多源遥感影像融合最佳波段选择及质量评价研究

本文选用了有蓝色波段和无蓝色波段两种遥感数据源,使用定量指标对各波段进行基本统计及分析,并计算各波段之间的联合熵、协方差、相关系数及最佳指数,确定四类遥感数据各自的最佳波段组合;并采用了几种融合方法将四种影像按照最佳波段组合融合,计算融合后影像与原始影像之间的相关系数,分析得到两类数据的最佳融合方法。     

几种重力异常内插方法的最佳参数选取

使用反距离加权平均法、多项式法、Shepard法以及克里金法分别对我国不同地形区域的重力异常数据进行插值,并得到每一种插值方法的最佳参数;当分辨率一定时,插值方法最优参数的选取是唯一的,与地形无关;当采用不同分辨率计算时,Shepard方法的拟合因子选取1、多项式的计算阶数选取2阶、克里金方法采用球状模型时得到的插值精度最佳,这几个参数的选取与已知数据的分辨率无关。     

多波束与单波束测深数据的融合处理技术

本文在全面分析和总结多波束海洋测深主要误差源的基础上，提出通过相邻条带测深数据融合处理进行多波束测深系统偏差补偿方法；并提出以单波束测深数据作为控制，进一步提高多波束测深整体测量精度的数据处理方案；详细讨论了数据融合处理中的数值解算可行性和稳定性问题，相应提出了两步平差方法。本文最后使用我国自行研制的条带测深系统实测数据验证了上述方法的有效性和可靠性。     

地形图时空数据建库的两种方法及其对比

介绍了实际工作中经常遇到的地形图时空数据建库方法:保持现状式和数据追加式。分析对比了两种方法的优缺点:保持现状式实时维护了时空数据的现势性,方便现状数据的使用,但其数据库和表个数多,数据维护、历史数据恢复以及增量数据计算较复杂。数据追加式数据库个数少,数据维护、历史数据恢复以及增量数据计算较简单,但在使用现状数据时需做一定的数据查询、输出操作。作者建议使用后者,并将其中一个工作库固定为现状库,历史数据恢复时再建其他工作库以方便使用。     

IGS精密星历内插方法研究

使用IGS所给出的卫星精密星历作为实验数据,使用拉格朗日多项式插值法、牛顿多项式插值法和Neville逐次线性插值法进行实验,分析每种方法分别在哪几阶计算的时候,精度最高。通过实验分析,分别给出拉格朗日多项式插值法、牛顿多项式插值法和Neville逐次线性插值法的最佳计算阶数。     

基于GPS码和载波相位的简缩动力学定轨

GPS的三维定位为精确确定低轨卫星(LEO)的位置和速度提供了优越的条件。简缩动力学定轨方法结合了动态定位技术和动力学轨道建模两种方法的优点,提供最佳的结果,被公认为是最佳的方法。在下面的研究中比较了两种不同的简缩动力学定轨方法,它们都包括了建立在精确力模型基础上的经验加速度。批处理最小二乘估计方法平差计算连续时间间隔内的分段加速度常数,时间间隔相对于轨道周期足够的短。而扩展卡尔曼滤波/平滑方法则使用一阶高斯-马尔可夫过程噪声模型。两种不同方法已由软件实现,采用GRACE卫星的GPS观测数据,可以评价不同滤波策略的优缺点。两种方法提供了精确和相容的结果,使用双频数据是与外部参考解的符合好于5cm,使用单频数据是与外部参考解的符合好于10cm。使用扩展卡尔曼滤波需要更少的计算机内存,以及更少的处理时间,而批处理最小二乘估计得到更平滑的轨道,在数据缺失的情况下更加稳健。     

电离层CT数据采集和图像重建

介绍低纬电离层CT实验所使用的数据自动采集系统并提出一种电离层CT算法。在数据采集过程中引入了GPS标准时间；重建算法的特点是利用差分多普勒频率数据避免了相位积分常数的计算，提高了对较弱的电离层扰动和不规则结构的检测能力。数值模拟反演结果表明了该算法对电离层CT重建的有效性，并给出有关实测数据的重建结果。     

高精度干涉测量的物理模型:Ⅰ.大气时延模型的比较和选用

本文概述了中性大气层对ＶＬＢＩ时延观测值的影响，给出了计算这一影响的基本方法和各种映射函数模型并综合比较了它们的特性和适用范围，介绍了这些模型在ＶＬＢＩ大地测量数据处理软件ＸＰＶＳ中的实现。通过对实际观测数据处理所获各种模型结果的比较和分析，表明在与目前国标上标准ＶＬＢＩ解一致的条件下，最佳映射函数模型为ＣｆＡ２．２干气／Ｃｈａｏ湿汽模型；Ｉｆａｄ和ＭＴＴ大气模型的精度高于目前使用的ＣｆＡ２．２／     

基于LRO测高数据和GRAIL重力数据解算的月球三轴椭球体模型

结合三轴椭球体模型建立的现状,本文对三轴椭球体模型的建立方法进行了研究;在平均地球/主轴参考框架下,使用最新LRO测高地形数据,建立了最佳拟合月球三轴几何椭球体,计算了几何中心的坐标和三条主轴(长半轴a、短半轴b、极轴c),给出了月球几何形状以及月球的质心形心偏移参数,与已有结果相当。同时结合最新GRAIL重力数据,顾及地球引潮力的影响,建立了月球参考三轴水准椭球体,并与已有计算结果作了比较分析。结果表明得到的椭球体形状更可信。     

《中国人口地图集》的编制及其计算机制图技术的应用

本文论述了计算机制图技术在编制人口地图集中的应用。全文包括四个部分：人口数据源和数据提取；数据校验和数据分布；人口指标计算及其分析；计算机绘图及图形表示。使用计算机制图技术编制的图幅占图集中全部图幅的80％左右。文中详细介绍了对表格数据的处理，特别是检验方法的设计，以保证图集的质量。人口图集中共使用了近千种人口指标，文章对指标的统计分析、制图分级进行了讨论，提出了在多要素制图分级时应加以考虑的原则。对地图集的编稿方法，文中也给出了利用计算机制图技术来完成的新途径。最后，文章对人口制图中使用的几类软件系统作了简单的介绍。     

资源三号卫星影像纠正的方法研究

影像的应用前提是影像处理,大气校正可消除大气和光照等因素对地物发射的影响。在此基础上,介绍几种常用的几何纠正方法,可消除系统和非系统因素引起的影像几何变形。本文通过对资源三号卫星的基本参数信息和相对应影像数据特点的介绍,先通过大气校正,校正后的影像分别使用几何纠正的几种方法,并通过各种方法的计算量、实用性以及相应的精度,对比分析各种方法在处理这种数据时的优越性。     

融合航空影像的机载激光扫描数据分类与特征提取

机载激光扫描测距技术（LIDAR）在快速数据采集、建模、分析和使用等方面得到广泛应用。然而,目前的激光扫描数据处理技术,尤其是点云数据后处理技术方面,仍然存在许多有待改进之处。本文从硬件系统和原始数据处理入手,研究了点云数据的数据预处理、点云数据分类、点云与影像匹配以及基于匹配结果的特征提取的理论与方法。本文的主要工作在于： 1,系统总结了当前主要的机载激光扫描系统测距原理和系统组成,并给出了自2008年以来,世界上的主要机载LIDAR系统的参数对比。 2,以Leica公司的ALS50系统为例,总结了使用该系统数据采集、数据内业处理的流程。同时,研制了一个自动化处理的软件用于原始数据的自动化处理,提高用户处理效率。 3,从GPS差分数据结果出发,总结了数据处理过程的三个重要模型：载体航迹线推算模型、点云定位计算模型以及机载激光扫描角度反算模型。并以IPAS和ALSPP软件输出结果为依据,进行了模型的计算和验证。 4,将在图像直方图分割领域的两种方法：全局迭代算法和最大类间方差算法引入点云数据的分类过程。针对点云数据一般具备多对象的特点,引入多阈值的直方图分割方法。大范围区域点云的高程直方图与小范围区域点云的直方图表现不一致,因此本文提出一种多子区的直方图分割方法,实现大范围点云分类。 5,将在模式识别和对象跟踪领域应用广泛的Mean Shift算法引入到点云数据分类过程中,总结提出了基于Mean Shift算法的点云数据分类方法。 6,提出一种新的分类方法：基于三维数学形态学的点云数据分类方法。在点云数据三维数字图像表达的基础上,扩展形态学膨胀和腐蚀运算的空间适用性,将二维的膨胀和腐蚀运算扩展到三维空间。对点云数据三维数字图像进行膨胀运算,然后通过聚类分析,得到连接成片的像素（点云片）,并以此为依据,分类点云数据。 7,总结了点云数据与航空影像进行两种匹配方法：粗匹配和三维数学微分纠正。并提出了一种拟合选取特征点方法用于粗匹配过程。 8,基于点云和影像的融合结果,扩展了Mean Shift算法的应用范围,尝试对多维异源点云数据进行目标分类。该方法可将光谱和回光强度信息一起参与Mean Shift算法的计算。 9,在目标分类的基础上,使用二维形态学方法对分类后的点云进行了分割处理和边缘特征提取。经过点云分割,可得到每个对象的点云以及对象的二维边缘特征。 10,基于点云与影像的融合结果,考虑LIDAR系统采用激光的特定光谱特性,提出基于融合结果的影像水体提取方法。通过由点云形成的不规则三角网对水体区域进行大致定位和提取,并采用Mean Shift算法对水体进行精化,得到精确的水体边缘。本文的创新点主要在于： 1,提出一种点云的扫描角度计算验证模型。基于航迹线数据和点云数据,该模型可以反算激光扫描角。 2,提出一种新的点云数据分类方法：基于三维数学形态学的点云分类方法。 3,提出一种融合点云的航空影像水体特征提取方法。     

一种地物关系约束下的线阵影像坐标反投影计算方法

坐标反投影计算是线阵影像基于严格模型几何校正的关键步骤。本文在分析线阵摆扫式影像的成像方式及其特点的基础上,针对传统基于像方的顺序或迭代搜索方法效率低下的问题,提出了一种利用地物关系约束的坐标反投影计算方法。首先将当前相邻点的最佳扫描行作为先验值,估算其与当前点最佳扫描行的距离,定位初始最佳扫描行;然后以初始最佳扫描行为中心构建搜索窗口,进行最佳扫描行精确搜索;最后根据最佳扫描行对应的外方位元素进行坐标反投影计算。通过对机载线阵摆扫式模拟影像数据和推扫式真实影像数据的试验,验证了该方法的可行性、准确性和高效性。     

工程毁伤快速观测与标定系统研究

针对战时毁伤工程快速抢修,提出采用车载式全站仪测量系统,快速观测遭袭工程的毁伤范围、弹坑位置、直径及深度等信息,利用CASS数字成图软件实时标定成图,并准确计算毁伤面积、计算汇总各个修复方案的抢修工程量,为确定最小的抢修工程量和选择最佳的修复方案提供技术依据。本文从快速观测系统功能设计入手,介绍了观测系统的组成、系统快速定位技术与毁伤数据快速采集方法、弹坑轮廓边界的确定、抢修工程量的计算,并通过对模拟弹坑的实测试验,证明了方法的可行性与先进性。     

基于数据融合的侧扫声纳图像预处理

论述了基于数据融合的侧扫声纳图像处理的特殊过程。根据现代侧扫声纳系统的特点，提出了利用声线跟踪法进行斜距改正，同时对目标阴影区进行了处理；对文献[1]的灰度不均衡的改正算法进行了改进。利用小波变换检测出灰度突变区，根据剔除突变区后计算的灰度改正系数进行航向上的灰度改正，并用模拟数据和实际数据进行了验证；鉴于波束展宽效应对远场目标造成的拖尾效应，论述了对拖尾效应使用的去卷积的改正算法。     

基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法

不同领域所采用的土地分类系统,在类别划分及定义方面存在一定的差异,导致不同系统之间的数据存在语义异质性问题,使跨系统数据难以共享和集成。为了从语义层面解决这个问题,以GlobeLand 30土地覆盖分类系统和《土地利用现状分类标准》(GB/T 21010-2017)2个典型分类系统为例,提出了1种基于本体的土地类别语义相似度综合计算方法。使用基于本体属性、基于本体距离和内容、传统综合方法、改进综合方法4种算法,计算了上述2类系统类别间的语义相似度并进行了对比分析。结果表明:4种算法结果的大体变化趋势一致,而本文综合方法的计算值更接近实际情况。该方法为语义异质性的评估提供了一种量化方案,也为跨领域的知识集成与共享提供参考。     

重力场模型研究进展及最新重力位模型精度比较分析

全球重力场模型在卫星精密定位、大地水准面精化、重力法探矿、气候变化研究、地球物理学、地质学和海洋学等诸多领域都有非常重要的意义。据此,总结了全球重力场模型的研究进展,简要介绍了重力位模型计算扰动场元的方法与公式,对比了勒让德函数递推几种方法的效率。利用我国范围内实测的GPS/水准数据和垂线偏差数据对两个超高阶地球重力场模型EGM2008和EIGEN-6C2进行精度对比和分析,结果表明,EIGEN-6C2模型垂线偏差子午分量计算精度约为2.07″,卯酉分量计算精度约为2.13″,高程异常计算精度约为0.305m(含系统差),均优于EGM2008模型的计算精度。故在我国范围内,推荐使用EIGEN-6C2模型进行似大地水准面精化以及各类扰动重力场元计算。     

Simrad EM多波束反向散射强度数据精处理研究

本文在探讨多波束反向散射强度与海底底质类型关系的基础上,主要针对目前广泛使用的Simrad EM系列多波束,详细描述了在数据获取期间系统进行的实时补偿,分析了反向散射强度数据中残留的入射角和波束模式指向性等因素的影响,给出了相应的改正方法。计算结果表明,本文给出的方法可对反向散射强度数据进行有效的处理,为正确使用声纳图像进行海底底质的判读提供了保证。     

无人智能技术在水库地形测量与库容计算中的应用

随着无人机和无人船技术的发展,将其运用于水库地形测量已成为当今水利工程的发展趋势。本文采用无人机和无人船,以及不规则三角网的库容计算方法,对梅州水库的库容进行了复核,并阐述了相应的数据获取方法和数据处理过程,以及库容的计算方法和原理。无人机和无人船等新技术的使用,提高了水库地形的获取精度及库容的计算精度,不仅降低了成本,提高了效率,而且推动了水利科技的进步,具有实践意义。     

基于无人机影像的城市用地分类系统设计与实现

在分析现有土地利用现状数据调查方法缺陷的基础上,提出了一套基于无人机影像计算城市规划相关指标的解决方案。以无人机影像、地形图为数据源,使用ArcGIS Engine和GDAL技术完成了城市用地分类系统的开发。系统集影像数据读取、显示、图像分类、城市指标计算等功能于一体,能简便快捷地获取土地利用现状资料并得到部分相关城市规划指标。ArcGIS Engine与GDAL技术的结合为用户提供了良好的交互效果。