基于空间投影理论的RPC模型求解方法研究

利用遥感影像成像时的空间投影模型并顾及全球DEM建立了一组虚拟的三维控制点用于求解RPC模型,解决了严格成像模型未知或过于复杂难以建立,同时控制点数量严重不足时RPC模型的求解问题。试验证明该方法理论严密,精度较高。     

控制点与检查点数量和比例对水深遥感反演精度的影响分析

在水深遥感反演半经验模型中,水深控制点和检查点选取是一项非常重要的工作,前者用于建立实测水深值与遥感影像灰度值之间的数量关系,后者用于评价水深反演精度。但前人在相关研究中并未就控制点和检查点的选取数量和比例给出有实验依据的建议,亦未开展其对水深反演精度的影响分析。针对这个问题,作者使用6020个实测水深点和World View-2、GF-1 WFV、Landsat8 OLI 3种多光谱影像,基于三波段水深反演模型开展了81组实验,分析比较了不同数量和比例的控制点与检查点对反演结果的影响,评价过程利用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、平均相对误差(Mean Relative Error,MRE)和反映实测水深与反演水深相关性的决定系数R2等3种参数。结果表明:(1)当控制点数量达到31个时,水深反演精度即趋于稳定;(2)检查点数量在30个时,其评价指标已可以代表模型反演精度;(3)控制点和检查点的数量比例对反演精度并无影响,但控制点选取过多则会产生反演精度降低的现象,采用人工选取检查点时剔除浅水区的异常点即可有效避免这一问题。     

无控制点条件下SPOT5卫星影像海上目标定位技术

对于海上目标的遥感影像定位,由于控制点获取的困难性严重影响了其发展与应用。研究了SPOT5卫星HRS立体像对的成像原理,通过一系列坐标系变换,构建了一种无需地面控制点的直接对地绝对定位模型。试验表明,在没有控制点的条件下利用SPOT5遥感影像进行定位,平面定位精度和高程定位精度均可以达到优于70m的水平,这对于海上目标定位具有很好的实用价值。     

重复轨道模式InSAR测高中大气水汽影响研究

对流层大气水汽引起的信号延迟是影响重轨In SAR高程测量精度的主要因素之一。为了研究大气水汽对重轨In SAR测高精度的影响及基线估计的校正作用,仿真不同分布模式的水汽模型,对SAR主、辅数据进行干涉处理,反演受水汽影响高程并统计分析控制点高程误差。实验结果表明:在7km×7km的SAR数据成像范围内,当水汽含量分布均匀时,控制点测量精度与无水汽影响高程精度相当,当水汽含量分布在0.142~0.283cm和0~0.502cm时,控制点高程中误差分别为9.84m,21.01m,即在In SAR测高中,基线估计可以校正均匀水汽等系统噪声,但是当水汽分布不均匀时,基线估计不能很好抵消水汽影响,且水汽变化越大,测高误差越大,需要根据外部水汽数据消除水汽对In SAR测量的影响。     

海岸带卫星影像的处理和应用研究

针对海岸带卫星影像的数据特点和控制点资料的来源情况,采用平面控制模型,深入研究了不同情况下卫星影像的纠正处理方法,解决了海岸带卫星影像在缺少卫星轨道参数和控制点资料的情况下的影像纠正难题,为卫星影像在海洋测绘领域的快速推广应用提供可行有效的处理方法和流程。     

多波束测深趋势面系数的主成分估计

在多波束测深趋势面滤波构建趋势面模型的过程中,其模型变量线性相关时,系数阵存在复共线性,因此将主成分估计的方法应用于趋势面模型系数的求解,从而避免了复共线性的影响,最后通过实测数据进行实验,分别利用最小二乘算法和主成分估计求解二次趋势面模型。比较计算结果,验证了主成分估计算法的有效性。     

基于EGM2008模型的近海高程传递方法研究

研究了基于EGM2008大地水准面模型的高程传递原理,通过青岛地区已知控制点数据计算得到EGM2008大地水准面模型与我国大地水准面差距,利用EGM2008模型计算高程异常的方法,结合GNSS技术实现高程传递。利用青岛市C级GNSS控制网数据,基于EGM2008模型,采用3种不同的拟合方法,建立了区域高程异常残差场,反演高程异常值与已知控制点高程异常值进行比对。利用青岛市D级GNSS点的数据对构建的格网模型的精度进行检核。结果表明:EGM2008大地水准面模型与我国的大地水准面存在22 cm左右的偏差;基于EGM2008模型的高程传递精度可达厘米级,可用于近海高程传递,几种拟合方法精度相当。     

缺少已知控制点时的平面控制测量方法研究

在目前海洋测绘中,平面控制测量主要采用静态同步观测方式,通过联测不少于2个已知控制点实施.为探究少于3个已知控制点时能否有效开展平面控制测量,结合工程试验,采用RTX后处理(RTX-PP)技术获得控制点ITRF2014框架当前历元坐标,然后根据已知控制点数量情况,分别采用四参数平面坐标转换、坐标平移转换、框架及历元转换...     

海岸带遥感影像的几何精校正方法

针对传统方法无法解决缺少地面控制点且控制点分布不均匀的海岸带遥感影像的几何精校正问题,提出了一种基于空间投影的海岸带遥感影像几何精校正新方法。研究了空间投影模型,给出了相应的投影公式,并对海岸带上的两幅遥感影像进行几何精校正。实验结果表明:采用空间投影方法,只需少量地面控制点,就能建立遥感影像与空间投影间的对应关系,且校正精度优于传统校正方法。该方法在海岸带遥感监测和自然资源开发利用上有很好的应用前景。     

基于ADS40无控条件的海岛礁地形测量方法研究

针对远离大陆的海岛礁地形测绘与高程基准转换困难的问题,基于ADS40航摄系统获取远离大陆的海岛礁区域遥感影像,按照GPS差分无地面控制点的空中三角测量模式实现海岛礁的地理定位,选择高精度的卫星测高模型实现海岛礁区域的高程基准转换。在某海域进行了ADS40测量作业与高程基准转换试验,结果表明,无地面控制点空中三角测量的平面精度达到0.587m;基于卫星测高模型进行垂直基准转换的精度与同步验潮水位观测法得到的高程传递精度相当。     

海岸带高光谱影像分类技术研究

以海岸带地物分类研究为重要对象,针对传统海岸带区域地物及海水等目标分类技术的局限性,通过分析海岸带地物的光谱特征以及在高光谱数据中的表征,研究高光谱成像技术在海岸带遥感应用中的有效性。实验结果表明相对传统的遥感影像分类技术,高光谱海岸带分类显得更为精细,也展示了高光谱技术在海洋遥感中的巨大应用前景?     

基于视觉显著性的高分辨率遥感影像舰船检测

通过研究、分析现有基于遥感影像的舰船检测算法,提出了基于Itti视觉显著度模型改进的高分辨率遥感影像海面舰船检测方法,该方法利用海面舰船相对于海面背景信息视觉关注高的特点,参考视觉显著度模型计算原理,对高分辨率遥感影像中的颜色、亮度、方向、纹理等特征进行有效提取,然后利用归一化方法将不同特征融合,形成有利于舰船目标提取得视觉显著度图,最后对生成的视觉显著度图进行阈值分割和精细化处理获得最终的舰船检测结果。与传统舰船检测算法相比,本文算法能够有效检测复杂海面背景下的舰船目标,减少了单一特征变化对检测精度的影响,提高了检测准确率,具有较好的抗噪性和较强的鲁棒性。     

多光谱遥感水深反演的数据匹配方法研究

在多光谱遥感水深反演中,数据匹配是建立统计相关模型的基础。采用两种多光谱遥感影像数据,研究了像元找水深点的顺序匹配法和水深点找像元的顺序匹配、二分匹配和像元坐标法等数据匹配方法,并开展相应的实验验证。结果表明,4种匹配方法一定程度上能满足当前多光谱遥感水深反演的数据匹配需要,其中,水深点找像元的像元坐标法耗时最短,匹配效率最高。     

Quantitative application study on remote sensing of suspended sediment

Quantitative application on remote sensing of suspended sediment is an important aspect of the engineering application of remote sensing study.In this paper,the Xiamen Bay is chosen as the study area.Eleven different phases of the remote sensing data are selected to establish a quantitative remote sensing model to map suspended sediment by using remote sensing images and the quasi-synchronous measured sediment data.Based on empirical statistics developed are the conversion models between instantaneous suspended sediment concentration and tidally-averaged suspended sediment concentration as well as the conversion models between surface layer suspended sediment concentration and the depth-averaged suspended sediment concentration.On this basis,the quantitative application integrated model on remote sensing of suspended sediment is developed.By using this model as well as multi-temporal remote sensing images,multi-year averaged suspended sediment concentration of the Xiamen Bay are predicted.The comparison between model prediction and observed data shows that the multi-year averaged suspended sediment concentration of studied sites as well as the concentration difference of neighboring sites can be well predicted by the remote sensing model with an error rate of 21.61% or less,which can satisfy the engineering requirements of channel deposition calculation.     

滩涂水边线Landsat-5影像提取方法

快速获取遥感影像水边线时空变化信息具有重要意义,滩涂水边线提取一直是遥感技术应用的难点问题。水边线在遥感影像上具有独特的空间关系与光谱特征。本文综合使用颜色模型变换法、信息熵计算法、最大类间方差法及边缘检测方法。以长江口崇明东滩为研究区,研究了Landsat-5卫星影像海陆对比度增强及不同尺度下的边缘提取,重点给出了基于热红外波段的水边线空间特征与光谱特征的计算方法,在面向对象技术框架下提出了一种顾及空间关系和光谱特征的遥感影像水边线快速提取方法。实验结果表明:(1)基于最大类间方差法的局部阈值分割法能够自动提取band 6的水边线,水边线连续、完整,空间信息丰富;(2)综合使用最佳指数法、离散度方法及颜色模型变换方法,能够有效增强海陆对比度,基于最大类间方差法的局部自适应Canny算子能够自动检测出增强后遥感影像高精度边缘;(3)利用水边线的空间关系和光谱特征,能够由计算机自动实现水边线的识别与连接工作;(4)本文提出的水边线提取方法速度快、自动化程度高,分别继承了阈值分割法的连续性强的优点和Canny算子定位精度高、细节呈现能力强的优势。研究结果对于海岸带动态变化、陆海相互作用机制、海岸带资源保护与开发及近海工程管理等研究具有重要的参考价值。     

改善港湾初级生产力遥感探测方法的探讨

从遥感光谱信号在海水中的传播特点出发，分析了目前应用遥感方法探测港湾初级生产力精度不高的原因；并从港湾初级生产力的生存条件着手，指出水交换状态是一种有效的可监测因素，可将其引入到港湾初级生产力的遥感探测模型中。提出了互补性参数的引入可能是模型改善的原因。通过作者在大亚湾的初步试验表明；水交换状态参数的引用，模型的误差从６．５％降为０．２６％，精度大大提高，从而证明了该方法的可行性和有效性。     

基于深度置信网络(DBN)的赤潮高光谱遥感提取研究

赤潮是严重的海洋灾害,有效监测赤潮对于保护海洋生态环境具有重要意义。高光谱遥感具有光谱分辨率高、图谱合一等优势,适合于海洋赤潮监测。深度学习是机器学习领域的前沿,为高光谱遥感分类提供了新的思路。深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)兼具监督分类与非监督分类的特点,通过构建DBN模型,将DBN应用于赤潮灾害遥感监测中,应用渤海机载高光谱遥感数据开展赤潮分类,以达到提取高光谱图像中赤潮水体范围的目的。通过设置对照实验,对比经典的SVM监督分类方法与ISODATA非监督分类方法,发现DBN模型在相同实验条件下具有更高的分类精度,赤潮遥感提取精度提高了3%～11%。     

水体石油类物质生物-光学遥感反演模型

A biooptical modeling, which is based on a radiation transfer model, can be employed to simultaneously retrieve the concentration of various colour factors by multi-spectral remote sensing data, after connecting inherent optical properties （absorption coefficient and backward scattering coefficient） of colour factor with apparent optical properties （remote sensing reflectivity）. At present, this method has been used in a relatively wide range of applications in the inversion of a conventional water colour factor concentration in the case II water body： applications such as chlorophyll, suspended sediment, yellow substance. On the basis of extensive field testing data of water quality, correspondingly apparent optical properties, and the full use of the existing parametric model of colour factor inherent optical properties （with the parametrization of petroleum substance inherent optical properties established in the project） the remote recognition model for oil concentration is established by introducing oil as a new water co/our factor into a biooptical remote algorithm. The estimated value of the oil concentration was obtained by solving the biooptical model, using the data measured in May 2008 and August 2009 and June 2010 in seawater. The highly accurate inversion result promises to estimate the oil concentration in water for remote sensing.     

遥感影像融合中的四元数插值方法研究

利用四元数来整体描述多光谱遥感影像,采用四元数插值算法对影像进行重采样,并通过对重采样后的影像进行融合处理来分析比较遥感影像的四元数插值和现有插值方法的效果和区别。实验验证了四元数插值算法的可行性和优越性,为遥感影像的重采样提供了一条新的技术途径。