

直线排列建筑物群渐进式典型化方法

地图综合中,建筑物群的排列结构是需要重点考虑的因素。当不同排列的子建筑物群之间存在空间图形冲突时,这些建筑物群的综合就显得更为复杂。直线排列建筑物群的综合在大比例尺地形图上以典型化操作为主。本文提出一种相互之间存在潜在空间图形冲突的多个直线排列建筑物子群的渐进式典型化方法,渐进式地处理多个直线排列建筑物子群之间的空间图形冲突,保留建筑物群重要的直线排列结构;以建筑物表达的视觉图形约束为限制条件,自动确定典型化后的建筑物位置、形状、大小和方位。本文还研究了基于建筑物群空间邻近图的直线排列建筑物子群的自动识别方法,分析了这些直线排列之间的邻近关系和相交关系。最后,以1：5000地图上的建筑物群综合为1：25 000为试验对象,验证了所提出算法的可用性和有效性。     

成像光谱仪图像条带噪声去除的改进矩匹配方法

条带噪声是影响线阵CCD成像质量的一个重要因子。特别是对于CCD质量要求较高的高光谱成像往，往往由于硬件质量造成了许多通道中条带噪声的出现。分析了条带噪声形成的主要原因，比较了几种常用条带噪声去除方法及其局限性。在此基础上指出，标准的矩匹配方法改变了图像在成像行或列方向的均值分布，造成了一定的灰度畸变。这种情况对于在地物非均匀分布状况下成像的小幅图像尤其明显。着重提出和讨论了利用均值补偿法，傅里叶变换法，相关系数法结合矩匹配方法近似恢复由入射辐射强度产生的均值分布，从而达到保持图像质量并有效去除条带噪声的目的。并对条带噪声去除前后图像质量做了定性定量的比较，评价。     

一种改进的单目视觉桥梁挠度非接触测量方法

本文在现有单目视觉测量方法基础上,提出了一种相机真实俯仰角计算算法,结合图像快速相关匹配与定位算法,可完成桥梁挠度的快速精确测量。通过精度验证试验和挠度对比测试试验,得到了相应的结果,结果表明：①不考虑目标点真实俯仰角变化的测量方法在距离视场中心较远的位置测量结果中误差较大;②单目视觉方法测量结果与角钢作竖直向下的刚体位移保持一致;③单目视觉方法与GPS测量的挠度曲线变化趋势和测量数值基本一致。试验验证了本文方法的可行性及准确性,可为今后基于数字图像相关方法的土木工程变形测量技术研究提供参考。     

多视几何理论辅助的无人机低空摄影测量空三加密

为降低无人机飞行姿态较差对后续空三数据处理的影响,将计算机视觉多视几何理论引入传统摄影测量,将其三维数据处理结果作为摄影测量空三加密的初始数据,以提高空三加密的精度和可靠性。不同地面分辨率和不同地形特征的多个测区试验证明了所提方法的正确性,为实际应用提供了理论和实践参考。     

A method based on graphic entity for visualizing complex map symbols on the web

A method based on graphic entity for map symbol visualization in vector-based web mapping is proposed. The method is especially effective for complex geological symbols. It has three parts: graphic entity library, symbol synthesizer, and synthesis specifications. The design process is described as the application of the method to symbols representing point, line, and polygon features in web mapping. The method works with Flash, SVG, or other mapping technologies. We chose Flash to visualize geological disaster information for the Guangdong province in China. The case study demonstrates that this graphic entity-based method can meet the demands for interactive symbolization and complex symbol visualization in Internet web mapping. It produces good results, is fast, and is easy to operate. This makes it especially suitable for web-mapping applications, especially vector-based and hybrid WebGIS applications which display complex symbols.     

基于网格模型的导航道路图渐进式化简方法

针对将导航数据精度降低时的道路图形综合转换为基于网格模型的线图形化简问题,提出了一种基于网格模型的导航道路数据渐进式协同图形综合方法。该方法能保证综合后的单条道路和道路网都与原始高精度数据保持空间方向关系相似。在数据处理过程中,用导航需求来约束道路的渐进式图形简化,并对道路形状和道路交叉处的空间方向关系进行维护,顾及了导航中道路的可视化效果。已用实际生产中的导航数据进行了验证,证明了本文方法是有效且实用的。     

基于GIS的进口食品安全追溯系统设计与实现

基于现有的福建省地理信息公共服务平台结合WebGIS相关技术,设计实现了福建省检验检疫进口食品安全追溯系统。实现了食品安全信息与GIS信息的快速关联,使得进口食品监管更加直观,为科学决策提供依据。