一种改进小波阈值去噪方法的研究

针对传统小波阈值去噪分析的不足,分别从两个方面进行改进：1）根据小波系数在各尺度上的相关性,提出基于Lip指数阈值寻优的新方法;2）用构造的新小波阈值函数处理小波系数,克服了软阈值的高阶不可导和硬阈值函数的不连续,且计算方便。最后使用新方法对一组离散变形数据进行去噪处理,验证了其有效性和优越性。     

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计算介质球极化场的一种简单方法

各向同性均匀介质球在均匀电场中被极化而具有电偶极矩,成为激发电场的二次源,在空间发生电场。本文利用一个简单变换,把问题变换为一个均匀带电球体电场问题。此种分析方法不需用特殊函数,而且物理概念清晰,易于理解。     

一种求解不等式约束秩亏平差问题的新算法

提出一种求解不等式约束秩亏平差问题的新算法,该算法将先验信息表示为不等式形式,并与秩亏平差模型构成不等式约束秩亏平差模型。结合Karush-Kuhn-Tucker条件可将该模型转化为线性互补问题,然后利用Lemke算法求解,克服了秩亏网中必要起算数据不足的问题,能保证解的唯一性。最后,模拟附先验信息的秩亏的GPS观测网,并结合多种经典的秩亏平差方法,验证了Lemke算法在处理不等式约束秩亏问题上的有效性。     

基于相似数据聚合与变K值KNN的短时交通流量预测

短时交通流量预测是交通控制和诱导涉及的关键技术问题,由于短时交通流量存在不确定性和时变性,其预测难度较大,是相关研究领域与工程实践中亟待解决的难题。为提高短时交通流量预测的准确性,本文设计与实现了基于相似数据聚合和变K值KNN(KNN-SDA)的短时交通流量预测算法。该算法首先采用互信息法在经过预处理的交通流量数据集提取交通流量序列最佳延迟时间信息,生成状态向量,并构建交通流量历史数据库;然后以本文所提出的相似数据聚合方法完成历史数据的聚合与清洗得到训练数据集;最后通过交叉验证确定每个时刻的最优K近邻数,完成算法实现。实验结果表明,本文提出的变K值KNN-SDA算法在保证执行效率的同时能明显提高短时交通流量的预测精度。     

基于拟牛顿法改进的3D正态分布变换点云配准算法

针对3D正态分布变换算法在大型场景点云数据配准时效率低的问题,提出一种基于拟牛顿法改进的3D正态分布变换算法。 3D正态分布变换算法主要通过牛顿迭代法进行两视点云最优转换参数求解,但是随着待配准点云数据量的增加,牛顿迭代法需要大量的时间计算Hessian矩阵,增加了算法整体的时间复杂度。本文算法通过拟牛顿法代替牛顿法求解Hessian,改善了3D正态分布变换算法针对大型场景点云数据配准需要大量时间去计算Hessian矩阵的问题。实验表明,本文算法针对大型点云数据不仅能够保持传统3D正态分布变换算法的配准精度,还能提高配准效率。     

多层次格网模型的近邻指数聚类生态区划算法与实验——以新疆北部地区区划为例

在综合考虑气候、植被、地貌等凶素的基础上,提出一种基于多层次格网模型的最近邻指数-模糊聚类生态区域划分算法(Nearest Neighbor Index Fuzzy clustering,NNI-FIC).该算法采用"自下而上"的方式,首先,利用离散格网单元之间的严格相似性形成区划的核心分区;然后,通过最近邻指数统计分...     

地下水系统最优开采数值模型

本文以河南汝河中段河谷浅层地下水系统为例,重点介绍了一种地下水系统最优开采数值模型。该模型是一种地下水流系统水均衡模型和线性规划模型的耦合。水均衡模型采用强隐式有限差分法(SIP)求解,以解决技术函数及地下水流系统势能分布问题;线性规划模型以总开采量最大作为目标函数,以流量及技术函数组成的响应矩阵作为约束条件,用单纯形法求解。该模型能比较快地解决多节点、薄层潜水含水层中地下水最优开采的规划问题,能提供最优开采方案及最优开采量等信息。     

一种新的ROAM算法及其在地形建模中的应用

地形建模是数字地形分析的重要基础工作。实时优化适应性网格算法（ROAM算法）是目前常用的地形建模方法。但ROAM算法应用于地形可视化实时渲染时要求原始数据为正方形,且渲染后常有裂缝产生,因而该法在地形建模实践中受到较大的限制。针对ROAM算法存在的上述不足,本文提出了基于内接正方形插值方法的改进ROAM算法。通过将多边形分割为一个内接正方形和多个边缘多边形,用多边形的一个顶点依次与其他顶点相连,使边缘多边形分割为多个三角形,并根据边缘三角形面积大小,确定是否对边缘多边形进行继续分割,由此解决数据源限定为正方形的问题,利用添加拆分点的方法消除地形渲染产生的裂缝。采用不规则地形的灰度图作为高程数据源进行地形模拟实验,结果表明：改进后的ROAM算法能够消除裂缝,且对数据源无约束性要求,降低了算法复杂度,提高了整体可视化性能,能够满足地形实时动态显示的要求。     

一种基于最大距离的纯像元指数端元提取算法

在高光谱混合像元分解中,PPI算法是一种比较成熟的算法,但PPI算法中每次投影向量的生成都是随机的,多次执行PPI算法后端元提取的结果并不稳定。本文以线性光谱混合模型的凸面几何学描述为基础,利用端元在高光谱图像特征空间中所形成的凸面单形体端点的特点,提出了一种区别于PPI算法的最大距离纯像元指数方法。选取特征空间中所有样本点的光谱均值作为超球的球心,计算所有样本点到球心的欧氏距离,以等于或大于这个最大距离的长度作为半径,在特征空间中设计一个包围所有样本点的超球面,并在超球面上均匀地选取参考点,针对每一个参考点,在样本点中找出与它距离最远的一个,记录每个样本点成为距离最大点的次数,将其作为评价该像元是否为端元的纯像元指数,从而使得每次端元提取的精度得到保证。最后,利用美国内华达州Cuprite获取的AVIRIS数据对算法进行了验证。实验结果表明,采用本文算法提取的端元精度优于N-FINDR算法和VCA算法,而且鲁棒性较好,克服了PPI算法由于随机生成投影向量所带来的端元提取不稳定性。     

多核学习算法及其在高光谱图像分类中的应用研究进展

多核学习算法在高光谱图像分类领域占据着十分重要的地位。与灰度图像、全色图像和多光谱图像等相比,高光谱图像因具有很强的分类识别能力等多方面优势而被广泛应用。为进一步提高高光谱图像的分类精度,促进多核学习算法在高光谱图像分类中的应用,本文对多核学习算法及其在高光谱图像分类中的应用进行了总结。首先在回顾核方法的基础上阐述了多核学习框架,其次对多核学习核函数组合方法进行综述,随后根据求解多核学习组合系数方法的不同将多核学习分为两类：固定规则的多核学习算法和基于优化的多核学习算法,并对两类多核学习算法在高光谱图像分类中的应用进行综述,总结各类算法在高光谱图像分类的应用进展。同时,为了便于研究者对多核学习算法及其在高光谱图像分类问题中的应用研究,本文对常用核函数和高光谱图像数据集进行了整理归纳。最后,讨论了多核学习算法在高光谱图像分类研究方面的不足,并对未来研究方向进行了展望,以期为该领域的研究和应用提供参考。     

抗投影变换的矢量地理数据水印算法

在矢量地理数据水印算法研究中,以往研究较多考虑增删点、裁剪、平移、旋转等攻击方式,而对抗投影变换的攻击方式研究较少。由于投影变换在GIS中具有重要意义,故本文提出了一种抗投影变换的矢量地理数据水印算法。水印嵌入前,对待嵌矢量地理数据利用道格拉斯算法进行压缩,使用四叉树分块选取特征点,提取并保存特征点及其属性信息;水印嵌入采用坐标映射和量化机制以增强水印算法的鲁棒性;检测水印时,将待检测数据与原始特征点进行属性信息匹配,匹配成功的同名点采用二元三次多项式进行最小二乘法拟合,根据拟合的多项式系数对待检测数据进行投影变换,最终实现水印信息的提取。实验结果表明,本方法能抵抗投影变换攻击、增删点、几何变换以及它们的复合攻击,具有较好的可行性和实用性。     

一种基于小波分析的卫星钟差数据粗差处理方法

针对传统MAD方法在探测钟差粗差方面存在的不足,提出一种基于小波分析的钟差数据粗差探测与处理方法.该方法利用小波变换的多尺度分析能力,将含有粗差的数据分解为低频小波系数和各层的高频小波系数,并在不同时间尺度下进行粗差探测和消除.使用CODE提供的BDS精密钟差数据进行实验,分析不同小波函数及不同分解尺度对预处理效果的影...     

Joint inversion of magnetotelluric and fullwaveform seismic data based on alternating cross-gradient structural constraints

Magnetotelluric(MT)inversion and seismic inversion are important methods for the interpretation of subsurface exploration data,but separate inversion of MT and seismic produces ambiguous and non-unique results due to various factors.In order to achieve accurate results,the authors propose a joint inversion method of two-dimensional MT and seismic data in the frequency domain.The finite element method is used for numerical simulation of electromagnetic data in the forward modelling,and the Gauss-Newton method is used for the inversion.The 9-point-finite-difference method is used to solve the seismic wave field in the acoustic wave equation,and the inverse problem of seismic data is solved by full waveform inversion with a conjugate gradient,a simple and fast method.Cross gradient functions are used to provide constraint structure between resistivity and velocity parameters to carry out the joint inversion.The joint inversion algorithm is tested by double-rectangular model synthesis data,and the accuracy of the algorithm is verified.The results show that the joint inversion results are better than those from separate inversion.The algorithm is applied to a geophysical model of a metalliferous deposit in Jinchuan and is compared with the separate inversion results.It shows that the results obtained with joint inversion are much closer to the real model.     

Matched field localization based on CS-MUSIC algorithm

The problem caused by shortness or excessiveness of snapshots and by coherent sources in underwater acoustic positioning is considered. A matched field localization algorithm based on CS-MUSIC (Compressive Sensing Multiple Signal Classification) is proposed based on the sparse mathematical model of the underwater positioning. The signal matrix is calculated through the SVD (Singular Value Decomposition) of the observation matrix. The observation matrix in the sparse mathematical model is replaced by the signal matrix, and a new concise sparse mathematical model is obtained, which means not only the scale of the localization problem but also the noise level is reduced; then the new sparse mathematical model is solved by the CS-MUSIC algorithm which is a combination of CS (Compressive Sensing) method and MUSIC (Multiple Signal Classification) method. The algorithm proposed in this paper can overcome effectively the difficulties caused by correlated sources and shortness of snapshots, and it can also reduce the time complexity and noise level of the localization problem by using the SVD of the observation matrix when the number of snapshots is large, which will be proved in this paper.     

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NSCT与GS变换的资源三号卫星数据融合方法研究与应用

资源三号卫星遥感数据是一种新型遥感影像,目前尚未有一种专门适用于资源三号卫星融合的方法。因此,提出了一种非下采样Contourlet变换(NSCT)与Gram-Schmidt(GS)变换相结合的融合方法,将非下采样Contourlet变换增强的空间信息用于补充具有高保真度Gram-Schmidt变换融合算法在影像清晰度方面的不足。采用线性回归的方法模拟低分辨率全色影像,将高分辨率全色影像、低分辨率全色影像及两者差值的细节影像分别进行非下采样Contourlet变换,对所得的高低频系数采取不同的融合策略进行自适应融合处理,得到新的全色影像。由低分辨率全色影像取代GS正变换第一分量,非下采样Contourlet变换得到的全色影像取代GS反变换第一分量,进行Gram-Schmidt正交变换,得到融合影像。与大多存在光谱扭曲的传统融合方法相比较,本文方法在光谱保真度、空间清晰度及地物分类精度方面都有明显的优势,说明该融合方法是一种适合资源三号卫星数据多光谱与全色影像融合的方法。     

卫星对地覆盖时间窗口实时计算方法

卫星对地覆盖时间窗口的高效计算能够有效地保障遥感卫星数据信息资源的管理与应用。为解决现有卫星对地覆盖时间窗口计算方法无法提供同时保证精度、效率和实时性的在线服务的问题,提出了一种实时卫星对地覆盖时间窗口计算服务方法。在时间窗口的通用计算方法基础上,建立了地面区域的扩充四至范围,通过判断卫星星下点与地面区域的扩充四至范围的空间关系来决定是否需要计算卫星对地覆盖区域;在卫星对地覆盖区域与地面区域空间关系发生变化时,通过双重时间步长策略提高计算效率和精度;使用流计算框架构建算法的实时在线服务。实验结果表明,与商业软件采用的跟踪传播算法对比,本文方法与其计算结果差异较小,均小于1 s,说明本文方法能够保证较高的计算精度;与传统跟踪传播算法相比,本文方法耗时大幅减少,实现了超过8倍的加速比。本文方法同时保证了精度、效率和实时性,能够满足不同场景下卫星对地覆盖时间窗口的计算需求。     

稳健的回光反射平面靶心定位算法

针对因回光反射平面标靶点云数据缺失或冗余而难以准确计算靶心坐标的问题,本文提出一种基于距离标靶重心最远点的边缘点提取和靶心定位算法。首先,进行点云数据预处理,先人工大概选取出标靶点云所在位置,并根据回光反射强度信息提取出标靶点云,对标靶点云进行粗差剔除、投影以及坐标旋转等工作;然后,进行边缘点提取,应用所提的边缘点提取算法对投影到二维平面的标靶点云进行边缘点提取;最后,进行靶心定位,先应用抗差最小二乘对边缘点进行拟合计算圆心坐标,然后将其旋转回三维空间作为靶心坐标计算值。实验结果表明,本文提出的边缘点提取算法能高效、准确地提取出标靶边缘点,比文献[12]中的边缘点提取算法节约了大量时间,并且应用所提取出的边缘点能稳健地计算出靶心坐标,与基准值的偏差在亚毫米以内,优于文献[11]、[12]算法靶心计算精度,有效地解决了残缺或冗余的回光反射平面标靶点云靶心定位问题。     

矢量瓦片地图线化简算法研究

线状要素化简对提高矢量瓦片地图服务过程中数据传输效率和可视化表达效果至关重要。常见经典化简算法大多不考虑化简前后曲线空间关系的一致性保持,导致易发生化简结果尖锐化、局部极值点缺失和产生相交等异常问题,如果考虑化简前后空间关系的一致性,则影响化简效率。鉴于此,结合矢量瓦片地图服务应用需求,本文提出一种改进的Visvalingam算法,采用最小堆技术解决了最小权重值查找效率低下问题,利用线自相交拓扑关系判断策略,从全局考虑线上其它点对当前点的影响,解决了线化简前后拓扑关系的一致性保持问题。将改进的算法与原始算法在拓扑关系、几何特征、位置精度和化简效率等方面进行实验对比分析,结果表明改进算法可顾及线状要素的拓扑关系,保证化简前后线状要素的整体形态及其拓扑关系不变,能够更高效地应用于矢量瓦片地图在线服务中。