一种优化的公共主影像选取方法

针对PS-DINSAR技术中公共主影像的选取问题,提出了基于测量平差理论的归化权值和的方法。该方法在综合相关系数方法的基础上,综合考虑了时间基线、有效空间基线和多普勒质心频率差的影响,利用平差的思想进行定权,来选择公共主影像。归化权值和的方法主影像的选择更加合理、可靠。基于ERS-1/2的影像数据进行实验的实验说明:该算法在主影像的选取上更加稳定,数据的统计特性也更优化,对PS公共主影像的优化选择有重要参考价值。     

公用主影像干涉图加权叠加方法及其在地面沉降监测中的应用

提出一种新的顾及相干图质量权重的加权叠加方法,以相干图中相干点的数量成正比来定权,避免了相干性太低的影像参与等权计算。阐述了公用主影像干涉图加权叠加方法的基本原理和数据处理流程,在公用主影像优化选取、减弱大气延迟影响、提高信噪比的数学模型进行改进,降低了影像数要求,提高了监测精度。选择天津地区2003到2006年11景ENVISAT ASAR数据,通过模型优化选取14529影像为公用主影像,进行干涉图加权叠加方法的实例解算,获得比传统DInSAR和Stacking方法更优的监测结果,其精度与精密水准测量相当。     

影像一致性优化的视图选取策略

在三维重建中,网格优化通常用于解决密集点云构建的三角网格含有较多噪声且缺少细节的问题。现有的变分优化方法利用完整的影像数据对初始网格进行影像一致性优化,但在一定程度上忽视了影像信息的冗余以及视图的质量对网格优化的影响。对此,本文提出主视图选取与从视图选取策略,以提升网格优化的效率与质量。首先综合影像梯度幅值与轮廓检测,构建马尔科夫随机场,为每个三角面选取主视图;其次根据相应的观测条件为每个主视图选取从视图;然后计算主、从视图间归一化加权的影像一致性;最后利用梯度下降法最小化表面能量函数,实现网格优化。试验在定性和定量上证实了本文方法的有效性,表明本文方法能恢复更多精细细节,且优化的时间更短、精度更高。     

一种PSInSAR干涉测量公共主影像选择新方法

在PSInSAR干涉测量技术中,主影像的选择直接影响后续的形变相位提取及沉降信息解算。在综合考虑空间垂直基线、时间基线和多普勒中心频率对影像去相干影响的基础上,将三因素的相干性测度映射到三维空间,构成三个质点,通过对三质点的质心的研究来衡量三因素对影像相干性的综合影响,构建一种新的主影像选择模型。以2003~2009年北京地区28景ENVISAT ASAR影像为试验数据,分别采用该模型及综合最大相关系数模型进行主影像选择,并进行实际干涉处理,以生成干涉图及相干系数均值,对两种方法主影像选取结果进行定量评价。结果表明,与直接以去相干因素的相干测度乘积构建的综合相关系数模型相比,该方法选取的主影像更为合理,与其他辅影像总体干涉性更好。     

一种基于高通滤波的主成分分析影像融合方法

针对主成分分析(PCA)变换影像融合过程中变量降维信息损失较多的问题,提出了一种基于高通滤波的主成分分析(PCA)变换融合方法。该方法首先对高分辨率影像在高通滤波模块上进行卷积运算,然后将滤波过后的影像与主成分变换后的第一主分量进行直方图匹配和加权平均运算;最后用直方图匹配过的高分辨率影像代替第一主分量与其他分量经K-L逆变换得到融合结果。选取北京二号卫星影像进行试验,通过将PCA变换和HPF融合结果进行对比评价,结果表明了该方法很好地提高了影像的空间细节信息与光谱保持能力,实验结果将为后续高分系列卫星影像处理提供支持。     

QuickBird影像制作1：10000DOM方法探讨

随着卫星遥感影像数据更加广泛地应用于测绘,针对QuickBird影像制作1：10000 DOM的方法,从正射纠正的三种不同方式进行了实验和探讨,分析了利用外业控制点或者在原有DRG、DOM上选取控制点制作DOM的方法、精度、工作量,总结提出了方便、快捷、实用的工作模式。     

高分二号卫星影像融合技术研究

针对高分二号卫星影像的融合方法展开研究,选取Pansharp融合、Gram-Schmidt光谱锐化、HPF融合、主成分变换、Brovey变换5种融合方法进行融合对比实验。结果表明,Pansharp融合法和Gram-Schmidt光谱锐化法效果最优,其中Pansharp融合影像的清晰度和锐化程度尤其高,Brovey变换法虽然极大地提高了融合影像的空间分辨率,但会存在色彩严重失真的情况,HPF融合法和主成分变换法融合效果相对较差。     

IKONOS数据在土地利用动态监测中的应用方法研究

对高分辨率 (1m)的多光谱 IKONOS影像在土地利用变化动态监测中的应用方法进行了研究试验。通过对结果的分析和与其他常规方法结果的对比分析 ,提出了将多光谱 IKONOS影像和全色 SPOT影像叠加作主分量变换 ,然后选取适宜的特征分量进行假彩色合成的方法 ,来生成光谱特征变异影像以突出变化信息。该组合方法不仅能保持原有影像的丰富信息 ,而且可突出变化信息 ,充分展示了 IKONOS影像的巨大应用潜力。     

一种基于胡克定律的PS-InSAR公共主影像选取新方法

针对现有的PS-InSAR公共主影像选取方法未考虑时间基线、空间垂直基线和多普勒质心频率基线之间相关性对影像相干性影响的问题,该文基于物理学领域的胡克定律提出了一种利用三维弹力结构模型实现PS-InSAR公共主影像选取的新方法。模型依据三基线间的余弦夹角构造基线向量,将3个失相干因素的相干性测度进行三维映射以构建三维弹力空间,通过研究弹力大小和方向的变化实现主影像的选取。为验证三维弹力结构模型的有效性,论文选用Sentinel 1A和ENVISAT ASAR两种数据源,分别利用三维弹力结构模型、三基线和最小模型和综合相关函数模型进行主影像选取和干涉处理。研究结果表明：相较于另外两个模型,该文提出的三维弹力结构模型得到的干涉图干涉条纹清晰,相干系数均值更大,相干系数值较大的像元占比更高,采用相干系数法得到的PS点数量更多,形变反演精度较高,因此三维弹力结构模型能够有效应用于PS-InSAR公共主影像的选取。     

基于主成分分析与粒子群优化的遥感影像变化检测

针对变化检测中差异影像上变化阈值选择困难的问题,该文提出了使用粒子群优化算法自动地从差异影像上选择最优变化阈值的方法。该方法首先利用主成分分析法从影像中提取包含最大信息的主分量,利用主分量构建差异影像;在此基础上,使用高斯混合模型估算差异影像的初始阈值,最后通过粒子群算法计算出最优的变化阈值。实验结果表明,该方法能够迅速地获取变化阈值,避免了人工选择时繁琐重复的尝试,且检测结果精度较高。     

基于时序InSAR的东营地区地表沉降研究

黄河携带大量泥沙入海,河口三角洲覆盖20~50m厚的沉积层。沉积层的自然压实导致该地区的地表沉降。此外,黄河三角洲油气资源的开发和地下水的开采也加速地表的下陷。InSAR作为一种有效的空间大地测量工具,可以提供几十公里范围内的高精度地表形变场。时序InSAR技术在多幅雷达影像组成的干涉网络基础上,识别永久散射体(PS)等雷达回波信噪比高的像素。与传统的InSAR技术相比,时序InSAR技术削弱雷达影像去相干效应的影响,实现长期的形变序列提取。文中利用两组雷达影像:19幅ERS卫星1992年12月至1996年1月的SAR影像,17幅ENVISAT卫星2003年5月至2008年3月的SAR影像。影像主要覆盖山东省东营市及其周边部分区域。结果显示,东营地区存在每年15mm以上的地表沉陷,该地区的地表沉降与油气开采活动有关。     

永久散射体差分干涉测量技术中SAR影像精配准的一种新方法

提出并实现了一种基于加权最小二乘的低相干SAR像对精配准新方法。该方法借助一幅与主、辅影像相干性都较高的第三幅影像来完成低相干SAR影像对的初步配准,利用加权最小二乘法求出二者间的坐标映射函数,从而快速高效地实现低相干SAR影像对的高精度亚像元级配准。采用ERS-1/2实际数据的配准实验,验证了该方法可以提高低相干SAR像对的干涉图质量,提高二者之间的相干性和控制点的配准精度,改善低相干SAR影像对的配准效果,在一定程度上解决了PS InSAR技术中低相干SAR影像对的配准问题。     

稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法

几何定标采用地面控制点获取距离-多普勒模型中的精确几何参数,用于完成星载SAR影像高精度几何定位。但在广域范围内,特别是高山地区域,控制点极难获取。此外,传统定标方法仅面向单一平台SAR影像,尚不能实现多平台影像的联合几何定标。针对上述问题,本文提出一种基于稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法。该方法从包含实测控制点的主影像出发,使用点位追踪算法获取主影像与从影像之间的连接点,并以连接点为桥梁逐级完成从影像的几何定标。本文采用京津冀地区南北向分布共计235 km的3景TerraSAR-X、3景TanDEM-X、5景高分三号影像进行联合几何定标试验,仅使用5个控制点即完成了所有影像的几何定标,并利用SF-3050星站差分GNSS接收机采集实测GPS点进行精度评价。结果表明使用稀少控制点定标后的TSX/TDX影像的几何定位精度优于3 m,GF-3影像的几何定位精度优于7.5 m,验证了该方法的有效性和正确性。     

ParSymG: a parallel clustering approach for unsupervised classification of remotely sensed imagery

ABSTRACT

Symmetry is a common feature in the real world. It may be used to improve a classification by using the point symmetry-based distance as a measure of clustering. However, it is time consuming to calculate the point symmetry-based distance. Although an efficient parallel point symmetry-based K-means algorithm (ParSym) has been propsed to overcome this limitation, ParSym may get stuck in sub-optimal solutions due to the K-means technique it used. In this study, we proposed a novel parallel point symmetry-based genetic clustering (ParSymG) algorithm for unsupervised classification. The genetic algorithm was introduced to overcome the sub-optimization problem caused by inappropriate selection of initial centroids in ParSym. A message passing interface (MPI) was used to implement the distributed master–slave paradigm. To make the algorithm more time-efficient, a three-phase speedup strategy was adopted for population initialization, image partition, and kd-tree structure-based nearest neighbor searching. The advantages of ParSymG over existing ParSym and parallel K-means (PKM) alogithms were demonstrated through case studies using three different types of remotely sensed images. Results in speedup and time gain proved the excellent scalability of the ParSymG algorithm.     

InSAR干涉像对的方位向频谱滤波

干涉图的质量是影响InSAR数据处理结果的重要因素。根据干涉图中噪声的不同来源,重点分析了在重复轨道干涉测量模式下,主辅影像多普勒中心频率不一致的成因及其对干涉图的影响。利用SAR影像方位向频谱的特点,在影像上检测得到了多普勒中心频率。并推导了方位向频谱预滤波函数的具体形式。针对ERS数据的实验证明:文中的算法能有效消除主辅影像方位向频谱包络的差异,提高干涉像对的相干性,改善干涉图质量。     

Generation and evaluation of multitemporal digital terrain models of the Mt. Everest area from different optical sensors

Multitemporal digital terrain models (DTM) are an important source for many purposes such as the detection of areas, which are susceptible to natural hazards such as landslides and glacial lake outburst floods, or for the examination of changes in glacier thickness. To exploit the potential of stereo satellite and aerial imagery for time series analysis, the employed methodology and software can be critical. A statistical analysis based on quartiles is presented to eliminate the influence of registration and elevation errors in DTMs. For our analysis, we used multi-temporal airborne and spaceborne stereoscopic images. The oldest images were recorded in the 1960s by the US American reconnaissance satellite Corona, while the most recent imagery are 2007 Cartosat-1 stereo scenes, along with one ASTER stereo pair. Complex panoramic distortion and limited spatial resolution resulted in the Corona and ASTER DTMs having the highest RMSEz. Due to differing acquisition techniques, applied software packages and temporal differences DTMs will never be identical. Therefore, we propose a relative vertical accuracy assessment with a master DTM. We chose the Cartosat-1 DTM as it showed the highest absolute accuracy. Inaccuracies between the master and the slave DTMs were adjusted by means of trend surfaces and outliers were successfully eliminated applying the interquartile range.     

PS-DInSAR公共主影像的优化选取

在充分顾及DInSAR时空基线跨度及多普勒质心频率差异3个因素对干涉相关性影响的基础上,提出一种PS—DInSAR公共主影像的优化选取算法,采用综合相关测度作为总体干涉相关性的衡量指标,给出具体的综合相关函数模型及其求解方法。借助欧洲空间局（ESA）ERS-1／2卫星从1992—2002年间飞越上海地区所获取的25幅C波段SAR影像作为源数据,开展了PS—DInSAR公共主影像的优化选取实验。计算结果与分析表明,综合相关系数模型用于PS公共主影像的优化选取是有效的和可靠的。     

SAR主从影像的几何配准

对于SAR主影像(master)和从影像(slave)的几何配准,文中采用三次基本多项式与斜距-多普勒定位模型,解算出主影像中心像素点在从影像中的同名点,最后得出主从影像中心像素点的初级配准偏移量。本文以上海地区ERS-1影像数据为例,在Matlab环境下,对SAR主从影像的几何配准偏移量进行解算。实验结果表明,采用文中初级配准方法,初级配准相对精度可达到0.1%~0.9%。