基于多源水深数据融合的海底高精度地形重建

本文在研究多源水深数据构建技术的基础上,分析了张力样条插值算法和“移去-恢复”法的多源水深数据融合处理技术,基于该方法选取实验区,利用多波束、单波束、历史海图等多源水深数据进行高精度海底地形融合试验,并针对多源水深融合技术缺少误差评估的现状,利用split-sample方法对融合结果进行水深不确定性评估,形成融合结果的可靠性空间分布。结果表明该方法无论是在数据稀疏区还是高密度区都达到了较好的融合效果,既保留了高分辨率水深数据的细节信息,又较真实的反映了研究区海底地形特征,且构建的海底地形精度可靠,误差百分比集中在0.5%。本文整套数据融合和结果评估方法可为多源水深数据融合的海底高精度地形构建提供借鉴和参考。     

局部多项式插值方法在多源海底沉积厚度数据融合中的应用

提出了在多源空间数据融合过程中出现不一致的问题;介绍了局部多项式插值方法的基本原理;通过该方法在海底沉积厚度模型构建中的成功应用,为基础数据的搜集和融合提供了新的思路.     

基于多波束数据的网格水深模型内插方法精度分析

以多波束水深数据作为源数据,分析了网格水深建模中的数据内插,介绍了网格水深建模所用的常用内插方法,并从水深建模的精度和效率出发,计算分析了网格水深建模过程中内插方法的应用效果。实验结果表明:在当前网格水深建模常用的内插方法中,加权平均法是较适合多波束水深源数据内插网格水深模型点的方法,双线性曲面法是较适合网格水深模型点推估模型表面任意点水深的方法。     

水深源数据质量对海岛礁DEM精度影响的定量分析

面向海岛礁DEM构建的精度需求,定量分析了水深源数据质量对海岛礁DEM精度的影响规律。梳理了海岛礁DEM构建的基本过程,分析了海岛礁DEM精度的影响因素。在此基础上,以目前普遍执行的有关水深测量的国内外行业规范为依据,统计分析水深源数据的精度、密度等因素对海岛礁DEM精度的影响规律。实验结果表明:采用自适应三角网建模方法所建海岛礁DEM的精度要优于规则三角网DEM的精度;执行我国海道测量规范所获取的水深源数据所建DEM精度,要优于国际海道测量标准一等要求的源数据所建模型精度,略低于特等要求下的源数据所建模型精度。     

数据融合技术在多源潮汐数据分析中的应用

为了充分利用现有潮汐数据以建立高精度的潮汐分析模型，在利用最小二乘法进行潮汐分析的基础上，将数据融合技术应用于具有多源潮汐数据的分析，提出潮汐数据的分类方法，建立了三种潮汐数据融合方案，推导了各种方案的数据融合公式，并分析了各种方案的特点及适用范围。     

一种多源DEM数据无缝拼接融合方法

针对两个存在重叠区域的多源DEM(digital elevation model)数据,经过坐标转换、高程统一、加密抽稀等初步处理后,在重叠区域内绘制一条多段重叠线并进行等间距节点插值,插值间距与DEM的网格间距一致。然后利用这些节点分别从两个DEM曲面上提取高程值,通过分析同一节点上两个DEM的高程偏差,最后分别对两个DEM重叠线缓冲区内的网格节点进行高程值调整,距离重叠线越近的网格节点,调整幅值越大,反之越小。利用本技术可实现两个DEM在重叠线处实现无缝拼接融合。     

多源数据融合的山东省智慧海域平台系统设计与应用

本文从海洋综合管理水平和服务效能的提升角度出发,设计了山东省智慧海域平台系统。针对二、三维数据融合以及海陆数据融合进行了多源数据融合技术研究,实现了山东省智慧海域平台系统的高效运行,在海域动态监视监测、海洋预报减灾、智慧港口等方面均取得了良好的应用效果。     

基于不完全四叉树的数字水深模型多尺度表达

空间数据的多尺度表达问题是GIS领域研究的重点和难点问题之一。以数字水深模型(DDM)为研究对象,从DDM的几何形态角度出发,通过挖掘水深点之间的空间几何关系,构建了基于不完全四叉树的DDM多尺度表达模型。实验证明,该模型在符合DDM多尺度表达基本原则的前提下,能较好地保持DDM的基本地形特征,同时具有较高的计算效率。     

多波束数据的海底数字地形模型构建

提出大批量多格式原始多波束数据的DTM构建方法，以满足大区域、大比例尺海底地形制图的需要。在多种格式原始多波束数据接口和系统内部标准数据结构的基础上，通过对数据文件、数据种类和数据运算量的有效组织管理，实施边读入、边权重配赋的网格插值，分析了高斯、指数和距离平方反比权重函数的适用性，及最小值、最大值和平均值的实用性。在权重配赋网格插值基础上，提出分形fBM和张力样条配合使用的方程式插值方法，保证DTM数据的有效外延和地形分辨。整套算法效率高，并能有效保证DTM的精度，对存储在外部介质的数据遍历一次即可完成网格插值。     

融合多源重力数据的Tikhonov正则化配置法

针对最小二乘配置法在融合处理多源重力数据过程中可能出现的病态性问题,特别引入Tikhonov正则化方法,对配置法计算模型进行正则化改造,建立了相应的正则化配置模型。使用EGM2008位模型模拟产生航空重力和海面船测重力数据进行了融合处理仿真实验,实际验证了正则化处理方法的有效性。     

基于转换模式的多源数字海图融合研究

数据融合是实现多源数字地图共享利用的途径之一,从制图要素空间位置融合、地理实体分类分级编码融合、数字地图空间数据模型融合等三个方面对基于转换模式的多源数字海图融合理论和方法做出分析与探讨。     

多源数字地图融合技术问题的研究——以数字海图与地形图融合为例

针对目前各种GIS应用系统在空间数据获取中存在大量重复获取，以及由此而造成的人力、财力巨大浪费和数据二义性、难以协同使用等问题，以数字海图和地形图融合为例，提出了解决这一问题的多种空间数据的融合方法。着重对其中的一些关键问题如空间数据模型融合，物体的分类分级融合以及要素几何位置的融合等进行了详细的分析。     

基于多源数据融合的典型海岛三维形貌表征方法研究

随着海岛开发利用和基础设施建设的频繁,高效、精准地获取海岛形态基础数据就显得尤为迫切。三维地形地貌探测和构建技术的日臻完善,及时解决了海岛基础勘测时间长、效率低、精度小的问题。文章通过三维激光扫描和无人机航测手段,全覆盖扫描广西小庙墩(炮台口)海岛表面形态,结合RTK-DGPS实测验证和近景摄影测量,获取海岛实景,运用Geomagic Studio和Smart3D等软件,构建典型海岛三维数字高程模型(DEM),融合多源数据和海岛实景,还原海岛高精度仿真三维形态。为高精度勘测海岛提供有效手段,为海岛基础地理信息获取、地质灾害识别和生态环境修复提供基础数据支撑。     

中国海岸带及近海多源数据空间组合和运行的基础研究

基于来自空间和常规的海岸带及近海多源信息,旨在满足国家空间数据基础建设和应用的迫切需求,在对诸多信息特征进行分析的基础上,建立了中国海岸带科学数据平台概念模型,并在此概念模型的基础上进行了具体的逻辑结构、遥感影像数据的ARCSDE存储、遥感数据的元数据存储等模型设计.同时阐述了多源数据空间组合的复杂技术及其关键意义,一俟由此实现海岸带及近海数据库建立和系统业务化运行,便可更加有效地为海岸带及近海调查、研究、开发应用和管理提供智能化信息分析的平台和技术服务.     

一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法

提出了一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法,通过局部水深信息解析海底地形的微地貌结构特征,构建了顾及距离和方向的水深插值模型。实验证明,所提方法较距离反比例平方加权法能更多地保留地形信息,同时具有更高的插值精度和插值稳定性。     

基于机器学习的多源实况分析产品和观测数据融合应用试验

利用中国气象局公共气象服务中心地面实况专业服务产品（CARAS_SUR1 km,简记为“CAR”）、国家气象信息中心多源融合实况分析产品（ART_1 km,简记为“ART”）、全国雷达反演降水产品（简记为“RAD”）、风云四号卫星反演降水产品（简记为“SAT”）以及全国气象观测站逐小时资料,应用机器学习方法建立了基于选定位置气温、降水、风向、风速要素的实况融合应用模型（简记为“GBDT模型”）。15 d逐时GBDT融合产品的全国分区域检验结果表明：GBDT气温融合产品在东北、华北、西北、华中、新疆、西藏6个区域较CAR和ART均有改进,在西藏的改进最明显,在华东和西南GBDT融合产品优于ART而逊于CAR,在华南和内蒙古GBDT融合产品误差较ART、CAR略有增加;GBDT降水融合产品在样本偏少的内蒙古较ART、CAR误差略有增加,其他区域有改进或基本相当;GBDT风速、风向融合产品较ART、CAR均有较大改进。试验结果表明,机器学习方法可应用于融合多源实况分析产品和观测数据,以开展选定位置气温、降水、风向、风速要素的实况气象信息服务。     

增量变分法融合多源SST

各种不同的观测资料有各自的特点,一种好的融合过程,必须把每一种资料的不同点与误差特点考虑进去.选用了Argo、MODIS、AVHRR、AMSRE、TMI等SST资料,应用增量变分法融合多源卫星SST资料,分析得到了中国近海高分辨率的SST分析产品.用最小二乘共轭梯度法求解三维增量变分法目标函数的最小化,并对三维增量变分法的实际应用方法作了说明.在相关性函数中,合理引入相关温度尺度参数后,能更好地利用SST分布场各点间的相关性与温度梯度场两者之间的关系.在实际应用中,根据前1天的分析温度值计算温度梯度函数,从而得到以实际温度场为基础确定的各向异性相关系数,解决了在大温度梯度区域与海岸上的相关系数的各向异性问题.使用三维增量变分法对AVHRR、MODIS、TMI、AMSRE的所有SST资料进行融合,从2006年融合得到的SST分析场可以明显地看出,多源融合SST分析场和TMI与AMSRE对应的3日平均SST的基本分布是一致的.多源SST融合集合了各卫星SST资料的优点,弥补了各卫星SST资料的不足,根据各种资料的准确度分配权重,最后通过最小二乘共轭梯度迭代法,得到了中国近海全覆盖的高分辨率的SST分析场.在近海区域实时观测资料少,各卫星资料的精度偏低且各卫星资料数据相互独立的情况下,多卫星资料融合有利于提高分析结果的准确性.因此要在近海区域得到实时的、准确的、高分辨率的SST分布就必须融合所有可融合的观测资料,本文在这方面做了初步有益的尝试.     

基于Worldview-2多光谱卫星数据的浅水水深遥感反演

随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星影像逐渐应用到水深遥感反演领域。利用Worldview-2高分辨率卫星数据和电子海图数据,基于双波段比值法,反演获得实验区域20m以浅的水深。实验表明,Worldview-2等高分辨率多光谱卫星数据,具有一定反演浅水水深的能力,但在5m以浅的水域反演误差较大;双波段比值法,这种半经验半理论的模型,在水深遥感反演中具有更好的适用性;对比了一次线性、二次多项式、指数、对数等拟合方法,发现对数拟合的方法获取绝对水深,其精度相对其他方法更高。     

顾及水深复杂度的自适应网格DDM构建方法

针对传统网格数字水深模型(DDM)存在不能根据海区水深变化情况自动调节内插水深间隔的不足,提出顾及水深复杂度的自适应网格DDM构建方法.建立了水深复杂度评估指标,挖掘了水深复杂度、网格间距与网格DDM精度的内在关联规律,构建了顾及水深复杂度的自适应网格DDM.实验证明,与传统的网格DDM构建方法相比,所提方法可根据DD...     

基于水深分段选择因子的多光谱影像反演水深

岛礁周边海底地形精密测量是海洋测绘的难点问题之一,利用多光谱卫星能精确测定岛礁周边水深地形,是传统岛礁水深测量有效的补充方式之一。本文以蜈支洲岛周围水域为研究区域,提出了基于BP神经网络水深分段选取反演因子的方法,利用WorldView-2数据和多波束实测数据建立多模型,整合预测的各段水深获得海底地形。实验表明,本文方法能充分利用水体的光谱特性,与单一BP神经网络模型结果相比,MRE降低了6.4%,RMSE降低了1.2 m,是一种可行的多光谱水深反演的方法