Edge detection of gravity anomaly with an improved 3D structure tensor

Edge detection plays an important role in geological interpretation of potential field data, which can indicate the subsurface faults, contact, and other tectonic features.A variety of methods have been proposed to detect and enhance the edges.3D structure tensor can well delineate the edges of geological bodies, however, it is sensitive to noise and additional false edges need to be removed artificially.In order to overcome these dis-advantages, this paper redefines the 3D structure tensor with a Gaussian envelop and proposes a new normalized edge detector, which can remove the additional false edges and reduce the influence of noise effectively, and balance the edges of different amplitude anomalies completely.This method has been tested on the synthetic and measured gravity data, showing that the new improved method achievesbetter results and reveals more details.     

基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像几何特征提取

本文结合高空间分辨率遥感影像的特点,利用数学形态学方法,选取具有不同尺度和包含全部方向的结构元素,设计了全方位结构元素多级加权滤波去噪算法和多尺度全方位形态学边缘检测算法,用于高空间分辨率遥感影像的处理;并通过图像边界追踪生成栅格数据对象和矢量数据对象,据此建立了高空间分辨率遥感影像的几何特征提取模型。结果表明:全方位结构元素多级加权滤波去噪算法很好地抑制了图像中的噪声,并保留了图像细节;多尺度全方位形态学边缘检测算法很好地解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾,检测出的图像边缘比基本的边缘检测算子清晰,而且抗噪性能强。提取的几何特征信息可以结合遥感图像的光谱、纹理、统计等特征用于遥感图像地物识别与分类,也可以在GIS、摄影测量、计算机视觉等领域和气象、农林、地理、海洋、水利、国土资源和环保等行业使用。     

Edge detection of potential field data based on image processing methods

The conventional methods of edge detection can roughly delineate edge position of geological bodies, but there are still some problems such as low detection accuracy and being susceptible to noise interference.In this paper, three image processing methods, Canny, LoG and Sobel operators are briefly introduced, and ap-plied to edge detection to determine the edge of geological bodies.Furthermore, model data is built to analyze the edge detection ability of this image processing methods, and compare with conventional methods.Combined with gravity anomaly of Sichuan basin and magnetic anomaly of Zhurihe area, the detection effect of image pro-cessing methods is further verified in real data.The results show that image processing methods can be applied to effectively identify the edge of geological bodies.Moreover, when both positive and negative anomalies exist and noise is abundant, fake edge can be avoided and edge division is clearer, and satisfactory results of edge detection are obtained.     

Edge detection using directional eigenvalues of potential field gradient tensor data

Edge detection of potential field interpretation is an important task. The traditional edge detection methods have poor ability in outlining weak amplitude anomalies clearly. The resolved edges position is blurred.We purposed new edge detection methods based on directional eigenvalues of potential field gradient tensor for the causative sources. In order to balance strong and weak amplitude anomalies simultaneously,we present one normalization method using different orders of vertical derivatives to improve the new filters. The presented filters were tested on synthetic and real potential field data to verify its feasibility. All of the results have shown that the new edge detection methods can not only display the sources edges precisely and clearly,but also bring out more geological subtle details.     

基于奇异谱分析的GNSS坐标时间序列粗差探测与噪声估计

考虑到传统谐波模型难以精确描述GNSS坐标时间序列的非线性变化,导致信号和噪声不能很好地分离,进一步影响粗差探测和噪声估计,本文提出一种基于奇异谱分析的粗差探测与噪声估计算法。首先采用奇异谱分析方法分离出GNSS坐标时间序列中的信号与噪声,然后基于IQR准则探测噪声中的粗差,最后采用最小二乘方差分量估计（LS_VCE）方法定量估计各噪声分量。算例表明,相比于传统基于谐波模型的算法,该算法的粗差探测准确率更高,且估计的噪声分量与真值更接近。     

基于阈值分割与边缘检测的对象轮廓提取方法研究

为了提高智能视频监控系统中对象检测算法的检测准确性,实现对检测对象轮廓的准确提取,在分析目前常用于获取对象轮廓形态的对象检测方法不足的基础上,提出了基于阈值分割与边缘检测的对象轮廓提取方法。该方法需要阈值而又不依赖于阈值,选取任一阈值对检测对象进行阈值分割,再结合Sobel边缘检测以及经过定制的边界跟踪算法,实现对检测对象轮廓的提取。经实验得出的轮廓检测结果在不同阈值的条件下都呈现出较好的完整性与一致性。因此,方法具有较好的鲁棒性,实现了对检测对象轮廓的完整提取,提高了对象检测算法的检测准确性。     

基于阈值分割与边缘检测的对象轮廓提取方法研究

为了提高智能视频监控系统中对象检测算法的检测准确性,实现对检测对象轮廓的准确提取,在分析目前常用于获取对象轮廓形态的对象检测方法不足的基础上,提出了基于阈值分割与边缘检测的对象轮廓提取方法。该方法需要阈值而又不依赖于阈值,选取任一阈值对检测对象进行阈值分割,再结合Sobel边缘检测以及经过定制的边界跟踪算法,实现对检测对象轮廓的提取。经实验得出的轮廓检测结果在不同阈值的条件下都呈现出较好的完整性与一致性。因此,方法具有较好的鲁棒性,实现了对检测对象轮廓的完整提取,提高了对象检测算法的检测准确性。     

基于小波变换的SAR图像噪声滤除方法

合成孔径雷达(SAR)的相干斑噪声严重影响图像质量,降低图像的可判读性。常用的空间自适应滤波方法在滤除噪声的同时,损失了图像中的大量边缘细节信息。介绍了一种基于小波变换的SAR图像噪声消除方法,充分考虑噪声的统计特征,并把小波变换与空间滤波两者有机结合起来。通过滤波实验与其它滤波方法的对比。表明此小波滤波方法能更有效地消除SAR图像中的斑点噪声,而且能有效地保持图像中的纹理细节和边缘信息．     

利用MapReduce的异常轨迹检测并行算法

异常轨迹检测是移动对象数据挖掘的一个重要研究领域。TRAOD(TRAjectory Outlier Dectection Algorithm)算法是一种经典的异常轨迹检测算法,但它对于海量轨迹数据的异常检测效率低。为提高海量轨迹数据集的异常检测效率,本文提出了一种利用MapReduce 的异常轨迹检测并行算法(Parallel algorithm for TRAjectory Outlier Detection, PTRAOD),并在此基础上提出了网格索引的异常轨迹检测并行算法(Grid-based Parallel algorithmfor TRAjectory Outlier Dectection, GPTRAOD)。GPTRAOD算法在PTRAOD算法的基础上,利用网格索引实现区域查询,进一步提高算法效率。将PTRAOD算法和GPTRAOD算法在Hadoop 平台上加以实现,结果表明:本文提出的2 个并行检测算法,能实现异常轨迹的检测;GPTRAOD算法的效率优于PTRAOD算法;GPTRAOD算法具有较高的可扩展性和较好的加速比。     

改进的最小生成树自适应空间点聚类算法

针对传统的最小生成树聚类算法存在使用全局不变阈值确定噪声边,聚类需要用户根据经验确定初始化聚类参数,如“边权值倍数容差”,“边长变化因子”等,聚类不能发现局部噪声的问题,本文提出了一种改进的最小生成树自适应空间点聚类算法。该算法在无需用户输入参数的前提下,克服主观因素的影响,根据最小生成树边长的数理统计特征定义裁剪因子。算法首先从宏观层面对最小生成树进行首轮删枝操作,消除全局环境下的噪声边,进而根据各子树的边长统计情况,自适应设定局部裁剪因子,进行第二轮删枝操作,消除局部环境下的噪声边。最后,采用1个模拟数据和1个实际应用验证算法的有效性,结果表明本文提出的改进算法在无需人为提供经验参数的环境下能够发现任意形状、不同密度的簇,能够准确的识别出空间点中的噪声数据,从而能够实现空间点数据背后隐藏信息的自动挖掘。     

基于YOLOv5算法的飞机类型光学遥感识别

飞机类型检测是遥感影像分析领域的研究热点,在机场监控和情报分析等应用中起着重要的作用。其中,深度学习方法作为遥感影像分析领域广泛应用的手段之一,在飞机类型检测任务中仍面临许多问题,如使用未公开的自制数据集、实验复现困难、无法验证泛化能力等。同时,光学遥感影像易受光照条件、云雨变化等因素影响,使检测任务更加困难。为了解决这些问题,本文首先利用MTARSI数据集对样本进行筛选,再结合Google Earth等开源方法收集飞机影像,采用随机旋转、改变亮度等方法构建新的飞机类型检测数据集。其次,采用YOLOv5作为基础网络框架,针对其多层卷积和池化操作可能会削弱或完全丢失飞机特征的问题,进行多尺度优化训练,有效检测飞机类型特征。最后,利用跨数据集验证模型的泛化能力。实验结果表明,本文方法能准确、有效地检测出光学遥感影像中的飞机的具体类型,具有较强的鲁棒性和泛化能力,跨数据集进行飞机类型检测正确率达到82.12%,可为智能化的飞机目标语义分析、星上应用等研究提供技术支撑。     

直线拟合边缘检测法在光电自准直仪中的应用

CCD的分辨率是影响新型光电自准直仪测量精度的关键因素,而边缘检测法是CCD位移测量的主要方法。对数字图像处理中直线拟合边缘检测法进行了详细介绍,并将其应用于高精度一维光电自准直仪的研制。     

基于小波变换的遥感数据融合与边缘检测

介绍了小波图像的分解和重构方法以及小波融合过程。采用Symlet小波变换融合方法对西安地区鲸鱼沟水库的TM4、TM5子图进行单尺度二维离散小波变换融合,并进行水库的边缘检测。对图像通过TM4分解的低频图与TM5分解的高频图像融合再与TM4影像原图比较,融合图像提取细节效果明显优于TM4原图像。     

基于张量投票和目标追踪的墙体裂缝检测算法研究

针对墙体裂缝对比度低、受噪声干扰严重等特点,提出了一种基于张量投票和目标追踪的墙体裂缝检测算法。在对原始影像进行二值化的基础上,利用张量投票的聚类思想,突出线性区域目标的强度,然后在突出的线性目标上选取特征点,对特征点进行追踪得到裂缝的大致位置,再反投到原始影像上。实验结果表明,该算法能够正确检测出墙体裂缝信息,且检测率较高,具有一定的通用性。     

基于线段检测算法的倾斜摄影直角像控点目标检测方法

针对航空摄影测量中空三加密时数据内业精校正的人工刺点效率低下,误差较大等问题,本文提出了一种基于线段检测(Line Segment Detector,LSD)算法的直角像控点目标检测方法.该方法首先通过Retinex算法增强影像彩色信息;再对影像进行双边滤波,在去除噪声的同时能很好的保留边缘信息;然后使用LSD算法提取...     

基于行为分析的钓鱼页面检测技术研究

针对通过黑白名单匹配的检测方法检测钓鱼页面准确率低的特点,提出基于钓鱼者行为的图状链接结构特征,对钓鱼页面进行分析,引入数据挖掘的频繁子图挖掘算法,对数据库中积累的数万个钓鱼页面进行子图模式挖掘,提取钓鱼页面的共同子图结构特征,检测网络钓鱼行为。实验结果发现,在加入了子图特征的钓鱼页面检测方法中,检出率能达到80%.因此,基于行为的钓鱼页面检测提高了钓鱼页面检测的能力,并且挖掘出的子图模式为钓鱼者的行为提供了依据。     

Intelligent identification of remnant ridge edges in region west of Yongxing Island,South China Sea

Edge detection enables identification of geomorphologic unit boundaries and thus assists with geomorphical mapping. In this paper, an intelligent edge identification method is proposed and image processing techniques are applied to multi-beam bathymetry data. To accomplish this, a color image is generated by the bathymetry, and a weighted method is used to convert the color image to a gray image. As the quality of the image has a significant influence on edge detection, different filter methods are applied to the gray image for de-noising. The peak signal-to-noise ratio and mean square error are calculated to evaluate which filter method is most appropriate for depth image filtering and the edge is subsequently detected using an image binarization method. Traditional image binarization methods cannot manage the complicated uneven seafloor, and therefore a binarization method is proposed that is based on the difference between image pixel values; the appropriate threshold for image binarization is estimated according to the probability distribution of pixel value differences between two adjacent pixels in horizontal and vertical directions, respectively. Finally, an eight-neighborhood frame is adopted to thin the binary image, connect the intermittent edge, and implement contour extraction. Experimental results show that the method described here can recognize the main boundaries of geomorphologic units. In addition, the proposed automatic edge identification method avoids use of subjective judgment, and reduces time and labor costs.     

基于MODIS谱纹信息融合的海洋溢油检测方法

鉴于仅依赖光谱特征或纹理特征的传统溢油检测算法的信息检测精度较低的问题,本文提出了一种新的光学遥感数据的谱纹海面溢油检测方法。谱是光学遥感数据的油膜敏感波段图像,纹是利用灰度共生矩阵计算获得的图像纹理特征,将这些特征相结合,引入支持向量机方法（Support Vector Machine,SVM）,建立谱纹海面溢油检测模型。本文以2006年渤海溢油事故为例,利用中等分辨率成像光谱仪MODIS的光学遥感数据对溢油进行检测,MODIS的第2波段为油膜敏感波段,所以,第2波段图像即为选取的谱特征,经过对各个纹理特征的分析得到,均值、对比和相关3个特征量可作为溢油提取的纹理特征。检测结果的总体精度达91.23%。试验结果表明,将MODIS图像的光谱特征和纹理特征相结合,可有效地对渤海海洋油膜信息进行检测,并具有很强的抑制噪声能力。     

利用EMD阈值消噪改进MW组合周跳探测性能

分析MW组合观测值的噪声特性,评价其实际周跳探测性能,提出利用EMD阈值消噪方法进行降噪。对于EMD的端点效应问题,在MW递推均值上增加虚拟噪声构成虚拟观测值对数据进行延拓。估计MW组合经EMD分解后各层分量的阈值,削弱噪声影响。分析消噪后含周跳MW组合所发生的变化,指出周跳具有"扩散"现象,提出基于消噪后MW组合的探测方案。     

多色彩高空间分辨率遥感影像矢量边缘信息提取算法与应用

相对单波段灰度影像而言,多波段高空间分辨率遥感影像中可用于边缘检测的光谱信息更加丰富。鉴于Canny算子在灰度图像边缘检测中的优越性能,本文利用输出融合策略对其适用于高空间分辨率遥感影像矢量边缘检测作了改进。基于可视化开发平台VC++.NET,编程实现了福州市航拍的高空间分辨率遥感影像红绿蓝三个标准波段在RGB、IHS、Y IQ、YUV、C IELUV色彩空间中对各种地物矢量边缘信息的有效提取。对高空间分辨率遥感影像矢量边缘各分量的分析认为,由于波谱范围差异的影响,在上述色彩空间中不同地物类型边缘检测时响应程度具有显著的不同。本文研究结果表明,该算法参数设置和色彩空间选择对高空间分辨率遥感影像矢量边缘信息提取有较大的影响。