基于明暗等深线与分层设色的海底地形立体表示方法研究

提出了一种通过明暗等深线结合分层设色的途径,在二维平面图上实现海底地貌形态三维立体表示的方法。对等深线明暗特性与分层设色方案确定的方法进行了深入的研究,建立了相应的数学模型,并给出了实例,对该方法的有效性进行了验证。     

水体光谱特性监督分类方法研究

中国近岸海水是典型的二类水体,其光学特征复杂.利用黄东海2003年春季航次获取的高光谱数据,以最值为判断特征的监督分类方法对水体光谱进行分类研究.经分析试验数据,得出叶绿素主导类、混合过渡类,悬沙主导类、超高悬沙类和中高叶绿素低悬沙类等五类光谱特征.此分类方法对不同季节黄东海有较好的一致性和适用性,其分类分布图在一定程度上展现了黄东海水体光学特性的基本规律.     

机载激光系统的数据分类方法及其质量评估

作为一种新型的测量手段,机载激光在多个领域已经得到了广泛的应用,但目前还存在很多亟待解决的问题。特别是分类问题,它在整个系统中不仅所占的工作量比重大,而且较为复杂。本文讨论和总结了目前机载激光的数据分类方法及其质量评估,并对各种方法进行了比较分析。     

基于ENVI 的唐山湾三岛土地利用遥感分类方法的比较分析

对唐山湾三岛2010年10月10 m分辨率的SPOT5多光谱数据源,采用不同分类方法进行识别和判断,并对比不同分类器在遥感影像分类中的应用效果和分类精度。有针对性地探究海岛土地利用遥感分类过程中不同方法的优劣,获取最适于岛陆地区土地利用的遥感分类方法。根据土地利用现状分类标准(GB/T21010-2007)和海岛陆域土地利用类型划分的相关规定,将唐山湾三岛主要分为滩涂、裸地、林地、草地、居住区、内陆水体和潮间带(潮水覆盖区)6类。并分别构建结合人为控制的非监督分类、监督分类和基于专家知识的决策树分类系统,参照更高分辨率影像、先验知识和野外调查资料,评价分类结果与实地调查结果的吻合程度,最终通过总体分类精度和Kappa系数等指标对各分类器精度进行评价和对比分析。     

基于软硬协作决策的半监督珊瑚礁底质分类方法

珊瑚礁底质分类对海洋资源开发和海洋生态环境保护起到至关重要的作用。目前,深度学习语义分割方法在遥感图像分类领域应用广泛,但在底质分类方面的研究较少。由于基于全监督深度学习的方法中逐像素标注标签的成本较高,不适用于大规模、高频次的底质分类工作,基于半监督的深度学习方法能够有效利用已标注标签为无标签数据产生伪标签,从而有效降低人工成本,然而现有半监督方法的性能易受伪标签噪声的干扰。针对以上问题,本文提出了一种基于软硬协作决策的半监督底质分类方法。首先,利用多模型联合决策生成高质量的伪标签;然后,提出了一种能够顾及伪标签像素置信度的损失函数来指导模型进行训练;最后,采用软硬协作的决策方式得到精确的底质分类结果。在美属维尔京群岛圣克罗伊岛北部的巴克岛礁和夏威夷群岛的中途岛东南约400 km处的珍珠与爱马仕环礁的浅层底栖生物栖息地地图数据集上评估了本文方法的精度,实验结果表明,本文提出的方法与全监督学习方法精度相当,比主流的语义分割方法精度平均高3.08%,能够有效服务于珊瑚礁底质调查工作。     

基于决策级数据融合的CHRIS 高光谱图像分类方法研究

本文选取8种常用的遥感图像监督分类方法,综合利用多数投票方法与先验分类概率信息,设计了3组决策级融合分类策略,在应用地物丰富的黄河口湿地CHRIS高光谱图像数据进行分类实验的基础上,开展了不同融合策略决策分类结果的比较研究,分析了融合策略对高光谱图像总体分类精度以及不同地物分类精度的影响。结果表明:(1)3组决策级融合策略总体分类精度均大于85%,Kappa系数都优于0.77,较8种单分类器均有提高,表明决策级融合是利用已有分类器资源、提升高光谱图像分类精度的一种途径;(2)策略3的分类表现最好,即维持最小虚警率的前提下降低错分可以提高分类精度,其中芦苇、滩涂地物同时保持了很高的生产者精度和用户精度,均接近90%,水体在保持较高用户精度的情形下生产者精度有大幅提升,增幅达11%;(3)每组策略综合考虑生产者精度和用户精度的情形下分类精度最高,较仅考虑生产者精度或用户精度的情形提升了1~2个百分点,表明设计算法时应同时考虑减少错分和漏分的情况。     

协同主动学习和半监督方法的海冰图像分类

海冰遥感光谱影像分类中标签样本难以获取,导致海冰分类精度难以提高,但是大量包含丰富信息的未标签样本却没有得到充分利用,针对这种情况,提出一种协同主动学习和半监督学习方法用于海冰遥感图像分类。在主动学习部分,结合最优标号和次优标号、自组织映射神经网络以及增强的聚类多样性算法来选择兼具不确定性和差异性的样本参与训练;在半监督学习部分,利用直推式支持向量机,并且融合主动学习思想从大量未标签样本中选取相对可靠且包含一定信息量的样本进行迭代训练;然后协同主动学习分类结果和半监督分类结果,通过一致性验证保证所加入伪标签样本的正确性。为了验证方法的有效性,分别采用巴芬湾地区30 m分辨率的Hyperion高光谱数据(验证数据为15 m分辨率的Landsat-8数据)和辽东湾地区15 m分辨率的Landsat-8数据(验证数据为4.77 m分辨率的Google Earth数据)进行海冰分类实验。实验结果表明,相对其他传统方法,该协同分类方法可以在只有少量标签样本的情况下,充分利用大量未标签样本中包含的信息,实现快速收敛,并获得较高的分类精度(两个实验的总体精度分别为90.003%和93.288%),适...     

一种基于众数赋值的高光谱图像地物分类方法

提出了一种融合监督分类与非监督分类结果的高光谱遥感影像分类新方法——众数赋值分类法。采用ISODATA非监督分类方法对高光谱遥感影像进行分类,并对非监督分类结果的图斑进行标记,同时用最大似然法(ML)和支持向量机(SVM)法进行监督分类,然后以监督分类结果对非监督分类后各斑块进行类别赋值。方法是:统计每个非监督分类斑块中由监督分类所获得的各类别像元数及所占比例,将非监督分类斑块的类别赋予所占比例最高的监督分类结果的类别,最终获得高光谱图像分类结果。研究表明:(1)非监督分类类别数量大于10时,其与ML分类结果融合的总体分类精度和Kappa系数均较监督分类法的分类结果好;(2)ML和20个类别的ISODATA分类结果融合的总体精度最高,为87.35%,比单独ML的总体精度高约2个百分点;(3)SVM和10个类别的ISODATA分类结果融合的总体精度提高最大,较SVM的总体精度提高近3个百分点;(4)随着非监督分类类别数量的增多,分类结果的总体精度呈现由低到高再到低的变化过程。     

基于遥感图像增强的海岸线提取方法

在人类活动和自然环境的影响下,海岸带长期处于变化状态,准确提取和实时监测海岸线变化对我国海岸带的利用与开发具有重要意义。文章利用Landsat TM遥感图像和ERDAS IMAGINE遥感图像处理软件的监督分类和图像增强方法,提出两种海岸线获取方法,完成海岸线的自动提取,实现海岸带的大面积同步和动态监测。     

基于成像高光谱数据的高低潮潮位线提取方法研究

以蓬莱西海岸西庄至栾家口岸段作为研究区,利用机载成像高光谱数据,对比航空垂直影像图和野外调查结果,通过分析砂质、黑泥砂质和黄泥砂质3种海岸类型的光谱特征,建立分类识别模型,完成了对3种海岸类型的分类处理,确定出湿滩和干滩范围,并进一步提取出高潮潮位线和低潮潮位线。     

牛顿迭代法在海图与地形图坐标相互转换中的应用

根据地图投影变换原理,提出了一种新的地图投影变换方法,即牛顿迭代法。在海图与地形图之间的坐标相互转换过程中,从平面直角坐标到地理坐标的地图投影的反解变换是通过计算机迭代处理来完成的,这种方法具有变换精度高、算法收敛速度快、软件编程实现简便等优点。     

海底声学底质分类的ELM-AdaBoost方法

基于自适应增强算法（AdaBoost）结合极限学习机（ELM）,通过迭代、调整、优化ELM分类器之间的权值,从而构建了具有强鲁棒性、高精度的ELM-AdaBoost强分类器,增强了现有的ELM分类器的稳定性。以珠江口海区侧扫声呐图像为实验数据,对礁石、砂、泥3类典型底质进行分类识别,该方法的平均分类精度超过90%,优于单一ELM分类器的平均分类精度85.95%,也优于LVQ、BP等传统分类器,且在分类所耗时间上也远少于传统分类器。实验结果表明,本文构建的ELM-AdaBoost方法可有效应用于海底声学底质分类,可满足实时底质分类的需求。     

Sea-bed characterisation and classification from the power spectra of side-scan sonar data

This work is concerned with the automatic characterisation and classification of the sea-bed for side-scan sonar trace power-spectra.A parametric model of side-scan sonar trace power-spectra is developed from the equation for the magnitude frequency response of a Butterworth filter. The model's parameters are optimised to give a least squares fit with observed spectra. Three of the optimised parameters are used to define features.     

融合法及其在数据同化中的应用研究

根据预报值具有最小方差这一要求,详细推导了融合法在观测数据为一维、多维和维数不同的情况下的具体同化表达形式,同时还给出了不同情况下与同化表达式相对应的预报误差公式.利用这些公式,可以用融合法处理常见的海洋观测数据的同化问题.在陆架海模式HAMSOM基础上,以4月份的渤海海表温度为例,我们验证了同化公式的正确性,并给出了同化后较好的同化结果。最后将融合法的同化结果与卡尔曼滤波同化结果进行了对比.比较表明,融合法使用起来更简单,且能有效地处理常见的海洋观测数据.     

Multifractal filtering method for extraction of ocean from remotely sensed imagery

Traditional methods of extracting the ocean wave eddy information from remotely sensed imagery mainly use the edge detection technology such as Canny and Hough operators. However, due to the complexities of ocean eddies and image itself, it is sometimes difficult to successfully detect ocean eddies using these methods. A mnltifractal filtering technology is proposed for extraction of ocean eddies and demonstrated using NASA MODIS, SeaWiFS and NOAA satellite data set in the typical area, such as ocean west boundary current. Results showed that the new method has a superior performance over the traditional methods.     

龙须菜琼胶的提取方法研究

采用多种方法提取了龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)中的琼胶,并研究了碱处理、微波处理、超声波处理等方法对龙须菜的琼胶提取率、硫酸基质量分数和多糖质量分数的影响。结果表明:当碱质量分数由2.5%增加到10%时,琼胶产率由15%降低到9.8%,硫酸基质量分数由2.66%降低到2.06%,同时,多糖质量分数由98.3%增加到102.6%;微波和超声波处理在不同程度上增加了琼胶的提取率和多糖质量分数,同时降低了硫酸基质量分数。另外,还从宏观和微观两个角度考察了龙须菜碱处理前后藻体的变化。     

多重分形方法在涡旋遥感信息处理提取中的应用研究

目前提取遥感影像中的涡旋信息主要用边缘探测技术,例如Canny算子和Hough算子等,然而由于涡旋信息和遥感影像本身的复杂性和模糊性,用传统的方法不能取得理想的提取结果.基于多重分形技术,利用海洋涡旋信息的物理特征时空形态的自相似性来提取涡旋,用NASA MODIS,Sea WiFS和NOAA在典型海区如边界流的卫星影像进行试验,研究结果表明,用多重分形方法获取的涡旋信息非常有利于对海洋涡旋的深刻认识和分析研究.     

基于变分水平集方法的海冰信息自动提取

针对目前海冰信息解译时对海冰外缘线及面积信息提取不精确、业务化应用不强问题,提出一种基于分裂Bregman算法的海冰外缘线自动提取方法,并通过遥感影像预处理、算法程序化等工作步骤,将该算法应用到业务化海冰信息解译工作中。方法:分别选取五景中、高空间分辨率的可见光卫星遥感影像,将影像上待提取海冰区域首先进行不规则图像裁剪、图像增强等预处理工作,然后基于变分水平集及快速分裂Bregman投影方法进行了海冰外缘线信息的提取,并对提取出的海冰面积进行量化,最后与传统人工提取海冰信息进行了比较。实验结果表明,基于变分水平集及其快速分裂Bregman算法提取的海冰信息,具有提取的海冰边缘精确、自动化程度高、提取结果稳定可靠等优点。