基于集群的影像并行OPTA算法研究

并行计算是提高海量遥感影像细化处理速度的有效途径.基于对OPTA细化算法的分析,深入研究OPTA细化并行算法中数据划分和数据通信优化等关键问题,提出一种适合集群并行处理的通信优化并行算法,实验证明该算法具有良好的加速比,适合集群计算环境下海量遥感影像的细化处理.     

基于MPI的大规模遥感影像坐标转换方法

提出一种基于平面四参数的遥感影像数据集坐标转换方法。为提高计算效率,提出了基于MPI的大规模遥感影像集坐标转换方法,大幅提升了遥感影像数据集坐标转换的效率。通过实验进行精度分析和效率分析,验证了算法的正确性和有效性。     

集群环境下的影像并行匹配算法

遥感影像的快速匹配是3维信息实时获取的关键,而采用并行处理技术能够有效地解决匹配的速度问题.在对基于概率松弛的匹配算法进行分析的基础上,结合集群并行计算平台的特点,从负载平衡和数据通信两个方面出发,对并行匹配算法中的数据划分关键问题进行了深入讨论,提出一种负载平衡的并行匹配算法.实验结果证明,该算法能够达到计算节点的负载平衡,通信开销更小,适合在集群计算平台进行高性能影像匹配处理.     

利用MapReduce进行批量遥感影像瓦片金字塔构建

在分析面向瓦片金字塔并行构建任务分解的基础上,提出了一种利用MapReduce进行批量遥感影像瓦片金字塔并行构建的方法.实验结果表明,该方法不仅在集群上快速、有效地解决了单机上难以解决的大规模批量遥感影像瓦片金字塔的构建操作,而且具有良好的可扩展性.同时,该算法可作为大规模遥感影像并行处理的基础框架,非常容易扩展到高效能影像特征提取、遥感影像融合以及影像增量计算等其他海量遥感影像处理任务中.     

运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性认证算法

针对现有高分辨率遥感影像感知哈希认证算法中特征提取精度和算法稳健性不能兼顾的问题,本文提出一种运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性的认证算法。首先对遥感影像进行格网划分,将影像划分为多个子块,运用ULBP算法提取子块的纹理特征;然后计算每个子块内纹理特征的直方图分布,将其结果与均值二值化后得到子块的感知哈希序列;最后串联所有子块的感知哈希序列生成整幅影像的感知哈希值。在影像认证时,首先计算原始影像与待检测影像的哈希序列,然后计算两者的感知哈希序列平均汉明距离,完成对高分辨率遥感影像内容的完整性认证与篡改定位。试验表明,该算法能够识别高分辨率遥感影像中地物较为平滑的区域,同时对JPEG压缩、高斯噪声添加、BMP格式转换等操作具有良好的稳健性,为高分辨遥感影像完整性认证提供支持。     

面向汛旱情监测的遥感影像GPU并行处理算法

针对面向汛旱情监测应用中遥感影像处理耗时过长的问题,包括辐射校正、几何纠正、遥感指数计算等过程,对其业务化工作流程进行了分解分析。结合统一计算架构(compute unified device architecture,CUDA)的存储结构和程序设计模型,将数据处理过程划分为数据读取、直方图统计、栅格分割、波段计算、重采样和数据输出等模块,对波段计算及重采样等模块设计了并行处理方案,并通过实验确定了栅格划分的最佳尺度,基于栅格数组图形处理器(graphics processing unit,GPU)映射方法加速了数据传输效率,最终提出了基于CUDA架构CPU-GPU协同的并行处理算法。实验结果表明,辐射校正及遥感指数计算的波段计算模块可节约58.9%的时间;几何纠正效果最为显著,最邻近像元重采样和双线性内插重采样模块的最终加速比分别能够达到9倍和7倍以上。     

基于APEX的遥感影像高分辨率重建

近年来对遥感影像的研究大多针对多幅影像进行处理,但由于满足多幅重建的影像获取困难且算法复杂,本文提出了一种基于APEX算法的新的遥感影像高分辨重建方法,这种方法可以利用单幅影像进行重建,减轻了数据的获取和处理难度。采用spot-5影像进行了重建实验,结果表明,该方法能够有效地提高遥感影像的分辨率,从而达到改善影像质量的目的。     

结合变化向量分析和直觉模糊聚类的遥感影像变化检测方法

针对多时相遥感影像变化检测存在数据不确定性、检测精度不高等问题,提出了一种结合变化向量分析（CVA）和直觉模糊C均值聚类算法（IFCM）的多时相遥感影像变化检测方法. 首先通过CVA构建两个时相遥感影像的差异影像;然后采用直觉模糊C均值聚类算法对差异影像进行聚类得出变化区域和未变化区域;最后对变化检测结果进行二值化处理并进行精度评价. 选取两个时相的高分一号遥感影像和Szada数据集影像作为实验数据. 实验结果表明,采用提出的方法可有效解决传统方法存在的数据不确定性问题,变化检测精度达到了95.92%和92.70%,是一种可行的遥感影像变化检测方法. 研究结果可用于森林动态变化监测、土地复垦利用规划变化分析以及灾损评估.      

无人机遥感数据压缩解压缩系统的设计和实现

无人机遥感数据压缩与解压缩系统是无人机数据传输链路中的重要组成部分。针对数据传输中的设计问题,本文分别给出了3种无人机航空遥感数据传输与压缩系统方案设计,阐述了数据压缩原理与实现方法,重点对有损压缩算法进行了研究。通过影像自适应分块,离散余弦变换(DCT)、量化及Huffm an编码等实现了遥感影像的压缩程序。在此基础上,从软件结构和硬件体系两方面对压缩程序进行优化,实现了嵌入式遥感数据压缩系统的开发。无人机遥感系统实验表明:遥感图像压缩系统运行正常,遥感图像数据压缩比达到1?13。飞行实验中图像的实时显示也检验了无人机遥感图像解压缩程序的正确性和稳定性。     

归一化转动惯量特征的遥感影像检索

针对传统遥感影像检索方法大多存在精度不高、效率低下等不足的问题,该文提出了一种基于归一化转动惯性特征的遥感影像检索算法。该算法对经过脉冲耦合神经网络处理的二值影像序列进行计算,提取影像序列的归一化转动惯量特征;同时,利用马氏距离结合Pearson积矩相关法来度量各特征矢量之间的相似性,提高检索结果的正确率。实验结果证明,该算法有效地兼顾了影像的内容结构信息,不仅可以快速地进行检索计算,还能提高检索精度。     

湖北省行政区划图集的设计思想

为社会经济发展全面布局、统筹规划与宏观决策提供重要科学依据,将权威、法定的区划、地名和界线信息以地图形式直观地显示,湖北省首次开展了《湖北省行政区划图集》编制工作。在图集设计工作中,围绕使用资料权威性、内容表达系统性和图面形式艺术性主题,对图集内容、编排、配置、工艺、色彩及符号等环节进行了大量设计实践工作,创新表达了图集结构、表示方法、整饰等方面,为区域行政区划图集设计探索了工作思路,并可向同类型地图集设计提供技术经验。     

宁夏CORS在矿山中的应用与实践

CORS最早诞生于20世纪末,经过十几年的不断发展,CORS在解算方法和服务功能上得到了不断改善,已被广泛应用于空间三维定位工作中。目前,国内外已将CORS列为现代空间定位技术应用的重点方向,加大推进CORS应用的力度．不断扩大其应用范围。满足不同行业、不同用户对精密定位、快速和实时定位,测速、测量位移及测量气象参数的要求,满足资源调查、城市规划、国土管理、城乡建设、基础测绘、灾害监测、环境监测、防灾减灾、精密农业、数字化矿山及交通管理现代化,信息化管理的需求,对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测。     

内河数字航道技术总结与展望

在长江干线数字航道、无锡感知航道、长三角船联网及国外莱茵河航道RIS、密西西比河航道IWS/WIN等典型案例分析的基础上,按照内河数字航道的结构层次,从航道要素监测、航道数据、航道维护管理以及航道信息公共服务等4个方面全面归纳总结了技术研发进展情况,涵盖了关键技术、模型方法、协议标准、装备软件等内容,简要阐述了主要技术成果在长江干线、西江干线、京杭大运河等国家高等级航道网规划、建设、维护、管理、服务中的应用情况。从有序推进内河数字航道发展、对接内河水运转型升级需求的角度,指出了内河数字航道技术发展的总体趋势,并运用缺口分析法,找出了航道感知层、航道数据层、航道维护管理层、航道信息公共服务层等4个层次的技术瓶颈。本文的内容可为我国内河数字航道规划、建设与运行维护的技术选型及内河数字航道技术研发方向的选定提供借鉴。     

基本地貌形态数学定义的研究

根据拓扑学中覆盖和同胚的定义 ,论证等高线图形保持着覆盖它的三维曲面的拓扑性质 ,据此我们可以在平面上定义和描述三维曲面的空间特性。继而给出了如斜坡、山、山脊、凹地、谷地、鞍部等基本地貌形态的数学定义。这些数学定义使局限于定性描述的基本地貌概念获得了精密的数学形式和定量的刻划 ,并揭示了事物从量变到质变的变化规律和内在联系     

浅析专题地图中的底图数据处理方法——以大比例尺陆地交通图为例

专题地图的应用越来越广泛,但其生产和制作却存在若干问题。很多制图软件偏重于专题要素的处理与表达,对底图要素的研究较少。针对这一问题,文章介绍了专题地图的底图要素确定原则,分析了影响底图要素的因素,进而确定了底图要素的处理方法,包括坐标转换、投影变换、分类分级、显示处理等。最后以大比例尺陆地交通图为例,结合笔者所做工作,...     

矢量地图数据的水印技术综述

矢量地图数据在人类的社会、经济活动中发挥着不可替代的作用,许多行业如城市规划、环境保护、汽车导航、工程设计、资源勘察、土地管理、抢险救灾、观光旅游以及军事指挥等都离不开地图数据的支持。它具有易于更新、复制和分发等特点,同时,也方便了地图数据的非法复制、分发及伪造行为,它的版权保护问题日益引起人们的重视。分析了矢量地图数据的特点及可能的水印操作空间,总结了现有的矢量地图数据的水印算法及存在的问题,并指出了矢量地图数据数字水印需要进一步研究的问题。     

地理信息系统在种植业上的应用研究

地理信息系统在农业领域有着极为广泛的应用,在种植业方面应用前景广阔,通过地理信息系统可以直观地展示农作物分布、播种进度、出芽、长势、产量、收获进度等信息,并为各级领导决策提供帮助.本文将地理信息系统应用于种植业中小麦作物全生命周期的研究,将小麦的播种进度、出芽率、长势、墒情、病虫害、产量、收割进度、贸易情况等通过地理信息系统进行展示,通过制作统计专题图、单值专题图等,运用卷帘图、时间轴等方法,实现图上数据的比对,可在线分析研判,为领导辅助决策提供可视化、科学化的展示工具.     

Comparison of different height systems

Geopotential, dynamic, orthometric and normal height systems and the corrections related to these systems are evaluated in this paper. Along two different routes, with a length of about 5 kilometers, precise leveling and gravity measurements are done. One of the routes is in an even field while the other is in a rough field. The magnitudes of orthometric, normal and dynamic corrections are calculated for each route. Orthometric, dynamic, and normal height differences are acquired by adding the corrections to the height differences obtained from geometric leveling. The magnitudes of the corrections between the two routes are compared. In addition, by subtracting orthometric, dynamic, and normal heights from geometric leveling, deviations of these heights from geometric leveling are counted.     

基于GIS的土地储备业务管理系统的研究与实现

土地是支撑城市社会经济发展和基础设施建设的空间基础,作为自然物的土地具有价值属性。土地储备涉及市土地开发中心前期部、征地部、出让部、工程部、合同部、计财部等内部职能部门,涉及测绘、规划、房管、农业、城市更新、发改、人民政府等外部单位,交互业务较多,因此土地的规划、审批、征收、出让、工程等流程复杂、管理困难。本文介绍了土地储备业务管理系统的实现思路,系统实现建立业务审批体系。规范资金使用和管理,达到海量数据高效处理、图属档一体化、实时信息在线共享、流程优化协同办理、短信督办提醒的目标,满足对土地储备情况的宏观监管和微观审批,形成完善的土地储备业务管理体系。     

Redefining the possibility of digital Earth and geosciences with spatial cloud computing

Abstract

Global challenges (such as economy and natural hazards) and technology advancements have triggered international leaders and organizations to rethink geosciences and Digital Earth in the new decade. The next generation visions pose grand challenges for infrastructure, especially computing infrastructure. The gradual establishment of cloud computing as a primary infrastructure provides new capabilities to meet the challenges. This paper reviews research conducted using cloud computing to address geoscience and Digital Earth needs within the context of an integrated Earth system. We also introduce the five papers selected through a rigorous review process as exemplar research in using cloud capabilities to address the challenges. The literature and research demonstrate that spatial cloud computing provides unprecedented new capabilities to enable Digital Earth and geosciences in the twenty-first century in several aspects: (1) virtually unlimited computing power for addressing big data storage, sharing, processing, and knowledge discovering challenges, (2) elastic, flexible, and easy-to-use computing infrastructure to facilitate the building of the next generation geospatial cyberinfrastructure, CyberGIS, CloudGIS, and Digital Earth, (3) seamless integration environment that enables mashing up observation, data, models, problems, and citizens, (4) research opportunities triggered by global challenges that may lead to breakthroughs in relevant fields including infrastructure building, GIScience, computer science, and geosciences, and (5) collaboration supported by cloud computing and across science domains, agencies, countries to collectively address global challenges from policy, management, system engineering, acquisition, and operation aspects.