三角高程网严密平差全新方法的研究

传统三角高程网平差方法是利用原始观测值(包括天顶距和斜距)计算出高程控制点间的高差和平距,再将高差作为观测值开列误差方程,并以平距来定权进行平差。传统三角高程网平差方法可得到点的高程平差值及其中误差,但不能对原始观测值进行精度评定。鉴于以上不足,本文提出了对天顶距和斜距开列误差方程、能够对原始观测值进行精度评定的三角高程网严密平差全新方法,推导了新方法的数学模型和定权方法,并进行了三角高程网的测量与计算试验;通过理论研究和对比分析,验证了新方法的合理性和正确性。     

基于TIN的LiDAR数据滤波算法研究

研究利用区域生长滤波算法将原始激光点云数据直接构建不规则三角网(TIN),并选择地面最低高程点作为初始种子点,根据设定的高差阈值对种子点的邻域进行区域生长滤波处理。通过对试验区机载LiDAR点云数据的滤波处理结果与基于坡度滤波和基于移动窗口的高程滤波算法进行对比分析,结果显示该方法具有一定的优越性。     

GNSS水准自适应联合平差

将水准高差观测值与GNSS垂直运动速度作为观测值,利用联合平差方法实现GNSS水准自适应数据融合。均匀选取大地高变化与正常高变化一致的GNSS水准点作为约束点,实现GNSS垂直运动与水准垂直运动的有效匹配;利用方差分量估计方法自适应整体调整水准高差观测值权阵与GNSS垂直运动速度观测值权阵之间的比例关系;采用相关等价权函数抑制异常观测值的影响,提高联合平差的精度。以山东境内二等水准网及GNSS控制点数据为例,该方法能够实现GNSS与水准高程变化的有效融合,提高高程变化分析的可靠性。     

一种有效的GPS RTK高程测量方法

采用静态与动态测量相结合的模式,可以很方便地获得基准站及流动站相对于平均观测历元时刻的ITRF框架坐标,与常规GPS RTK测量相比,该方法效率高,且获得的结果具有明确的基准定义。利用3个IGS跟踪站的数据,分析不同框架及历元下对应点的大地经纬度及大地高的差异情况,并分析其变化对GPS高程转换的影响。结果表明,不同框架及历元结果对GPS RTK高程转换的影响基本可忽略,该方法具有较好的应用价值。     

高速铁路轨道基准网高程网的精度评定

德国轨道基准网(TRN)是CRTSⅡ型板式无砟轨道技术的一部分,并在我国高速铁路精密测量中普遍应用,但德国缺乏适合国内测量习惯的精度评定方法,而且其0.1mm的高差中误差也不客观。本文首先介绍德国TRN高程网测量和数据处理方法,分析TRN往返测高程较差限差与高差中误差的关系,并在此基础上,根据TRN高程网往返测高差较差,提出TRN高差中误差的计算方法,推导其数学模型,并采用该模型计算和统计了某高速铁路TRN的相邻轨道基准点(TRP)间的高差中误差。研究认为0.3mm的高差中误差应为TRN高程网的精度标准,其结果对完善我国高速铁路工程测量规范和指导生产具有较大的参考价值。     

远距离海岛高程基准传递关键技术研究

GNSS水准法远距离海岛高程基准传递方法基于GNSS测量的陆海大地高差,结合由重力、地形和重力场模型等信息拟合的高程异常差,求取陆海之间的正常高差;再结合陆地已知水准点成果,实现海岛高程基准的传递。对多源数据融合技术和基于重力场信息的高程异常融合技术进行了阐述,并以青岛市黄岛地区为例,验证了该方法的有效性。     

连续中间法三角高程测量权的探讨

在测量平差过程中,权的选取会对平差结果造成一定的影响。定权不合理会导致高差观测值改正数分配不合理,严重时会扭曲三角高程平差值,继而平差结果不能真实反映实际观测。本文在分析连续中间法三角高程测量原理的基础上,依据权的定义及误差理论,推导了中间法三角高程测量平差计算中权的确定公式,得出了权与测站距离平方和成反比的定权方法,该方法能客观地反映中间法三角高程测量高差观测值间的权比,有助于改善三角高程测量的精度。     

基于栅格数据的最佳路径分析方法研究

讨论了基于栅格数据的最佳路径分析方法。该方法利用Dijistra算法的基本思路和“节点／联系”模型,首先通过8邻域像元算出每个像元到源像元的最小权距离,然后计算后向连接值,最后根据累积权距离栅格和后向连接栅格计算出最佳路径。本结合实例讲述了应用Arc/Info的GRID模块进行最佳路径分析的方法和步骤,并提出了改进算法的研究思路。     

航空长焦距斜视影像二分法像方投影坐标计算

根据像方二维坐标计算其对应的物方三维坐标即像方投影坐标计算,是航空长焦距斜视影像处理的重要内容。针对长焦距斜视相机大倾角成像的特点,提出一种利用二分法进行像方投影坐标计算的算法。首先利用传统迭代方法进行计算,在迭代次数超过一定阈值时进入二分法计算流程;根据传统迭代计算的高程最大最小值构建二分窗口,利用二分窗口的高程中值,分别与高程最大值和最小值进行比较判断,构建新的二分窗口;继续进行二分窗口的迭代更新直至窗口的大小小于一定阈值。通过包含不同地形特征的数据在长焦距斜视成像条件下的仿真实验结果表明,该方法坐标投影计算的像方精度优于0.008像素,能够适用于大倾角成像方式的像方投影坐标计算。     

区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

面向线性光谱混合分解的邻域像元集螺线型构建方法

高时间分辨率遥感影像在地表景观破碎区域易形成混合像元,难以发挥其高时间维度优势。现有方式多是基于线性光谱混合模型,借助邻域像元所构成的像元集合组成线性方程组,求出组分光谱值的最小二乘解,提高其空间分辨率。然而,现有方法依赖窗口形式来构建邻域像元集合,在某些区域易造成方程组无解的欠定问题。本文在分析其问题原因的基础上,引入阿基米德螺线代替传统的矩形窗口,对邻域各像元依次遍历,构建空间邻近、组分相近的邻域像元集合来解决该问题。在GlobeLand 30数据上的试验表明,螺线型构建方法对5种混合尺度上多种类型地物均具有稳定的精度,与传统窗口构建方法相比,可从构建邻域像元集合方面将总体理论精度提高2%,分解结果精度提高近1个数量级。     

单视数SAR图像Speckle滤波方法的研究

在分析单机数SAR影像的Speckle局部统计特性和现有的空间滤波算法的基础上,提出了一种新的Speckle滤波方法,该方法采用特殊的滤波窗口邻域划分方法,根据窗口相对标准差自适应地调整窗口尺寸和窗口内的滤波区域。该方法被用于多幅单视数ERS-1/2SAR图像去Speckle处理,并与以往的典型算法进行了比较,取得了较好的实验结果。     

一种基于相对标准差的SAR图像Speckle滤波方法

通过分析ＳＡＲ影像的Ｓｐｅｃｋｌｅ局部统计特性和现有的空间波波算法,提出了一种新的Ｓｐｅｃｋｌｅ滤波该方法以局部部相对标准差为主要依据,采用特殊的滤波窗口邻域划分方法,自适应地调整窗口尺寸和窗口内的滤波区域。该方法被用于多幅ＥＲＳ－１／２ＳＡＲ图像去Ｓｐｅｃｋｌｅ处理,并与以入的典型算法进行了比较实验,取得了令人满意的结果。     

任意方向对称差值核的SAR图像边缘提取算法

由于现有边缘检测方法多存在对图像噪声的敏感性以及检测边缘的有限方向性等问题,因此在斑点噪声的影响下难以有效检测SAR图像中具有任意方向性且强度相近的区域间边缘。本文提出了一种任意方向对称窗口的SAR图像边缘提取算法。首先,以任意像素在图像中的格点位置为对称中心构建任意方向上的对称窗口;定义各窗口内像素到中心像素距离的核函数;以像素核函数为权重分别计算两对称窗口内像素光谱测度的加权平均值,并定义两者之差的绝对值为该方向上该像素隶属边缘的强度;选取所有方向中最大边缘强度作为边缘像素的判别标准。为去除错误提取的边缘像素,设计基于滤波操作的后处理过程。对模拟图像提取结果的定性及定量分析表明提出算法可在一定程度上克服噪声影响,较为准确地提取任意方向的边缘。     

Local Contrast Based Adaptive SAR Speckle Filter

In this paper, we propose an adaptive filtering technique for Synthetic Aperture Radar (SAR) images. A new windowing technique is introduced where the total window is divided into five equal sized overlapping sub-windows. The pixel to be filtered is a part of each of these sub-windows. A weighted mean of all sub-windows is computed for the pixel under consideration. The weights are accounted from a measure of heterogeneity calculated for each sub-windows. The filter is able to adapt automatically and adjust the speckle suppression strength based on local statistics. This allows the filter to preserve edges while strongly suppressing speckle over homogeneous areas. The proposed filter was compared with some well known SAR filtering techniques in terms of speckle suppression and edge preservation ability. Several experiments were performed on datasets acquired from both air-borne and space-borne SAR platforms. Some well known indices were used for quantitative comparison with other filters. Among the filters compared, the proposed filter shows good speckle suppression ability while still exhibiting reasonable edge preservation ability.     

Comparison of Three Years of Terra and Aqua MODIS Aerosol Optical Thickness Over the Global Oceans

Far from land-based sources, long-term statistics of aerosol optical thickness (AOT) over the oceans is expected to have a negligible diurnal signal. Therefore, comparing large-scale regional and global mean AOT derived independently from Terra and Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data will provide a measure of the precision of the overall product. Three years of overlapping records of quality and pixel-weighted level-3 statistics were analyzed. These data show that the instruments' measurement of the long-term global annual mean agree to within 1% or 0.0014-in optical thickness with an rms difference of 0.004, which is calculated from global monthly means. Two-thirds of the regions have long-term annual regional means that agree to within 2.5%. The highest regional difference is 5%, which is found over the southern circumpolar ocean. Other aerosol parameters such as particle size will show larger differences. Datasets that are not quality and pixel weighted may also show larger differences     

基于空间统计学的空间数据窗口大小的确定

提出基于空间统计学的方法来确定空间数据窗口大小,实例证明是可行的。同时提出了对海底照片成像不均匀光照进行纠正的思路和方法，该方法简单有效，效果较理想。     

Expert Classification Method Based on Patch-Based Neighborhood Searching Algorithm

The expert knowledge has been widely used to improve the remotely sensed classification accuracy. Generally, the ex-pert classification system mainly depends on DEM and some thematic maps. The spatial relationship information in pixel level was commonly introduced into the expert classification. Because the geographic objects were found spatially dependent relationship to a certain degree, the commonly used basic unit of spatial relationship information in pixel greatly limited the efficiency of spatial in-formation. A patch-based neighborhood searching algorithm was proposed to implement the expert classification. The homogene-ous spectral unit, patch, was used as the basic unit in the spatial object granularity, and different types of patches' relationship in-formation were obtained through a spatial neighborhood searching algorithm. And then the neighborhood information and DEM data were added into the expert classification system and used to modify the primitive classification errors. In this case, the classi-fication accuracies of wetland, grassland and cropland were obviously improved. In this work, water was used as base object, and different types of water extraction methods were tested to get a result in a high accuracy.     

基于改进邻域均值的全色影像水域提取

利用传统邻域均值法对全色影像水域进行提取时,所提取的水域边界精确度严重依赖于搜索窗口的大小。本文通过分析水域灰度特征以及提取边界不精确的原因,对方法进行针对性的改进:依据邻域各像素点与种子点的灰度差值分别对其赋予不同的灰度值,以处理后的邻域均值作为特征进行水域提取。实验结果表明:基于改进的邻域均值方法对遥感影像水域有较好的提取结果,提取精度较之改进前有明显改善。