变形预测的小波神经网络模型改进

针对传统小波神经网络利用随机值作为网络初始参数时,存在网络收敛慢甚至不收敛的问题,该文提出了对网络初始参数进行自相关修正的优化方法,来提高小波神经网络的收敛速度。同时,该文利用了小波函数的降噪特性对原始数据进行预处理,以提高模型的预测精度。将这种改进的小波神经网络模型用于某地铁监测保卫区隧道内的水平位移预测。实验结果表明,改进后的小波神经网络收敛所需迭代次数显著减少,模型的预测精度也更加高。     

传统小波神经网络在变形预测中的模型改进

针对传统小波神经网络利用随机值作为网络初始参数时,存在网络收敛慢甚至不收敛的问题,本文提出了对网络初始参数进行自相关修正的优化方法,来提高小波神经网络的收敛速度。同时,本文利用了小波函数的降噪特性对原始数据进行预处理,以提高模型的预测精度。将这种改进的小波神经网络模型用于某地铁监测保卫区隧道内的水平位移预测。实验结果表明,改进后的小波神经网络收敛所需迭代次数显著减少,模型的预测精度也更加高。     

线阵影像GC3多视匹配模型的匹配方向线研究

针对线阵影像的几何成像特点,介绍了GC3及其改进匹配模型的匹配原理;根据模拟参数,推导了GC3多视匹配模型的同轨立体匹配方向线、异轨立体匹配方向线严密函数表达式,给出了匹配方向线分析结论;分别采用模拟数据与ADS40影像数据进行了实验分析,实验结果证明：在实际匹配过程中,匹配方向线在局部范围内可近似为直线使用。     

三维可视化工程设计的研究

首先提出利用正射影像及其立体匹配片组成的立体正射影像对作为建立地形三维立体模型的基础，并介绍了立体匹配片的原理，接着实现了两种类型立体匹配片的制作和镶嵌，利用镶嵌之后的正射影像及立体匹配片可以构建大范围地形的三维立体模型，从而建立三维工程设计平台应用于工程设计，并对该平台的量测性能进行了测试，最后介绍了该技术在输电线路设计、交通线路设计等具体工程设计领域的实际应用。     

基于深度学习的立体影像密集匹配方法综述

三维重建可用于数字高程模型制作、机器人导航、增强现实和自动驾驶等.视差图是三维重建中一种重要的表达方式,而立体密集匹配是使用最广泛的获取视差图的技术.近年来,随着硬件、数据集、算法的发展,基于深度学习的立体匹配方法受到了广泛关注并取得了巨大成功.然而,这些方法通常在近景立体像对中进行测试,很少被用于遥感影像中.回顾了双...     

一种基于DLT模型改进的三维相机标定算法研究

传统的DLT算法是忽略畸变参数的一种相机标定方法,只能粗略地计算出内、外参数的初始值,不能用于之后的求解运算。本文对传统的DLT模型进行改进,改进后不需设定初始值,采取迭代线性化的数学算法,通过编写程序,在三维场地下实现了一种既快速又准确的新标定方法。并与TSAI算法进行对比实验,分析了本文改进的新算法在计算速度与求解精度方面的优势。     

基于深度学习的卫星影像立体匹配算法

卫星影像立体匹配是大规模地球表面重建的重要步骤之一,现有研究相对较少,且存在匹配效果不佳、模型泛化能力较差等问题。本文提出了一种基于深度学习的卫星影像立体匹配算法,算法流程包括数据集构建、立体匹配网络搭建、多级迁移学习及后处理。首先将裁剪得到的核线影像对输入改进的注意力成本网络,完成特征提取、注意力成本构建、视差估计与视差优化;然后经多级迁移学习训练的网络,可适应不同数据源,预测得到视差图;最后对视差图进行自适应后处理,以消除错误匹配。使用吉林一号高分02、高分04系列卫星影像进行试验,获取的视差图精度优于1像素,表明使用本文算法可获取准确、清晰的视差估计,决定了后续高质量数字表面模型结果的生成。     

平面四参数反算的精度分析及其控制方法研究

平面四参数坐标转换模型具有计算方便和模型精度高等特点,已广泛应用于不同平面坐标系成果的转换。大量的研究成果提高了模型的精度和适用范围,而忽视了高精度转换成果对参数保密的影响。针对转换参数的保密需求,则有必要分析参数反算的精度及其控制方法。本文首先推导了转换模型的内符合误差和外推误差;然后分别采用无误差和有误差的原始转换参数对坐标成果进行转换,并对转换后的成果附加不同的坐标误差;最后选择不同分布和数量的坐标点参与转换参数反算,从而分析不同方案参数反算的精度。试验结果表明,参数反算的精度可以通过增加转换点的数量和扩大其转换范围得到不断的提高,最高能达到原始转换参数的精度。因此,参数保密的有效方式为首先需要降低原始转换参数精度;然后根据转换成果的分布范围、数量及精度应用需求,对坐标成果附加不同的误差,从而达到参数保密的效果。     

资源三号卫星三线阵CCD影像自检校光束法平差

本文将自检校光束法区域网平差技术用于资源三号卫星三线阵CCD影像的精确定位处理中。根据传感器成像特点,分析设置了ZY-3 TLC影像坐标系统误差自检校附加参数模型,在将轨道姿态数据转换为外方位元素后,通过合理设置变化模型将其引入光束法平差中,构建了自检校光束法平差模型。利用嵩山实验场地区ZY-3 TLC影像及辅助数据,通过常规和自检校光束法平差,对不同平差模型、不同控制点数量对定位精度的影响进行了实验和评估。结果表明所用ZY-3 TLC影像经常规平差后存在较为明显的系统误差,可以通过设置合适的附加参数利用自检校光束法区域网平差进行有效补偿,显著提高定位精度。     

竖井井壁影像的无缝拼接技术研究

煤矿井筒是煤矿安全生产的咽喉部位,对确保煤矿安全生产有着重要的意义,其安全状况及病害变换趋势可由竖井井壁影像获取。本文针对井壁影像的纹理结构极大相似、影像对比度较差、亮度不足等特点,提出一种基于最小二乘法拟合速度模型的影像拼接方法。首先对影像进行裁剪、亮度增强等预处理,再根据设备及相机的运行参数拟合影像拼接模型,由模型参数建立影像拼接索引,最后分区进行拼接。实验结果表明:该方法既满足了实际需求,又提高了影像拼接在矿井巡检中的实际应用价值,取得了满意的效果。     

Ross-Li核驱动模型热点参数化及其校正—以POLDER数据为例

半经验、核驱动二向性反射分布函数(BRDF)模型是多角度遥感领域的一个重要模型,其热点效应在应用BRDF反演其它地表参数时有重要作用。本研究针对树冠内部叶片的间隙对热点的影响,对几何光学核的重叠函数进行热点效应的改进,并利用POLDER多角度观测数据集,对改进热点效应后的不同核函数组合模型的最优热点参数进行了确定。通过最小均方根误差(RMSE)筛选出最优热点参数,进一步分析不同模型对热点参数的敏感性和RMSE随热点参数的变化情况。结果表明:(1)该热点参数化方法可用于Ross-Li核驱动模型不同核函数组合的情况,热点校正后的模型相对于原模型很好地改善了对热点反射率的拟合能力;(2)热点参数最优值在几何光学核为LSRC (LiSparseRChen)与LDRC (LiDenseRChen)组成的模型中出现明显差别,C1在LDRC模型中的值远小于LSRC模型,主要是因为LDRC核函数自身较好考虑了树冠尺度下的热点效应,所以该热点参数改进方法起到的补偿作用较小;(3)总体上,同一模型的C1参数比C2参数对热点的变化更敏感。本研究为Ross-Li核驱动模型的热点效应进一步校正及热点参数的取值范围提供了依据,对Ross-Li模型的推广有重要意义,改进热点效应后的模型可用于未来国产多角度卫星的数据处理流程中,以获取加精确的地物热点反射率信息。     

HBP立体匹配算法性能分析与仿真实验

多层次置信度传播(HBP)立体匹配算法是传统置信度传播算法通过距离变换优化、奇偶场优化、金字塔优化算法改进后的高性能算法。介绍了HBP算法的原理及相关理论模型,分析了HBP算法的参数多且设置困难、实用性不高等问题。运用穷举最佳组合的方式求取了3组图像的最佳组合参数,发现不同数据的最佳组合参数不一致,并对参数设置规律进行了分析总结。     

利用空间实测数据进行板块构造分析

针对全球台站数量剧增、空间定位测量精度越发提高的情况,该文利用ITRF2008框架GPS、卫星激光测距、甚长基线干涉测量实测站速度信息,北美、中国以及欧洲连续运行卫星定位网络站速度信息进行基准统一,联合解算国际地球自转服务协议中14个主要大陆板块的欧拉矢量,对原有的板块运动参数进行精化;提出最小二乘海量台站选取方法。实验结果表明,该台站选取方法能够有效提高海量台站的筛选效率和可靠性;稳定台站的数量越多,分布越均匀,越能够体现板块运动的现势性。     

多尺度边缘动态规划立体匹配算法

目前大多数立体匹配方法都是基于像素处理,而以面向对象的方式进行立体匹配则更加符合人类视觉习惯。该文提出一种面向对象的多尺度递进的立体匹配算法,实现由粗到细的快速立体匹配。首先对参考图进行粗分割获取目标对象,然后针对目标区域采用边缘线动态规划的方法获取视差,再根据精度需求进一步判断该目标是否需要细分以获取更加精细的视差,最后得到有效的视差图。实验证明,这种方法以目标区域为对象避免了从像素级逐一运算,不仅使处理速度加快,而且还能保持有效精度。     

国产高分辨率卫星影像云检测方法分析

云检测方法大都针对特定的传感器或依赖多个波段,对参数要求高,而国产高分辨率卫星影像通常包含波段数较少,多数云检测方法不适用。本文采用深度学习的方法,以融合后的高分一号影像为例,应用基于双重视觉注意机制模型进行云检测,并与人工采集、全卷积网络模型的检测结果进行对比。理论分析和研究结果表明：基于双重视觉注意机制的模型云检测结果与人工采集进行对比,正确率为0.986 4;通过增加云样本数量和非云样本数量可有效解决模型对道路、河流、居民地的误检测问题;基于双重视觉注意机制的模型与全卷积网络模型相比,云边界更为准确,模型适用性更强。利用较少的波段信息进行云检测为国产其他高分辨率卫星影像云检测提供了参考。     

利用多时相DEM数据的冰雪覆盖体量变化计算方法研究

提出了利用同一研究区不同时相且无地质灾害发生情况下数字高程模型(DEM)的差异来计算冰雪覆盖体量变化的方法。设计实现了两种DEM主要表达形式(规则格网DEM和TIN)的冰雪覆盖体量变化计算方法,提出基于三维道格拉斯-普克算法的DEM数据综合方法,减少离散点数量,从而提高建立TIN网的速度以及体积变化计算速度。最后以天山乌鲁木齐河流域数据为例对两种计算方法进行了实验验证。     

基于零立体像对立体匹配的配后质量控制

立体匹配的质量控制对数字摄影测量产品的质量起着关键的作用。本文首先分析了现有的各种质量控制策略，然后根据正射影像同ＤＴＭ及匹配点位存在的固有关系，提出了用零立体像对再匹配作为立体匹配的配后质量控制方案，为立体匹配质量控制开辟了崭新的途径。     

北斗高精度长弧历书模型设计

历书参数可同时用于辅助常规导航和自主导航的信号捕获。延长历书参数的有效期不但可以使地面接收机启动时充分利用历书数据,对于基于星间链路观测的自主导航,历书参数的有效期还决定了地面注入历书的频度和占用的星上存储资源。通过对北斗3类导航卫星主要摄动力及其对轨道根数的长期项和长周期项的影响分析,设计了以6个轨道根数和5个摄动参数为播发参数的历书拟合模型。以一个自主运行周期90 d为时间尺度,对北斗在轨卫星进行了长弧段历书拟合试验,并同时分析了卫星位置和速度的拟合精度。结果表明新的历书拟合模型提高了历书拟合的精度,尤其对于地球静止轨道和倾斜地球同步轨道卫星,拟合精度提高显著。对于GEO和IGSO卫星,位置拟合误差大约从200 km降低至十几千米甚至几千米,速度拟合误差大约从15 m/s降低至0.6 m/s,新方法拟合精度提高了约20~30倍;对于中圆地球轨道卫星,无论采用哪种历书模型,位置拟合误差都在5 km左右,速度拟合误差都在0.6 m/s左右,新方法拟合精度提高约15%。针对星间链路卫星10 km位置误差上限的使用需求,对比了新老历书模型的拟合弧长,常规模型最大拟合弧长约为14 d,而新历书模型的最大拟合弧长可延长至45 d,新历书模型延长了历书使用期限,优化了北斗历书模型设计。     

三维旋转扫描测量平台设计与实现

本设计主要用于360°旋转的三维扫描,实现角度数据的实时获取。设计中采用单片机控制交流伺服电机进行自定的角度、速度与方向的旋转并实时上传时间、角度数据至上位机进行处理,实现了对平台旋转精度的控制与检测,着重研究了该传感器误差源的产生,对实际应用中的误差进行了定量分析,利用偏心改正、4分频等方法减少了误差,提高了参数精度。角度范围为360°,角度分辨率为0.01°。     

由双目序列影像解求运动参数的非立体匹配方法

在无需实现精确立体匹配的条件下，导出了由双目序列影像得到的双目影像光流场严密解算空间物体运动参数的数学模型，并从理论上分析了该模型的稳健性，同时给出了简单的验证算例。