基于单张航片确定人工地物高度技术的研究

高度信息作为人工地物的重要属性信息,在军事和民用上都具有很高的利用价值。针对人工地物高度提取的发展现状及存在的主要问题,对单张航片利用投影误差确定人工地物比高的原理和技术方法进行了研究,并进行了实验和精度分析,验证了方法的可行性。     

有理函数模型在单幅卫星影像上人工地物高度求解中的应用

高度信息作为人工地物的重要属性信息,在军事和民用上都具有很高的利用价值。从线阵CCD推扫式卫星影像的构像方程入手,推导出该影像上人工地物高度的计算公式,并且得出了无需DEM数据,利用该影像上的像坐标和外方位元素即可较精确地计算出人工地物高度的重要结论。又假设利用有理函数模型该结论同样成立,最后又用大量实验数据进行了证明。研究不但拓宽了有理函数模型的应用范围,而且丰富了摄影测量与遥感领域利用单幅卫星影像进行人工地物高度计算的理论与方法。     

线阵CCD推扫式影像的投影误差特性分析

分析了几种常见成像方式下线阵CCD推扫式影像底点的具体位置,然后重点研究了线阵CCD推扫式影像投影误差的特性,特别是推导出了几种常见成像方式下线阵CCD推扫式影像的投影误差与人工地物高度的关系,为利用单幅线阵CCD推扫式影像投影误差确定人工地物高度和像底点在摄影测量与遥感中的应用提供了依据。     

海图人工地物信息处理工具包的设计与实现

目前,利用互联网发布和获取航海通告已经成为一种常态化模式,而海图生产部门和用户主要延用了手工选择、摘录、检查和入库等操作来处理和应用通告信息,这种方式制约了海图改正和更新工作的效率。以海图人工地物要素为主要研究对象,基于ArcMap软件、ArcGIS Add-In组件和ArcPython编程语言等开发环境,设计了互联网在线式人工地物信息处理解决方案,研究并解决了有关人工地物通告数据的爬取及清洗、提取与修编、检索和筛选,以及图层创建和输出等关键技术问题。实验结果表明:嵌入式软件成果能够极大提高海图人工地物信息的获取与处理效率,为海图改正和更新工作提供多种数据服务支持。     

融合地学知识的海岸带遥感图像土地利用/覆被分类研究

针对海岸带地理环境的特殊性和城区海岸带地物的复杂性,应用Landsat7 ETM+遥感影像,结合地物光谱特征分析,融合地物的空间属性、地带性分布规律、物候规律等多种地学知识,建立特定的规则,逐级分层次地提取海岸带土地利用/覆被信息。结果表明:在没有任何人工修正的前提下,总体分类精度达95.8%,总体Kappa系数为0.944,实现了研究区域较快速和较高精度的地物自动化信息提取。     

联合光谱和纹理特征的滨海湿地高光谱深度学习分类—以黄河三角洲湿地为例

本文基于CHRIS高光谱遥感影像，发展了一种结合地物光谱特征和多纹理空间特征信息，采用双全链接的8层深度卷积神经网络分类算法对滨海湿地高光谱影像进行遥感地物分类，并在黄河口滨海湿地进行了应用。结果表明：1）基于测试样本数据，联合光谱特征和K-L变换的纹理特征信息，采用DCNN模型方法展现了高的分类精度，精度高达99%；2）利用光谱特征和全纹理特征的精度比仅使用光谱特征和光谱特征联合K-L变换后纹理特征的分类精度低。利用K-L变换后的光谱特征和纹理特征的DCNN分类精度达到99.38%，相比于使用全纹理特征信息的精度提高了4.15%；3）基于验证图像，发展的DCNN分类方法精度优于其他算法，DCNN方法总体分类精度为84.64%，Kappa系数为0.80；4）相比于浅层分类方法，本文发展的DCNN模型分类算法保证了所有地物类型的分类精度更加均衡，保持了主要地物类型的分类精度几乎不变，同时提高了滩涂和农田的精度。基于DCNN模型，潮滩和农田的分类精度分别达到79.26%和56.72%。比其它浅层分类方法提高了2.51%和10.6%。     

基于决策树算法的Landsat 8 OLI影像海岸类型自动识别方法

针对基岩、人工、砂质和淤泥质海岸四种海岸类型,采用数据挖掘算法中的C4.5决策树算法对Landsat 8OLI多光谱影像数据进行分析。首先得出4种海岸类型中所包含的海水、陆地、植被、养殖区、淤泥、沙滩六种地物的识别规则;然后利用不同海岸类型所包含的地物类型差异,分别提出了基岩、人工建筑、人工养殖、沙滩、淤泥五种海岸类型的自动识别规则。实例验证结果表明,对于地物特征明显的人工海岸和基岩海岸,我们提出的海岸类型自动识别方法的精度可达到100%,而对于光谱相近的淤泥质海岸和人工养殖海岸其识别精度较低,大于80%。     

光谱信息数据库系统设计与开发

尽管我国已建立了地物波谱数据库系统，但针对地形图测制与更新中地形要素属性信息分类提取的实用化波谱数据库系统还未见报道。以地形信息波谱数据的知识化、定量化和实用化为目标，利用ORACLE数据库和VC＋＋编程技术，研制开发了集地物光谱数据采集、数据转换、检索查询、可视化分析及包络线消除等功能于一体的实用化数据库系统，为地形要素属性信息自动分类提供了技术支撑和实验环境。     

基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类研究

黄河三角洲湿地地物精确分类对湿地资源的保护、开发和利用具有重要意义。目前的湿地分类算法大多存在着全局信息利用不足,地物类型边界不易区分等问题,导致分类精度不高。针对此问题,本文提出了基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类算法,包括图结构数据构建模块、特征提取与融合模块两部分。图结构数据构建模块,设计欧式图表示光谱值之间的绝对差异,衡量不同地物类型,设计余弦图表达不同像素光谱波形之间的差异,用以区分不同的地物边界;特征提取与融合模块,利用图卷积聚合全局信息,对欧式图利用双层图卷积进行特征提取,对余弦图使用图U-Net网络进行特征提取,之后将两个特征融合,得到同时具有光谱值绝对差异和光谱波形差异的融合特征,最后进行分类。在CHRIS和GF5两个数据集的实验结果表明,本文所提算法在黄河三角洲湿地地物分类中取得了具有竞争力的分类结果。     

三维城市模型及其显示技术

三维城市模型把城市各种人工与自然地物表示成依比例和透视关系搭建的三维模型，在计算机上建立类似于缩微城区模型的效果图，以三维立体的形式展现城市的视景图像。从数据源、显示技术和应用领域等方面讨论三维城市模型的设计和应用，并对实现快速构模的方法进行了研究。     

HY-2卫星雷达高度计时标偏差估算

卫星雷达高度计是海洋遥感监测的重要传感器之一,测高系统和定轨系统是高度计重要的组成部分。若两系统使用不同的系统时钟,则获得的轨道高度和卫星测距值之间可能会存在一个时标偏差,该时标偏差会降低卫星雷达高度计的海面高度测量精度。针对HY-2卫星雷达高度计的时标偏差问题,本文分析了时标偏差对测高精度的影响,介绍了一种使用自交叉点数据估算时标偏差值的方法,并基于HY-2卫星雷达高度计第21个周期数据开展了时标偏差修正实验。时标偏差修正后HY-2自交叉点的海面高度差值(也称"不符值")分布收敛程度有了明显的提高,其RMS均方根值从24.7 cm减小到了7.0 cm,HY-2与Jason-2互交叉点的不符值的RMS也从16.6 cm减小到了7.3 cm。这表明本文介绍的时标偏差修正方法可有效地提高HY-2卫星雷达高度计的测高精度。     

Radio interferential measurements of sea level oscillations with large tidal amplitude

A tide height measurement technique usingS-band radio waves in an oblique incidence interferometer is reviewed. Generalization of the technique is described which reduces the required bandwidth of the radio frequency adjustment and increases its efficiency. This generalization, however, introduces an ambiguity in the height determination and also requires specification of the phase shift of the radio waves specularly reflected from the sea surface. The ambiguity is shown to be easily removable given coarse information about the expected time derivative of tidal height. The influence of the phase shift which contains sea-wave information is studied analytically and requirement in its specification is evaluated to have an accuracy ofpm1deg. This corresponds to a tide height determination accuracy ofpm1cm. The method is designed for coastal regions where a bistatic experiment geometry is feasible.     

X波段导航雷达浪高实时测量研究

针对舰船对浪高实时测量的需要,提出了基于X波段导航雷达浪高实时测量的方案。介绍X波段导航雷达浪高测量原理,建立基于X波段导航雷达浪高实时测量的数学模型。通过某海域实测采集的雷达图像,经过数学模型反演得出浪高实时数据,并与采用浮标传感器实时测量的浪高数据进行对比,发现X波段导航雷达与浮标传感器测得的浪高数据有近一致的线性关系,标准差也较小。从一定程度上为舰船浪高测量提供一种可行性方法。     

基于GNSS方位辅助惯性导航系统的水下地形精密测量技术

多波束测深技术是目前水下地形测量的主要技术手段,测量平台的瞬时姿态及方位是影响多波束测深系统最终成果准确度的重要因素。GNSS方位辅助惯性导航系统,作为目前应用较为广泛的方位、姿态、及位置综合测量系统,不仅能够提供高精度位置信息,同时也能提供测量平台的瞬时姿态及方位数据,而且因为具有GNSS方位辅助测量,使得最终方位测量结果比传统方位测量精度大大提高,这对于多波束最终测量成果精度提高具有重要意义。文中从GNSS方位辅助惯性导航系统原理及技术优势出发,结合Trimble RTX后处理技术,从姿态测量、方位测量及辅助高程测量方面分析了在多波束水下地形测量中的应用,并以实际测量成果来展现其在水下地形精密测量技术方面的优势,结果显示,定位精度可以达到优于2 cm级别,方位精度可以优于0.01°(依赖于双GNSS天线之间的基线长度),该技术对水下地形测量准确度提升作用显著。     

数字滤波技术在潮汐观测中的应用研究

潮汐是重要的海洋物理要素。瞬时变化的海面高度信息除了包含潮汐信息外,还包括波浪等高频干扰信息,因此需要对干扰信息进行滤除。如何从获取到的海面瞬时高度变化中提取出潮汐信息就成为一个关键问题。海洋学中通常是通过低通滤波来获取低频的潮汐信息。通过分析常用的3种低通数字滤波的方法,即滑动平均法、快速傅里叶变换法和小波变换法,对3种低通滤波方法应用于潮汐数据处理的效果进行了比较分析,得出滑动平均法在潮汐信息提取中具有较高应用价值的结论。     

一种三角高程测量新方法

三角高程测量是目前常用的一种高程测量方法，但在实际工作中，由于过程麻烦，要求实地施测数据较多，因而测量结果误差较大，存在明显的不足。根据作业中的实际，通过对三角高程原理的分析，提出一种三角高程测量的新方法，分析了其测量原理、使用过程以及优势，并应用于实践。     

Characteristics of topography and vegetation at boundaries between the beach and dune on residential shorefront lots in two municipalities in New Jersey,USA

Natural and cultural characteristics at seaward boundaries of residential lots are examined to identify ways of making these boundaries more naturally functioning. Field data on lot size, house size, type and location of the seaward-most vertical structure, and window height are compared with topography and vegetation on the backdune, foredune, foreslope, and flat seaward of the foredune. Results indicate that intensively developed coastlines can retain natural dune features on private property if residents allow ecological boundaries to replace cultural boundaries. Appropriate management actions include: (1) discouraging planting of exotics, (2) building houses at higher elevations, so residents can retain views of the sea as dunes grow, (3) elevating boardwalks to facilitate transfers of sediment and biota, (4) discouraging use of fences to demarcate lot lines, (5) restricting use of sand-trapping fences, and (6) placing cultural features on landward sides of lots to provide space for nature to evolve.     

船基激光法波浪测量仪器的研究

介绍了船基激光法波浪测量仪器研制的可行性。船载激光测波是利用舰船作测量平台,在水面上方设置激光测距装置,以一定的频率测量探头与水面的垂直距离,分析所测距离信号的变化规律,可以得出波浪高度、周期等信息,描述出波浪的形态和变化规律。文章提出了测量原理,分析了可能遇到的测量误差,给出了相应的解决措施,得出了研究开发船基激光法波浪测量仪器的可行性结论。