全球遥感数据剖分组织的GeoSOT网格应用

针对目前不同部门按自身行业特点采用不同数据网格的问题,为了寻求更适合与现有测绘数据组织体系兼容的遥感数据组织网格,本文分析了Worldwind、Google Earth、Google Maps、Bing Maps、天地图、GeoSOT网格和国家地形图图幅等数据网格,理论证明了GeoSOT网格与国家地形图图幅和其他网格具有很好的同构性,有利于与传统测绘数据的继承,适合作为全球遥感数据统一组织与管理网格。同时,在不改变现有数据组织体系的前提下,提出了基于GeoSOT全球遥感数据“虚拟一张网”的数据组织模型和数据整合方法。最后通过试验证明,基于GeoSOT遥感影像“虚拟一张网”的数据组织可有效提高遥感数据整合效率。     

地球剖分网格理论在影像处理中的应用

针对大区域遥感影像处理中数据组织和应用方面的技术难题,该文采用GeoSOT剖分网格体系理论的数据组织方法,建立影像型地理空间数据逻辑剖分与编码,同时提出了基于网格模板的影像按需快速拼接技术,依托空间剖分网格高精度的空间关系,直接从遥感影像中抽取所需的剖分面片进行几何拼图,实现了大区域遥感影像数据的快速组织和拼接,提高了数据浏览等应用的效率。在数据共享上,考虑到异构网络环境下数据实时共享的应用要求,设计了有限带宽条件下的智能传输策略。依托空间剖分网格天然的"多尺度、小面片"的特点,设计灵活的传输策略,在有限带宽网络条件下,以面片为单位,实现用户关心区域的目标信息的快速传输分发,改善数据传输效率和用户体验。     

遥感影像剖分模板库模型及应用方法初探

为了提高遥感数据处理效率,提出了以GeoSOT网格不同层级、不同大小的剖分面片为基本单元,建立不同尺度剖分面片的标准影像、控制点位、基础特征数据、数字地形数据等基础信息,由此形成全球多尺度、多分辨率、多传感器、多光谱分辨率遥感影像剖分模板库。在数据处理时,以剖分面片为单位,利用剖分模板库中的基础信息,对待处理影像数据进行运算,实现遥感数据快速处理。通过试验证明,基于GeoSOT的遥感数据剖分模板库可提高遥感数据处理效率。     

地球剖分网格的地形量化模型

针对目前地形量化方法中,量化承载网格层级受限,且量化数据组织管理复杂的问题,提出了一种基于地球剖分网格的四边形网格的地形量化模型。该模型以GeoSOT地球剖分网格为支撑,通过GeoSOT网格编码实现了多层地形量化数据的关联、检索,为矢量数据和规则格网数据的量化处理、组织与存储以及量化数据聚合问题提供了方法。     

遥感影像剖分模板库模型及应用研究

以Geo SOT网格不同层级、不同大小的剖分面片为基本单元,建立不同尺度剖分面片的标准影像、控制点位、基础特征数据、数字地形数据等基础信息,并由此形成全球多尺度、多分辨率、多传感器、多光谱分辨率遥感影像剖分模板库。在数据处理时,以剖分面片为单位,利用剖分模板库中的基础信息,对待处理影像数据进行运算,实现遥感数据快速处理。试验证明,基于Geo SOT的遥感数据剖分模板库可提高遥感数据处理效率。     

基于多级信息网格的海量遥感数据存储管理研究

随着遥感探测技术的高速发展,空间信息呈爆炸式增长。针对目前现有遥感数据存储管理系统数据量大、数据来源丰富、查询检索慢等问题,本文提出了一种基于GeoSOT网格的遥感数据组织方案,并首次在关系型数据库中增加数组数据类型的剖分网格编码列,来存储遥感影像元数据中空间信息,对数据进行逻辑剖分索引,从而实现影像数据的统一存储与空间区域检索。试验选择Kingbase关系型数据库作为测试平台,通过模拟全球范围的影像数据,与Oracle平台进行对比试验。结果表明本文的检索效率具有明显优势,可有效提高遥感数据整合、检索效率,为现有遥感数据存储中心或管理系统提供了一种高效、可行的方案。     

球面剖分模型的架构与编码分析

基于大量学者的研究成果,本文较系统地探讨了球面剖分模型的架构特点与编码方式。首先,论述了已有多种球面剖分模型的组成与特点,包括经纬度格网模型、正多面体格网模型和自适应格网模型等三类,通过对比其剖分效率、边界变形、复杂程度等方面明确了不同球面剖分模型之间的优势与不足。在此基础上,从编码方式和面片编码邻域查找等角度总结分析了多种常用球面剖分编码模型,包括QTM、SQT、LEE等,以从中发现适合特定应用的优化编码模型,为实现基于球面剖分模型的数据组织与管理提供参考依据。     

基于地图分幅拓展的全球剖分模型及其地址编码研究

针对现有诸多全球剖分模型与已有空间数据的存储结构严重不匹配现象,为了更有效地管理、组织和利用海量空间数据,设计基于地图分幅拓展的全球剖分模型.该模型以地图分幅划分方式为基础利用经纬度间隔对全球进行层次性割分,较高效地实现对现有空间数据直接存储和索引的目的.在分析该全球剖分模型的特性后,给出其剖分面片的层次结构,并在该结构的基础上利用Hilbert曲线设计剖分面片的层次性地址编码方式,建立模型的地址编码空问.罩论研究和试验表明,该剖分模型能够更有效地表达和管理多分辨率的全球空间数据.     

基于球面离散格网的遥感数据剖分编目模型研究

针对目前各个遥感数据的编目多样,缺乏全球统一的遥感数据编目体系的现状,本文基于球面剖分模型,参考并借鉴成熟的文献信息编目的相关理论,系统构建了全新的全球遥感数据剖分编目模型,以期更有效地组织、存储和管理大范围多尺度的遥感数据。首先,介绍了文献数据的编目理论和球面剖分格网的基本框架,然后探讨了基于全球剖分格网的遥感数据面片编目方法,其中包括描述著录方法和标引著录方法,最后设计了遥感剖分编目数据的管理框架和编目服务器的组织方法。研究表明,基于球面离散格网的遥感数据剖分编目模型为实现遥感数据的全球化、层次化和规范化管理提供了坚实的理论基础。     

利用自适应分块的任意多边形三角剖分算法

三角剖分算法是计算几何领域中的重要课题之一,针对现有多边形三角剖分算法大多不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及三角网的质量问题,提出一种基于自适应分块的任意多边形三角剖分算法.多边形的自适应分块区别于传统的格子分块,它充分顾及了多边形边作为剖分三角网约束边这一特点,通过选择原始多边形一定数量的边,并对这些边构建最优三角形,将原始多边形分割成若干个小的简单多边形,这些简单多边形之间通过三角形进行连接.至此,原始多边形的三角剖分直接转化为这些简单多边形的三角剖分,这样由一条边寻找一顶点构建最优三角形,直接在该边所在的简单多边形内进行搜索,大大减少了点的搜索范围,提高了算法效率.利用基于边优先的多边形三角剖分算法对分块后的小多边形进行三角剖分,从而完成整个多边形的三角剖分.算法具有适用性广,剖分三角形网形稳定、最优,思路简单,易于实现,执行效率高的特点,最后通过实验证明了本算法的科学性和先进性.     

几种地球剖分网格分析与初探

针对全球遥感卫星影像数据缺少统一组织框架的问题,从遥感影像数据特点出发,分析归纳了遥感影像统一组织框架的设计原则和设计难点,并对当前已提出的用于遥感影像统一组织的几种剖分格网方案进行概述。通过分析与比较,认为GeoSOT比较适合作为遥感影像的统一组织框架。     

基于天绘一号卫星影像的水体信息提取对比研究

针对天绘一号卫星高分辨率影像,采用面向对象分类方法对怀柔水库区域进行水体信息提取,在多尺度分割的基础上,统计地物的光谱信息、形状因子和亮度均值等,建立水体信息的特征集,充分利用高分辨率的特点提取水体信息,同时选取了参数相近的SPOT和RapidEye两幅国外高分影像进行对比研究,使用相同方法进行水体提取,对实验过程和结果进行了对比分析。针对提取结果,采用野外采样和矢量图分析两种方法综合进行精度评价,根据采样数据得到的精度分别为96.97%,95.45%,92.42%,分析实验结果的矢量图,其中天绘影像水体提取面积为5 537 412.5㎡,SPOT影像为5 398 225㎡,RapidEye影像为5 053 262.5㎡,对实际水域的面积覆盖分别达到了101.40%,98.85%,92.54%,天绘影像的整体精度较高,但在细节表现上较为模糊,主要误差来自于对湿地的误分。实验制定了适用于天绘影像的水体提取方法和规则,分析不同因素对分割与分类结果的影响,同时,我们比较了天绘影像与国外同级别高分影像的优劣性,为天绘影像的进一步应用提供了参考。     

“天绘一号”卫星在轨辐射定标方法

在轨辐射定标包括相对辐射定标和绝对辐射定标, 它是提高遥感数据定量化精度的关键步骤和重要方法。本文阐述了基于均匀场地分区综合的相对辐射定标方法、基于反照率的绝对辐射定标方法及其基本原理, 并首次将其应用于“天绘一号”卫星上的高分辨、多光谱和三线阵相机的辐射定标中。研究结果表明, 相对辐射定标过程去除了卫星图像的条带噪声, 且保存了图像细节;然后, 使用反照率基法, 通过在敦煌场地铺设灰阶靶标, 测量卫星过顶时的地物目标反射率光谱和大气信息, 对“天绘一号”卫星传感器进行了绝对辐射定标;最后, 使用辐射定标结果来反演地物反射率, 与实测的地物反射率相比误差小于5%, 验证了在轨辐射定标系数的有效性。     

遥感数据空间尺度分级模型与基本比例尺关系

多源遥感数据综合应用是遥感发展的必然趋势,统一的遥感数据空间尺度分级模型是多源数据集成与综合应用的基础。虽然已有多种空间尺度分级模型,但很多主流模型并非出于分尺度综合应用目的,缺乏客观的比较和评价。国家基本比例尺系统作为经过论证、中国应用面最广泛、接受度最高的一种尺度分级系统,是以应用为导向的遥感数据空间尺度分级模型的最优参照系。从不同视觉精度下国家基本比例尺对图像空间分辨率的需求出发,比较各空间尺度分级模型的层级分辨率与需求分辨率的匹配情况,包括OGC Well Known Scale Set的Global CRS84Pixel和Google Maps Compatible,以及NASA World Wind、Google Map、百度地图、天地图等软件平台采用的层级格网系统,以及"五层十五级"遥感数据组织模型,通过对数据信息冗余度的分析,对各个模型进行了评价。结果表明,在高视觉精度应用需求下,"五层十五级"模型与基本比例尺精度要求具有较明显的匹配优势,其次为OGC Google Maps Compatible模型和天地图模型,其余模型平均数据冗余倍数在2倍左右;在低视觉精度应用需求下,"五层十五级"模型平均数据冗余度仍为最低,其次为Google Map模型,其余模型平均数据冗余倍数都在2倍以上。     

特征与错位拟合的CCD图像无缝拼接

针对“天绘一号”01、02星高分辨率相机品字形CCD机械结构的特点, 分析了引起高分辨率片间CCD图像错位的影响因素, 利用实验数据定量描述了片间CCD图像错位现象。提出了基于特征的图像重叠区域同名点自动提取和优化方法, 针对错位帧数据建立了错位拟合函数修正模型。预处理试验表明本文所述方法有效解决了高分辨率相机的图像错位问题, 实现了CCD图像的无缝拼接。     

海量遥感影像数据存储管理技术研究与实现

针对遥感卫星影像数据存储管理的迫切需求,研究了海量影像数据组织管理中存在的主要技术问题,提出了一种基于线性四叉树技术的影像金字塔模型快速索引机制,并运用关系型数据库技术实现了遥感影像数据与元数据的一体化管理。最后讨论了海量影像数据管理系统实现技术,并通过试验数据验证了技术方法的实用性。     

基于自适应格网划分的遥感影像感知哈希认证算法

针对遥感影像大数据量和信息分布不均匀的特点,提出了一种基于自适应格网划分的遥感影像感知哈希算法,并将其用于遥感影像的完整性认证。该算法基于自适应策略对信息丰富的影像区域进行粒度更细的完整性认证,首先对原始影像进行波段融合,然后根据信息熵对波段融合结果进行自适应的格网划分,最后提取格网单元的局部特征构造感知哈希序列。影像接收端通过收到的感知哈希序列实现影像的认证。实验表明,本文算法能够识别遥感影像局部细节篡改,并对保持内容不变的操作具有鲁棒性,实现了遥感影像基于内容的完整性认证。     

遥感图像自动解译面临的问题与解决的途径

遥感图像自动解译的目的是为了满足人们从海量遥感数据中快速识别与获取不同专题信息的需要。目前图像自动解译主要依赖地物光谱特征 ,其解译精度不高。解决这一问题的主要途径包括 :抽取遥感图像多种特征并综合利用这些特征 ,利用遥感图像解译背景数据库 ,在地理信息系统支持下实现背景数据与遥感信息覆合 ,采用专家系统完成遥感图像自动解译。