基于高光谱影像的地形图要素变化自动检测与更新方法研究

探讨采用高光谱遥感影像自动检测地形图变化的技术途径。针对地形图变化检测特点,利用经过辐射和几何处理的高光谱影像,结合已有地面资料确定地物样区,建立地形图要素的光谱特征。在建立地物要素光谱特征过程中,提出结合地形图资料,采用迭代光谱特征重建方法,利用训练样本和初始分析结果作为新的样本进行特征提取,克服高光谱影像处理中存在的训练样本数量要求大的难点,提高地物光谱特征建立的可靠性,从而有效提高分析精度。采用EO-1数据实验表明,该方法能够有效实现地物要素信息的自动提取,是变化检测与自动更新的一种有效方法。     

基础地理空间数据库增量更新与动态管理方法

针对基于图幅地形图更新方式满足不了信息化测绘时代对地理信息数据实时综合服务需求的问题,提出了基于地理空间数据库增量更新与动态管理的方法。采用信息映射机制设计地物要素编码,使生产图形和空间数据库共用一套数据标准,实现图形数据与属性信息一体化管理;设计生产建库一体化的管理方案,免除更新入库的预处理和转换工作;采用面向地物要素的增量更新技术和基于数据库的缩编更新方法,实现了基础地理信息数据的实时动态更新管理。文章提出的技术方法已在长沙市基础地理空间数据库动态管理中得到验证,为大比例尺地理数据动态管理提供了技术方法。     

基于地形图数据库的跨比例尺级别缩编更新方法研究

针对利用1：500地形图快速更新其他比例尺地形图的需求,本文提出了基于地形图数据库的同比例尺级别和跨比例尺级别全自动缩编更新入库的方法。通过设计地形图模板及过渡模板,定义地物要素综合取舍转换规则,开发自动缩编软件模块,定制自动缩编更新任务,利用数据库中测量更新范围线自动下载地形图数据进行缩编及更新入库,实现大比例尺地形图依次缩编更新获取多种比例尺地形图的目标。本文提出的技术方法已在长沙市城市基础地理信息数据库更新工作中得到了验证,为采用缩编方式快速获取多样性地理信息数据提供了技术经验。     

基于端元提取的高光谱影像特定军事对象识别方法研究

高光谱遥感能够获得地物的连续光谱信息,实现地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取,因而在军事领域具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。本文系统介绍了基于端元的最小噪声分离(MNF)、纯净像元指数(PPI)、终端单元选择、N维散度分析、波谱角度制图(SAM)等高光谱数据处理技术对特定对象的识别与提取的原理和方法。     

测绘地物波谱本底数据库

地物波谱特性是利用遥感进行建模反演和地物目标探测识别的理论基础,波谱数据库对于提高遥感应用水平有重要作用。为规范和丰富中国波谱数据库并促进其在测绘等领域的应用,依托国家科技性基础专项,建立了“测绘地物波谱本底数据库”,在数据规范编制、波谱数据采集实验与整编入库、地物波谱数据库建设和应用示范初步探索方面取得重要进展。在波谱数据采集和处理的标准规范方面,建立完善了测绘地物波谱与配套非波谱数据收集与汇总标准、测绘地物波谱和配套非波谱参数测试技术规范、测绘地物波谱库地物分类编码规范。依照项目制定的数据规范标准,对现有波谱数据进行了整编和入库,共计整编数据1.4万余条;组织实施了全国范围的典型地物波谱采集实验以及相应配套参数测量实验,主要试验类型包括典型地物波谱测量试验、定点时间序列测量试验、多尺度测量试验、全波段测量试验、参数控制测量试验和无人机观测试验等,共计获取地物波谱1.7万余条。特别是在华北和东北进行了全波段观测试验（可见光—近红外波（0.35—2.5 μm）、红外波段（3—15 μm）、微波波段（Ka、K、X、C、L波段））,获取冰雪、土壤、植被冠层、人工目标的全波段数据。为方便波谱数据的应用和共享,项目建设了包含3万余条数据的测绘地物波谱本底数据库（GOSPEL）及数据共享平台。依据地物波谱数据的类型和应用需求,形成了全波段典型地物波谱数据集、多角度光谱反射率数据集、多尺度典型地物反射率数据集、长时间系列波谱数据集等共25个特色数据集。基于测绘地物波谱本底数据库进行了地物分类、遥感机理模拟、遥感定量反演、遥感产品验证等方面的应用示范。     

航空多光谱图像地形影响校正的模拟反射率方法

开展强起伏地形等复杂条件下的多光谱数据处理实用方法研究,是使中高山地区多光谱定量化解释成果水平取得明显提高的重要途径之一。本文根据地形因素对航空多光谱图像地质解释影响的特点、多光谱仪的成像方式,应用简化的太阳辐射能量平衡原理,研究了如何从航空多光谱图像像元的亮度变化中消除地形影响,模拟生成反射率图像的新方法。新方法综合考虑了地表太阳辐照度的变化、地物的光谱反射率、反照率和热辐射信息,与目前常规的处理技术(如比值法和剩余对数法) 相比,消除了地形坡度和坡向变化对图像解释的影响,保留了地物反照率信息,为多光谱定量化解释提供了更合理有效的反射率图像,对超光谱数据的处理和解释均有潜在的应用价值。     

基于图库一体化的制图更新技术探究

"十二五"期间,原国家测绘地理信息局开展了国家基础地理信息数据库更新项目,实现了对1∶50 000地形数据库重点要素1 a更新一次、一般要素2 a更新一次的目标,大幅度提升了数据的现势性。通过分析地形数据库更新结构,探讨了地形数据库注记更新要素与地形图制图数据的关系,其关联规则可为相关研究提供参考。     

典型目标地面光谱信息系统设计与实现

针对现有地物波谱库数据采集传感器单一、地物种类划分泛化性弱以及缺乏有效集成最新光谱分析模型等问题,提出构建典型目标地面光谱信息系统,对地面光谱数据获取、分析、处理和综合信息提取等技术进行科学设计和集成,并基于客户端层和服务器层(C/S)结构设计实现系统的信息表达。以岩矿和土壤重金属提取为例开展了示范研究。研究表明,系统达到了高效、快速和准确挖掘光谱蕴含的丰富地物信息的研究目标,为地物识别、资源勘查和生态环境评价等工作提供了技术支撑。     

成像光谱遥感技术及其图像光谱信息提取的分析研究

成像光谱技术是80年代发展起来的最新遥感方法。本文对其原理、理论基础及图像光谱信息提取的方法进行了探讨,并在红外细分光谱(FIMS)金矿蚀变带信息提取分析研究的基础上,通过对可见光细分19波段AMSS、澳大利亚的24波段GEOSCAN、MKII AMSS及美国GER64通道成像光谱数据的初步处理,发展和形成了一些针对超多波段成像光谱数据的图像处理和分析及光谱信息提取的方法。 成像光谱信息提取的方法,主要包括图像光谱反射率转换技术、图像光谱曲线显示、光谱特征参数测度(光谱吸收特征的波长位置、宽度、深度)、图像地物光谱曲线与地物光谱数据库的信息匹配以及地物光谱识别专家系统。本文以红外细分光谱图像在金矿蚀变带信息提取分析中的应用为例,讨论了成像光谱图像的一种处理分析技术及其发展前景。     

高光谱地物要素识别潜力分析与前景展望EI北大核心CSCD

近年来,人工智能方法在高光谱遥感领域得到了广泛应用,特别是基于深度学习的影像分析和信息提取技术已成为持久的热点,有力地推动了地物光谱探测的精细化和智能化水平。本文在分析地物要素光谱探测潜力与需求的基础上,系统地介绍和总结了高光谱影像分析方面的进展,针对高光谱地物探测的智能化问题,重点讨论了近年来深度学习的新思路。首先,结合地形要素分类体系和高光谱探测能力,将高光谱地物要素划分为植被、土质、水域和人工建筑物4大类及若干子类,并分析4种地物要素的光谱响应特性和高光谱地物探测的优势。然后,在影像分析方面,重点梳理了波段选择、特征提取、模式分类和分类后处理等影像分析技术的研究进展,给出研究方向和热点;在智能化处理部分,按照监督学习、半监督学习及自监督学习的思路,系统总结了当前应用于高光谱地物探测的深层神经网络模型,同时分析了迁移学习、元学习等机器学习策略的研究情况。最后,结合上述分析,对高光谱影像地物探测的发展趋势加以展望,以期拓展下一步的研究思路。     

THE COMPILATION OF A DTM AND A NEW SATELLITE IMAGE MAP FOR KING GEORGE ISLAND,ANTARCTICA

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｐｒｅｓｅｎｔ,ＫｉｎｇＧｅｏｒｇｅＩｓｌａｎｄ (ＫＧＩ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｆｒｅｑｕｅｎｔｅｄｓｉｔｅｓｉｎＡｎｔａｒｃｔｉｃａ .Ｉｎｔｏｔａｌ,9ｐｅｒｍａｎｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｉｏｎｓａｒｅｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｓｅｖｅｒａｌｒｅｓｅａｒｃｈｃａｂｉｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ .ＤｕｅｔｏｔｈｅｅａｓｙａｃｃｅｓｓｖｉａｔｈｅＣｈｉｌｅａｎａｉｒｓｔｒｉｐｔｈｅｎｕｍ ｂｅｒｏｆｔｈｅｉｓｌａｎｄ’ｓｉｎｈａｂｉｔａｎｔｓｒ…     

不同空间尺度DEM地形信息容量综合对比研究

DEM包含了大量地形信息,是进行地形分析的基本数据。由于DEM数据的多尺度因素,加之地形、地貌特征具有宏观性与区域分异性的特点,不同尺度下的DEM地形信息容量具有较大的差异。本研究选取黄土高原地区的绥德、佳县、富县和宜君县四个实验样区,以Arc view/GIS软件为技术平台,提取了基于DEM数据的地形因子,并运用比较分析与数理统计的方法,对地形因子的提取结果进行了分析,获取了单一值因子的量化表达模型,确定了DEM地形信息容量与分辨率、地域及比例尺之间的量化相关关系,并在此基础上分析了DEM地形信息容量在不同空间尺度上的分异规律。     

基于ArcGIS地形数据库的建设研究

地形数据库作为空间数据基础设施的重要组成部分,为国民经济信息提供了数字化空间平台,在产业用地综合数据库整合中起着十分重要的作用。本文首先介绍了利用ArcGIS建立合肥市地形数据库的工作方法和建设方案,然后对建库过程中遇到的问题进行了分析和探讨,为今后进行相关的数据库建设提供技术支撑。     

Terrain complexity and reduction of topographic data

Digital terrain data are useful for a variety of applications in mapping and spatial analysis. Most available terrain data are organized in a raster format, among them being the most extensively-used Digital Elevation Models (DEM) of the U.S. Geological Survey. A common problem with DEM for spatial analysis at the landscape scale is that the raster encoding of topography is subject to data redundancy and, as such, data volumes may become prohibitively large. To improve efficiency in both data storage and information processing, the redundancy of the terrain data must be minimized by eliminating unnecessary elements. To what extent a set of terrain data can be reduced for improving storage and processing efficiency depends on the complexity of the terrain. In general, data elements for simpler, smoother surfaces can be substantially reduced without losing critical topographic information. For complex terrains, more data elements should be retained if the topography is to be adequately represented. In this paper, we present a measure of terrain complexity based on the behavior of selected data elements in representing the characteristics of a surface. The index of terrain complexity is derived from an estimated parameter which denotes the relationship between terrain representation (percentage surface representation) and relative data volume (percentage DEM elements). The index can be used to assess the required volume of topographic data and determine the appropriate level of data reduction. Two quadrangles of distinct topographic characteristics were examined to illustrate the efficacy of the developed methodology.     

干旱区典型地物光谱数据库系统设计

本文在干旱区典型地物光谱和图像数据积累的基础上,以地物光谱数据,利用MS SQL Server数据库和SuperMap IS.NET平台,采用服务器/浏览器多层次架构体系进行集成,开发出基于Web的具有光谱信息管理、检索查询、可视化分析、光谱特征分析等功能的干旱区典型地物光谱数据库系统,并且能够实现无缝共享,易于维护,便于二次开发。     

几何校正后的三维地形可视化及应用

三维可视化技术的发展日益成熟,本文以ERDAS IMAGINE软件为基础,利用Arc GIS软件将该地形图的高程数据转换为高精度的数字高程模型,通过影像的几何校正后,将DEM影像与该区域的多光谱影像图进行叠加,从而实现了三维地形的可视化。几何校正后的三维地形真实感更强,并在此基础上分析了三维地形可视化的应用,对于虚拟现实技术的迅速发展有着重要的意义。     

面向1∶1000000地形数据库的缩编方法研究与程序开发

目前国家启动了1∶1000000基础地理信息数据库动态更新项目,其中1∶1000000地形数据库主要是利用最新版的1∶250000地形数据进行缩编更新生产。本文主要依据1∶1000000地形数据库缩编更新相关的项目要求和技术指标,研究和制定对应的地形数据缩编方法。并在人机交互作业的前提下,利用ArcGIS桌面软件和ArcObjects组件,开发一系列缩编工具,将地图综合过程分解,合理地进行人机分工,交互式地完成地图缩编工作。     

CASS在城镇地籍数据库建设中的应用

CASS地形地籍成图软件是基于AutoCAD平台技术的数字化测绘数据采集系统,而城镇地籍管理系统普遍采用GIS平台进行处理空间矢量化数据,另外地形、地籍属性等数据均需要无损导入GIS平台。结合某市1∶500城镇地籍数据库建设,浅析地籍数据库建设中利用CASS软件进行数据采集的方法,为国土管理部门提供参考。     

DEM Generation Combining SAR Polarimetry and Shape-From-Shading Techniques

Estimation of the polarization orientation angle shifts induced by terrain azimuth slope variations is a recently developed application in radar polarimetry. In general, without any prior knowledge on the terrain, two polarimetric SAR (POLSAR) flight passes are required to derive terrain slopes in perpendicular directions for digital elevation model (DEM) generation. Moreover, we note that SAR intensity is a strong indicator of the range component of the terrain slopes. In this letter, we developed a method for DEM generation requiring only one POLSAR flight pass, by combining orientation angle estimation and a shape-from-shading technique. In particular, when limited POLSAR data are available, this POLSAR technique provides an alternative way for DEM generation. National Aeronautics and Space Administration Jet Propulsion Laboratory (NASA/JPL) AIRSAR L-band POLSAR data over Camp Roberts, California, is used to demonstrate the results of the method proposed in this letter, and a DEM derived from simultaneously measured C-band interferometric SAR from NASA/JPL topographic SAR instrument is selected as the comparative ground truth to validate the effectiveness of this single POLSAR method. Analyses and discussions are also included in this letter.