高光谱遥感光谱相似性度量算法与若干新方法研究

提出了一种新的光谱相似性度量算法分类体系。在归纳算法的基础上，根据不同的度量原理与实现簋略，结合应用需求，提出了基于光谱多边形的测度、四值编码、十进制编码、树状变换测度及基于小波变换的测度等新方法，这些方法能够应用于分类、检索等的相似性度量中。     

基于快速提升小波变换的多阈值嵌入零树小波图像编码算法

提出了基于快速提升小波变换的多阈值嵌入零树小波图像编码算法，该算法能够通过以下3项措施进一步提高嵌入零树小波编码（Embedded Zerotree Wavelet，简称EZW）编码方案之工作效率：（1）引入快速提升小波以改进变换过程；（2）定义多阈值以完善逐次逼近量化过程；（3）采纳复杂关联模型以提高熵编码效率。实验结果表明：提出算法是一种高效的图像压缩算法，其压缩速度、图像复原质量等关键技术指标均优于EZW编码算法。     

基于新型嵌入小波编码策略的图像压缩算法研究

在一系列新量化编码算法中，由J．M．shapiro提出的嵌入零树小波编码(简称为EZW)被认为是最先进的方法之一，然而，它也存在明显不足之处：为了确定小波系数是零树根还是孤立零，必须利用小波系数间存在的双亲-子女(Parent-Children)关系去搜索扫描其所有后代，而这必然会导致扫描高频子带所产生的二进制符号流中存在大量冗余，从而大大影响其编码效率。提出了一种基于新型嵌入小波编码策略的图像压缩算法，该算法能够通过以下措施提高EZW编码方案工作效率：①采用全新的嵌入小波编码策略，不再利用导致计算量剧增的双亲-子女(Parent-Children)关系；②进行嵌入小波编码时，不再考虑ZTR(零树根)和IZ(孤立零)符号。实验结果表明：提出的新图像编码算法在压缩／解压缩速度、图像复原质量等方面均明显优于EZW编码方案。     

一种基于小波包变换的纹理图像压缩算法

提出一种基于小波包变换与自适应混合量化的新图像压缩算法.该算法首先用小波包变换对纹理丰富的图像进行完全分解,并用一种与后续编码器相关联的成本函数(CostFunction)进行最佳小波包基搜索;然后依据图像内容,自适应确定小波包系数的扫描次序;再对小波包变换后的最低频子带进行DPCM无失真编码,对高频子带实施矢量量化编码;最后对所形成的二进制符号流进一步实施自适应算术编码.仿真实验结果表明:提出的小波包图像压缩算法是一种比较好的编码方案,其压缩效果不仅明显优于JPEG算法与SPIHT算法(特别是纹理图像),而且优于已有的其他小波包图像压缩算法.     

基于小波的高分辨率遥感影像纹理分类方法研究

在基于小波的纹理分类算法的基础上，提出了逐点特征加权和活动窗口算法，使小波纹理分析能够用于高分辨率遥感影像的分类。逐点特征加权算法用样本的均值和方差构造偏离量，对纹理特征进行自适应加权。实验结果表明，本文提出的算法能够有效地提高分类精度．使地物的内部和边缘的分类效果都得到改善。     

基于小波变换的零树数字摄影图像编码方法

图像数据压缩编码是数字摄影测量领域的关键环节之一，本文介绍了小波零树编码的原理，提出了一种基于正交小波零树的编码方案；首先对图像进行四级小波变换，然后对第四级小波分解的低频分量进行无损压缩，舍去第一级小波分解的对角线方向高频分量，对其余子图先采用零树量化编码，再游程编码。实验表明，该方法是一种比较效的方法。     

基于Log-Gabor小波和Krawtchouk矩的遥感图像分类

为了进一步提高遥感图像分类的精度,提出了一种基于Log-Gabor小波和Krawtchouk矩的遥感图像分类算法。首先利用Log-Gabor小波对遥感图像进行多方向、多分辨率滤波,提取遥感图像的纹理特征;同时计算遥感图像的Krawtchouk矩不变量,作为遥感图像的边缘形状特征,并与基于Log-Gabor小波提取的纹理特征构成完整的特征向量;最后依据所提取的特征向量利用支持向量机(support vector machine,SVM)分类器对待分类图像进行分类,得到最终的遥感图像分类结果。实验结果表明,与近年来提出的基于Gabor小波、基于Log-Gabor小波、基于Krawtchouk矩等3种遥感图像分类算法相比,本文算法在主观视觉效果和分类精度等客观定量评价指标上都有了明显的改善,是一种行之有效的遥感图像分类算法。     

基于小波与遗传算法的特征提取与特征选择

高维遥感数据的分类与识别与传统的多光谱遥感分类技术具有明显的区别。本文提出了一种基于遗传算法和小波／小波包分析相结合的特征提取方法用于高维遥感数据降维与分类。该方法综合了遗传算法的全局优化和小波／小波包分析的多尺度、多分辨率的特点。首先,通过离散的小波变换(DWT)或小波包变换(WP)将高光谱信号变换到特征域进行光谱分解。由于DWT变换是一种线性变换,不同尺度的DWT系数可作为线性光谱特征。然后,对这些线性光谱特征利用遗传算法结合训练样本计算类内／类间距离搜索最优分类子集,其具体染色体编码取可能的特征号,适应度函数基于样本平均Jeffries-Matusita距离计算。所用的分类器采用最大似然分类器。试验结果表明该方法与常规特征提取算法如主成分变换(PCA)、判别分析特征提取(DAFE)、决策边界特征提取(DBFE)相比,能提高分类精度约1.1％-6.5％。     

利用小波变换的视频GIS数据数字水印算法

提出了一种基于小波变换的视频GIS数据水印算法。该算法结合视频GIS数据特点,将视频流分割为时间轴上连续图像序列。实验结果表明,该算法具有较好的隐蔽性与鲁棒性,并能有效抵抗帧删除、重编码等攻击。     

基于小波分量特征值匹配的高光谱影像分类

提出了一种基于小波分量特征值的高光谱影像分类算法。针对每个像素构建一个能反映该分量特征的函数，得到其特征值。再利用这些特征值与参考光谱的特征值进行匹配，从而对整幅影像实现分类。实验证明，该方法比传统的光谱角制图法和交叉相关系数法的分类精度有较大提高。     

基于DCT变换的GIS矢量数据压缩技术研究

针对矢量数据的复杂内部结构以及失真在矢量数据中的特殊表现形式，提出了基于DCT变换的矢量数据有损压缩方案。该方案主要针对自然形成的矢量数据，通过分块将结构复杂的矢量数据划分为定长点序列，通过一个特别的量化表控制有损压缩产生的失真不超出事先给定的指标。实验表明，本方案具有较高的压缩比，且可以通过预期指标控制失真。     

超谱遥感图像快速聚类无损压缩算法

K-means聚类要求每个像素要和所有聚类中心求欧氏距离，当聚类数很多时，这是一个相当耗时的工作。改进的K—meam聚类算法根据历史聚类结果进行初始类分割，即节约初始聚类时间，又能使历史聚类过程中形成的类间稳定关系得以保持；类内像素只和相邻的聚类中心计算距离进行聚类，随着算法的迭代进行，大量类的状态基本固定，使得聚类速度不断加快。基于改进K-means聚类的无损压缩算法具有充分利用历史聚类成果和收敛速度快的特点，通过提高类内像素冗余度，最大限度消除谱间冗余和空间冗余。采用多次聚类压缩的结果预测最佳聚类数的方法，可实现最小熵无损压缩。通过和DPCM算法概率模型的熵值比较及实验数据的分析，验证了基于聚类无损压缩效率比不聚类无损压缩效果更优。     

Correlation-based band-ordering heuristic for lossless compression of hyperspectral sounder data

A novel algorithm for the lossless compression of hyperspectral sounding data is presented. The algorithm rests upon an efficient technique for three-dimensional image band reordering. The technique is based on a correlation factor. The correlation-based band ordering gives 5% higher compression ratios than natural ordering does. On the other hand, the obtained compression ratios are within a percent of those produced by optimal ordering, but the computational time is much lower compared to the optimal ordering. The low computational complexity of the algorithm is based on the use of correlation for the band ordering. Moreover, the algorithm results in 7% to 12% improvement over fast nearest neighbor reordering scheme versions of JPEG-LS and the context-based adaptive lossless image codec algorithms.     

Anomalies in broadcast ionospheric coefficients recorded by GPS receivers over the past two solar cycles (1992–2013)

The anomaly phenomenon of broadcast ionospheric model coefficients of the Global Positioning System (GPS) is revealed after analyzing the navigation file data collected from all the IGS (International GNSS Service) stations worldwide over a 22-year period (1992–2013). GPS broadcast ionospheric coefficients widely used by many single-frequency users to correct the ionosphere errors for numerous GPS applications are usually believed to have only one set/version per day. However, it is found that GPS receivers from the IGS network can report as many as eight sets/versions of ionospheric coefficients in a day. In order to investigate the possible factors for such an anomalous phenomenon, the relationship between the number of coefficient sets and solar cycle, the receiver geographic locations, and receiver types/models are analyzed in detail. The results indicate that most of the coefficients show an annual variation. During the active solar cycle period from mid-1999 to mid-2001, all of the coefficients extracted from IGS navigation files behaved anomalously. Our analysis shows that the anomaly is also associated with GPS receiver types/models. Some types/models of GPS receivers report one set/version of ionospheric coefficients daily, while others report multiple sets. Our analysis also suggests that the ionospheric coefficient anomaly is not necessarily related to ionospheric scintillations. No correlation between the anomaly and geographic location of GPS receivers has been found in the analysis. Using the ionospheric coefficient data collected from 1998 to 2013, the impact of ionospheric coefficient anomaly on vertical total electron content (VTEC) calculation using the Klobuchar model has been evaluated with respect to the Global Ionospheric Maps generated by the Center for Orbit Determination in Europe. With different sets of coefficients recorded on the same day, the resulting VTEC values are dramatically different. For instance on June 1, 2000, the largest VTEC at one of our test stations can be as large as 153.3 TECu (total electron content unit) using one set of coefficients, which is 16.36 times larger than the smallest VTEC of 9.37 TECu computed from using another set of coefficients.     

基于改进粗糙集和NSCT的红外遥感图像增强

提出了一种基于改进粗糙集和NSCT的红外遥感图像增强方法。该方法首先利用NSCT对图像进行分解,得到多层多方向子带系数;然后根据相邻尺度和不同方向的子带中图像噪声、脆弱边缘等不同成分的系数分布,使用粗糙集对其进行分块,并制定合理的决策规则;再通过集合运算对系数中不同子块采用不同的处理方法,一方面抑制噪声,另一方面保护图像中的脆弱边缘结构,并采用增强函数对其进行不同程度的增强;最后对处理过的NSCT系数进行重构,获得增强后的红外图像。实验表明,该算法相对于其他传统红外遥感图像增强算法具有较好效果。     

Optimized onboard lossless and near-lossless compression of hyperspectral data using CALIC

We propose a new lossless and near-lossless compression algorithm for hyperspectral images based on context-based adaptive lossless image coding (CALIC). Specifically, we propose a novel multiband spectral predictor, along with optimized model parameters and optimization thresholds. The resulting algorithm is suitable for compression of data in band-interleaved-by-line format; its performance evaluation on Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) data shows that it outperforms 3-D-CALIC as well as other state-of-the-art compression algorithms.     

一种结合整型最佳谱间预测与SPIHT的MODIS影像无损压缩算法

针对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)影像数据海量并具有重要研究价值的特点,研究MODIS影像的无损压缩算法。采用最佳线性预测方法,通过波段相关性排序确定波段最优预测顺序,并自适应计算"预测波段"与"当前波段"的二阶最佳预测器系数,减少谱间冗余;以多级树集合分裂树(Set Partitioning In Hierarchical Trees,SPIHT)编码算法降低谱内相关。为确保无损压缩,对线性预测系数进行最佳逼近取整操作,并采用基于提升格式的D5/3整数小波变换。实验结果表明本文提出的算法在压缩比上性能较3DSPIHT等算法突出。     

面向对象的无人机遥感影像岩溶湿地植被遥感识别

以广西桂林会仙喀斯特国家湿地公园为研究区,以无人机航摄影像为数据源,综合利用面向对象的影像分析技术、随机森林算法、阈值分类方法和Boruta全相关特征变量选择算法进行岩溶湿地植被的遥感识别。结果表明：针对不同特征变量对岩溶湿地遥感识别的贡献率而言,光谱特征（DOM > DSM） > 纹理特征（DOM > DSM） > 几何特征 > 上下文变量;两个航摄影像数据集的总体分类精度都在85%以上,Kappa系数也高于0.85。本文研究结果对基于高空间分辨率无人机可见光影像的岩溶湿地植被遥感识别在特征变量选择、分割参数选择及方法选择方面具有一定的借鉴意义。     

基于预测树的天气雷达回波数据无损压缩

利用了各层回波图像间的相关系数建立预测排序树,采用了自适应算术编码实现天气雷达回波数据的无损压缩,实现了天气雷达回波数据的有效压缩。     

一种基于预测树的多光谱遥感图像无损压缩方法

最小绝对权值（ＭＡＷ）预测树方法是一种有效的多光谱遥感图像无损压缩方法,但其中构造预测树的算法复杂,实现困难。本文对预测树方法进行改进,提出一种侧邻域最小绝对权值（ＳＮＭＡＷ）预测树方法,通过改变预测树的四邻域定义,使构造预测树的算法简化,并且,实验结果表明,对不同类型的多光谱遥感图像,ＳＮＭＡＷ的压缩效果与ＭＡＷ的压缩效果相近或有所改善。