针对超高压输电导线的散射亮斑时间序列分析

针对超高压输电导线在高分辨率雷达影像上表现出的强散射特性,该文提出了一种自动提取输电导线强散射亮斑中心位置的算法。采用自适应窗口最大相关系数法,较精确地提取了强散射斑的位置,实现对散射亮斑亮度、面积、位置的时序分析。基于此算法的实验结果表明:输电导线散射亮斑的亮度峰值、50db以上的散射面积以及中心位置在时序影像中均发生不同程度的变化,并表明散射亮斑位置受导线弧垂影响,且温度是改变弧垂曲率和导线散射几何关系的主要因素。     

雷达卫星影像中输电导线散射斑的相位时间序列稳定性分析

分析输电导线散射斑相位的几何关系,选取20幅时间跨度约为1年的TerraSAR条带模式影像,对其中两基铁塔之间6条输电导线形成的散射斑相位时间序列进行分析。文中统计分析构成导线散射斑像元的相位离散度,其标准差约为0.2弧度,表明单个散射斑相位稳定。选取铁塔顶部点的导线散射斑为参考点,与另外5个导线散射斑做差分相位时间序列分析,分析导线之间高程差的理论计算值与实际值的一致性。分析结果显示,导线散射斑差分相位序列的波动可达2弧度以上,与导线间高程差产生的相位不一致。     

特高压输电铁塔聚束模式SAR干涉特性研究与覆冰试验

本文基于多幅TerraSAR卫星聚束模式SAR影像，研究了武汉特高压试验基地内特高压输电铁塔的雷达散射机制和干涉特性。利用高精度LiDAR扫描铁塔并进行三维建模，基于SAR几何成像关系分析了铁塔不同部位的散射几何关系。对比分析了基于散射强度和投影几何关系量测的铁塔横担间的高差，以及干涉图中相位变化反演的高差。结果表明相位推算的高差受噪声的干扰较大。本文对覆冰铁塔构件的雷达影像进行了理论分析和数据统计。结果表明，10 cm覆冰厚度破坏了铁塔构件二面角散射条件，造成雷达散射信号强度衰减了约8 dB，这表明输电铁塔雷达散射强度的变化可用于量化评估铁塔的覆冰状态。     

基于区域增长的单幅雷达测图算法

探讨了雷达在获取数字高程中的应用，在研究雷达成像余弦散射模型的基础上，分析了常用的利用余弦散射模型提取高程算法的优缺点。提出了基于区域增长的余弦散射单幅雷达测图的新算法。并以河北张北地区的ERS1卫星雷达影像为例进行了验证，取得了良好的效果。     

高分辨率彩色遥感影像变化检测方法研究

目前已有的对象级变化检测方法中的像斑对象特征提取算法大多只提取单波段的特征,无法对彩色影像有直观整体的描述,针对这一问题,本文提出了一种高分辨率彩色遥感影像变化检测方法。首先对分割后得到的像斑统计颜色直方图,计算其推土机距离作为光谱特征差异量,另外通过像斑的彩色图像灰度共生矩阵计算熵统计量,对应像斑间熵差值作为纹理特征差异量;最后结合在彩色空间计算的两种差异量构造差异影像,通过支持向量机（SVM）将差异影像中的像斑分为变化与不变化两类别。选择江苏省苏州地区资源三号影像进行了试验,结果表明该方法可以很好地实现高分辨率彩色遥感影像的变化检测。     

一种面向像斑的高分辨率遥感影像相对辐射校正方法

在认为不同类别地物的光谱响应值在不同时期具有不同的线性关系的基础上,提出了一种基于像斑的高分辨率遥感影像相对辐射校正方法。首先以相关系数为基础将像斑划分为变化像斑和未变化像斑两大类,再对未变化像斑利用随机数据一致性算法解求增益和偏移参数,对于变化像斑则将与其最相似的未变化像斑的增益和偏移参数作为该像斑的校正参数,最后利用各像斑的校正参数进行线性校正。在高分辨率遥感影像上的实验结果验证了本文方法的有效性。     

基于差值PCA的高分辨率影像变化检测

目前,影像变化检测研究主要针对多波段低空间分辨率影像,而多波段高空间分辨率影像的变化检测研究则相对较少。本文以时相为2015年和2016年的资源三号卫星影像为研究对象,采用差值主成分分析方法提取研究区的变化图斑。实验证明,该方法在多波段高分辨率卫星影像变化检测中有效,对影像变化检测的研究和应用具有重要的参考价值。     

融合流程优化思维的遥感影像变化检测自动化研究

目前土地卫片执法中对影像变化图斑的提取主要依靠作业人员对两时相高分辨率卫星遥感影像的目视解译,以确定土地利用变化发生的空间位置。图斑的正确与否完全依靠解译人员的目视判读经验,容易产生错误。通用的检测流程针对特定遥感影像数据可以得到较好的检测结果,但是面对大面积、特征多样、分辨率较高的城市遥感影像时,应用效果可能不佳。融合流程优化思维,整合现有成熟的遥感影像变化检测相关技术,利用数字城市建设中积累的大量高精度GIS数据,并结合地物形状特征指数和检测人员的作业经验,进行变化检测自动化研究,包括人机交互检测和批量自动检测两个主要流程,并应用于深圳市土地卫片执法中的土地利用变化图斑提取环节,可提高其自动化程度,有效降低时间和人力成本,及时发现并阻止土地违法利用行为。     

我国遥感科学与技术发展现状

本文主要介绍了我国遥感科学与技术发展的现状,包括航天和航空对地观测体系、地面卫星数据接收体系和遥感空间数据处理。涉及机载POS、三维激光扫描与成像、遥感成像机理与定量化反演、高光谱卫星影像处理、高空间分辨率卫星影像处理、多时相多传感器卫星影像处理、雷达影像处理与雷达干涉测量等技术。     

结合指数特征和SVM算法的遥感影像土地利用变化检测

提出了一种基于像斑的土地利用变化检测的方法。通过指数特征提取出影像中的植被和水体像斑,对植被和水体像斑优先进行变化检测,再对剩余像斑利用差值法进行变化分析。采用支持向量机（SVM,SupportVectorMachine）算法来解决植被和非植被、水体和非水体、变化与未变化等二类划分问题。在QuickBird影像上的实验表明,本文方法可以有效地降低由于季节不同所产生的虚检率,提高土地利用变化检测的总体精度。     

非均匀植被地表全极化散射的高分辨率雷达图像的模拟

用自然地表非球形散射体全极化一阶散射的Mueller矩阵解，在选定高空间分辨率条件下，计算具三维空间结构与非均匀分布的植被地表的全极化后向散射。用射线跟踪法，按射程计算将散射投影在平面图像对应单元的像素点上，得到自然地表的雷达图像模拟。改变非均匀地表的组成，如树木数目与高度、下垫地表、隐藏目标等，产生各种条件下自然地表景象产生的雷达图像模拟。作为一个对比，模拟图像与机载SAR图像在散射量级以及P，L，C波段多通道散射的物理解释上作了比较。     

基于Plücker直线的机载LiDAR点云与航空影像的配准

机载LiDAR点云与航空影像的配准是地物提取的关键。本文提出了基于Plücker直线的机载LiDAR点云与航空影像的配准模型。基于三维线空间线变换Plücker直线方程,确定点云和影像中的同名直线间的相对位姿关系,建立Plücker直线共面条件方程,通过影像上的Plücker直线在三维线空间中的螺旋运动,实现像点到其对应LiDAR点的坐标变换。结果表明,Plücker直线共面条件配准模型简洁,将旋转和平移统一处理,避免了两者间的耦合误差,提高了配准精度,为获取高质量的地球三维空间信息提供了技术支持。     

四分量散射模型在极化SAR相干斑滤波中的应用

在分析四分量极化散射理论基础上,提出了一种新的极化SAR数据相干斑滤波算法。该算法首先应用四分量散射模型对原始极化SAR数据进行分解,以获得像素的散射类型和总功率值;然后采用极化特征和空间特征的相似性度量,在滤波窗口内选取中心像素的同质区;最后根据同质区的局部统计特性,应用线性最小均方滤波器进行滤波处理。AIRSAR系统L波段极化SAR数据的实验结果表明,该算法不仅可有效抑制相干斑,而且对极化和边缘等细节信息也有较好的保持。     

多次散射对向上漫射散射系数及漫射吸收系数影响的数值研究

在假定水体表面为镜面、水体中无内光源及非弹性散射的情况下、利用多次散射理论, 研究了在固定体散射函数的情况下, 不同的入射天顶角、单次散射反照率和散射系数对向上漫射散射系数, 上、下行漫射吸收系数的影响。结果表明: 在紧贴水表的下层, 向上漫射散射系数随入射辐射天顶角的增大而增大, 但不随单次散射反照率和散射系数的改变而改变; 当入射辐射为垂直入射时, 向上漫射散射系数的深度廓线随深度呈现单调增的趋势, 并逐步接近一个恒定状态; 随着入射天顶角的增大, 该单调现象发生了变化, 出现先增大后减小, 再逼进恒定状态, 且这个恒定值随单次反照率增大而增大。下行漫射吸收系数随着入射天顶角的增大, 其廓线由单调增加过渡到先增大后减小; 在散射系数和单次散射反照率相同的条件下, 不同入射天顶角的下行漫射吸收系数逐渐收敛于同一稳定的状态。且单次散射率越小, 这种收敛的速度越快, 达到恒定状态的深度也越浅。上行漫射吸收系数的主要特征基本与下行漫射吸收系数类似, 而且两个恒定值均大于属于固有光学参数的吸收系数, 其中向上漫射吸收系数最大。     

三维目标位姿跟踪与模型修正

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一：成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进行梳理,并提出系列位姿跟踪与模型修正方法。在完全已知目标3D精确模型的情况下,对于包含丰富直线特征的特殊目标,提出基于直线模型的目标位姿跟踪方法,实现了目标位姿参数的精确跟踪;为处理更为一般目标,利用目标的3D边缘模型,提出法向距离迭代加权最小二乘位姿估计方法及距离图迭代最小二乘位姿跟踪方法。当目标3D直线模型参数不准确时,结合光束法平差思想,提出一种针对序列图像的基于3D直线模型同时位姿跟踪与模型修正方法,联合优化求解目标位姿参数及3D直线模型参数,在模拟空间卫星目标位姿测量的仿真试验中,模型直线朝向、位置误差及目标位姿平均角度、平均位置误差分别为0.3°、3.5 mm及0.12°、20.1 mm。针对包含丰富直线特征的目标,在其3D直线模型完全未知的情况下,提出基于序列图像直线对应的目标结构重建与位姿跟踪方法,利用序列图像信息,在SFM框架下同时优化求解目标直线模型参数及位姿参数,仿真试验条件下,重建模型直线朝向、位置误差及位姿参数平均角度、平均位置误差分别约为0.4°、7.5 mm及0.16°、23.5 mm。     

Multi-Feature Classification Approach for High Spatial Resolution Hyperspectral Images

High spatial resolution hyperspectral images not only contain abundant radiant and spectral information, but also display rich spatial information. In this paper, we propose a multi-feature high spatial resolution hyperspectral image classification approach based on the combination of spectral information and spatial information. Three features are derived from the original high spatial resolution hyperspectral image: the spectral features that are acquired from the auto subspace partition technique and the band index technique; the texture features that are obtained from GLCM analysis of the first principal component after principal component analysis is performed on the original image; and the spatial autocorrelation features that contain spatial band X and spatial band Y, with the grey level of spatial band X changing along columns and the grey level of spatial band Y changing along rows. The three features are subsequently combined together in Support Vector Machine to classify the high spatial resolution hyperspectral image. The experiments with a high spatial resolution hyperspectral image prove that the proposed multi-feature classification approach significantly increases classification accuracies.     

Universal algorithm for water depth refraction correction in through-water stereo remote sensing

In through-water stereo remote sensing, the correction of the effect of light refraction on water depth determination is an unsolved problem. The challenge is that no solution exists for apparent positions when the conjugate image rays are non-intersecting. This paper proposes a new water depth refraction correction algorithm for through-water stereo remote sensing. The midpoint of the shortest line segment between two non-intersecting conjugate image rays is used as the apparent position, so that the mathematical relationship between the apparent and actual depths is established under the “no solution condition”. The new algorithm is reasonable and applicable whether or not conjugate image rays are intersecting. Compared with the existing algorithms, the new algorithm can improve bathymetric accuracy in different degrees. The improvement becomes more significant as the off-nadir view angle difference and the depth increase. Results for Area 1 showed that, compared with the three existing algorithms, the new algorithm improved RMSE accuracy by about 22%, 29% and 24% respectively. The new algorithm enables reasonable water depth refraction correction to be implemented in any case (whether conjugate image rays are intersecting or not).     

BitTorrent的影像流式传输模型研究

从BitTorrent协议算法在遥感影像流式传输中的局限性入手,研究BitTorrent结构中影像流式传输的实现机制,并提出一种基于BitTorrent的影像流式传输模型。模型在利用追踪服务器进行资源定位的基础上,使用适合影像流传输的影像瓦片动态下载队列机制,并对瓦片块选择下载算法进行改进。通过模拟试验测试表明,模型在影像瓦片块选择算法参数K取0.8时性能最佳,在大量用户并发访问场景中具有良好的稳定性。此外,模型在控制网络平衡性方面也较同类方式有所改进。     

棉田微波散射研究

在分析已有散射模型的基础上,依据广义Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｇａｎｓ近似,计算了微波在土壤、棉层中散射的一级和二级效应,对影响散射的主要因子（入射波频率、入射角,棉叶冠层厚度、棉叶大小、叶厚、空间分布等）进行了分析。其中最主要的影响因子是入射波频率与棉叶大小的相对比值。研究结果表明：对于已封垄的棉田散射,在小入射角时以土壤的面散射为主;而在较大入射角时,棉叶的体散射则是主要散射。