无人机视频影像的准实时融合算法

针对无人机视频影像可以实时地融合到地理信息系统中,但是无人机的位置和姿态数据存在较大误差,导致相邻的视频影像的同名地物点并不重合的问题,该文提出准实时的无人机视频影像融合算法,采用基于滑动窗口的光束平差方法来优化相机的外方位元素,这种方法比全部视频影像做整体光束平差的延时更低,而且可以显著地改善无人机视频影像的融合效果。算法使用优化后的相机外方位元素对视频影像做正射纠正,再把纠正后的影像叠加到三维大场景中。实验结果表明,这种方法可以在准实时的条件下融合无人机视频影像,并且相邻视频影像的同名地物点在融合结果中是重合的。     

宽河道线性基元无人机遥感影像镶嵌配准方法

无人机遥感影像由于数量多、单张覆盖空间范围小、几何变形大以及河道内缺少配准控制点等特点,传统的基于特征点的影像镶嵌配准方法在宽河道无人机遥感影像镶嵌配准应用中受到限制.论文根据河道内线性地物丰富的特点,提出基于线性特征的无人机遥感影像镶嵌配准方法.该方法以线性地物边缘直线段为配准基元,通过MIHT算法估算待配准影像与基准影像的变换模型参数.试验结果表明,该方法很好地满足了宽河道无人机遥感影像镶嵌配准的要求,为沿河地质灾害调查提供了影像质量保证.     

一种无人机视频影像快速配准方法

针对应急测绘中对无人机视频数据快速获取及处理的需求,提出了一种无人机视频影像快速配准方法。首先采用时间索引和线性/球面插值方法实现视频帧与无人机定位定姿信息的时间同步,根据数字微分纠正算法实现视频帧的地理编码,实现视频帧间的粗略配准,然后控制仿射变换模型中的缩放因子不变对纠正后视频帧的坐标进行调整,完成视频帧间的精配准:试验结果表明该方法能够得到航带内视频帧较好的配准效果。     

无人机数字影像配准技术研究及精度分析

无人机数字影像配准技术是无人机航空摄影测量的基础技术之一。针对无人机遥感影像配准问题,本文选取地物特征点进行坐标系投影变换,从而确定影像空间位置,完成影像配准工作,并进行精度评定。研究表明：(1)通过手动选取控制点进行坐标拟合,可有效将TIF和JPEG影像进行配准。(2)基于灰度共生矩阵的特征点匹配法具有较高的配准精度,基于相位相关的区域配准法适用于处理大面积的影像配准问题。(3)利用TIF影像数据配准精度较高,JPEG影像数据更便于传输与存储。(4)配准的最佳方法取决于所应用的场景。     

无人机影像与卫星影像配准的卷积神经网络方法

针对不依赖于位姿测量的无人机视频影像上目标绝对定位的问题,提出一种基于改进R2D2算法的无人机影像与参考卫星影像配准的方法。首先在R2D2网络生成128通道稠密特征图的基础上,进行双三次函数插值,以获得子像素级位置精度的关键点,并内插描述符;其次利用KD树快速最近邻特征搜索,结合快速采样一致性算法进行误匹配剔除,计算变换模型并对无人机影像进行纠正,完成配准;最后利用两个典型区域对算法进行了测试,并与SIFT和DELF算法进行了对比。实验结果表明,本文算法在正确匹配点数量和计算效率方面优于其他两种算法,对纹理、视角以及尺度差异也具有较好的适应性。     

从中心投影影像制作正射影像的多种方法研究

提出了由中心投影影像制作数字正射影像的三种新方法:(1)在具备立体像对的情况下,通过立体影像匹配求得视差值,直接利用视差值进行微分纠正,得到正射影像;(2)多中心影像不构成立体像对,但是各中心之间有一定的空间距离时,利用本文推导的一系列数学公式,可在影像匹配的基础上进行基于视差的微分纠正,从而得到正射影像;(3)直接利用地物稠密地区相应比例尺地形图的数字化成果,例如数字栅格地图(DRG)或数字线划地图(DLG),与单帧影像上提取的地物线划进行配准,从而实现正射影像纠正。还给出了影像上的特征线划与地图上的特征线划配准的新方法。     

汶川地震灾区无人机遥感影像获取与可视化管理系统研究

介绍无人机遥感影像获取、纠正、配准及可视化管理的关键技术与系统研发.论文设计无人机影像获取及三维可视化管理系统的框架结构,包括航迹规划、无人机影像获取、影像预处理及三维可视化4个子系统;讨论了基于高分辨率遥感影像的无人机影像配准、无人机影像的空间索引管理、基于四叉树的影像金字塔及细节层次模型等关键技术.基于自主研发的虚拟地理环境数字地球平台(VGE-3DGJobeEanh),构建了汶川地震应急三维可视化遥感影像管理系统,在"5·12"汶川地震的救援与次生灾害应急中进行了实践应用.同时该系统可继续服务于汶川地震灾后重建的信息共享管理、发布以及空间决策支持.     

使用安置参数优化的无人机点云与影像精配准

针对现有的无人机激光点云与影像配准方法主要基于仿射变换建立点云与影像之间的配准模型,无法描述激光点云与影像之间的复杂变换关系问题,该文提出一种基于安置参数优化的无人机激光点云与光学影像精确配准方法.以相机安置参数为优化参数,以归一化互信息作为点云特征影像与光学影像之间的相似性测度,采用改进Powell算法作为优化策略,获得最优配准参数,实现无人机激光点云与无人机影像之间的精确配准.基于实验数据与现有两种配准方法进行精度对比.实验表明,基于相机安置参数优化的配准方法优于两种常规配准方法,可以实现无人机激光点云与光学影像之间的自动化配准,并达到像素级的配准精度.     

多源遥感影像学习型特征双向一致性配准EI北大核心CSCD

针对多源遥感影像之间非线性辐射和几何畸变的差异严重影响配准质量的问题，本文提出一种具有双向一致性变换适用于多源遥感影像的配准方法。首先，利用微调的ResNet101网络模型提取多源遥感影像学习型特征，在特征匹配阶段，为提高同名特征匹配的可靠性，设计了一种双向一致性特征匹配网络模型；然后，基于小型轻量级网络加权回归变换模型参数，实现多源遥感影像稳健可靠的配准。试验利用Google Earth影像、卫星影像、无人机影像、Google Earth-卫星-无人机混合影像4种不同数据源对本文方法进行测试，并与具有代表性的多种方法进行比较，结果表明本文方法在配准精度、效率、稳健性方面具有优势，基本实现了2像素以内的自动配准精度。     

基于SIFT算法的无人机高分影像几何配准研究

本文基于SIFT算法进行无人机高分影像自动特征点匹配,在实现影像特征点自动匹配的基础上采用二次多项式模型进行影像几何配准,并且重点考察影像配准过程中匹配特征点数目对几何配准精度的影响,最后进行精度评价。结果表明:在影像特征点匹配结果正确、匹配点分布合理的情况下,匹配点数目越多,利用二次多项式进行影像几何配准的精度越高;无人机航向方向影像配准残差大于旁向残差。     

Book Reviews

Books reviewed:
K. B. Atkinson, Close Range Photogrammetry And Machine Vision
R. A. Earnshaw and D. Watson, Animation And Scientific Visualization—Tools And Applications
R. A. Earnshaw, M. A. Gigante and H. Jones, Virtual Reality Systems
S. Macdonald, Mapping The World
P. Fisher, Innovations in GIS 2
A. Gruen, O. Kuebler and P. Agouris, Automatic Extraction of Man-Made Objects From Aerial and Space Images
H. Campbell and I. Masser, GIS and Organisations
S. C. Guptill and J. L. Morrison, Elements of Spatial Data Quality
D. Shirvanian, European Space Directory, 1996
D. R. Green, D.Rix and C. Corbin, The Agi Source Book for Geographic Information Systems, 1996
K. C. Graf, Realistic Landscape Rendering Using Remote Sensing Images, Digital Terrain Models and 3D Objects     

Measurement of soil water content using ground-penetrating radar: a review of current methods

Soil water content (SWC) is a crucial parameter in ecology, agriculture, hydrology, and engineering studies. Research on non-invasive monitoring of SWC has been a long-lasting topic in these fields. Ground penetrating radar (GPR), a non-destructive geophysical technique, has the advantages of high resolution, deep detection depth, and high efficiency in SWC measurements at medium scale. It has been successfully applied in field investigations. This paper summarizes the recent progress in developing GPR-based SWC measurement methods, including reflected wave, ground wave, surface reflection, borehole GPR, full waveform inversion, average envelope amplitude, and frequency shift methods. The principles, advantages, limitations, and applications of these methods are described in detail. A comprehensive technical framework, which comprises the seven methods, is proposed to understand their principles and applicability. Two key procedures, namely, data acquisition and data processing, are emphasized as crucial to method applications. The suitable methods that will satisfy diverse application demands and field conditions are recommended. Future development, potential applications, and advances in hardware and data processing techniques are also highlighted.     

利用WAVELAB开发小波应用程序的研究

论述了小波分析软件WAVELAB的系统构成，分析了该软件的开发环境，研究了利用该软件开发MATLAB小波应用程序的问题，并给出了以Lena图像实例的小波压缩编码程序及其运行结果。结果表明，利用WAVELAB开发小波应用软件是可行的。     

论空间数据挖掘和知识发现

随着现代科技和传感器的发展和应用，复杂多变的空间数据日益膨胀，远远超出人的解译能力，迫切需要数据挖掘和知识发现为其提供知识。本文研究了空间数据挖掘和知识发现的含义、可发现的空间的关联、特征、分类和聚类等知识，以及它与数据挖掘与知识发现、机器学习、地学数据分析、空间数据库、空间数据仓库、数字地球等相关学科的关系，概述了SDMKD的产生和发展，分析和展望了SDMKD的应用开发。     

复杂背景下被动FTIS定量遥感污染云团光谱

本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＳ）遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定污染云团的定量处理,而且可用于多种污染地区如发电厂、机场、城市交叉路口、垃圾处理站等对ＣＯ,ＣＯ２,ＮＯ,ＮＯ２,Ｎ２Ｏ,ＮＨ３,ＣＨ４,ＳＯ２,Ｈ２Ｏ,ＨＣＩ和ＨＣＨＯ等气体浓度的监测。最后,详细讨论了用该算法对模拟剂的处理结果。     

Book Reviews

Books reviewed:
Statistical Methods for Spatial Data Analysis by OLIVER SCHABENBERGER AND CAROL A GOTWAY. Chapman & Hall, Norwell, MA, 2005, 488 pp. ISBN 1-58488-322-7, $89.95.
Fuzzy Modeling with Spatial Information for Geographic Problems , edited by FEDERICK E PETRY, VINCENT B ROBINSON, AND MARIA A COBB. Springer, New York, 2005, 338 pp. ISBN 3-54023713-5, $92.00 (hardcover).
Statistical Analysis of Geographic Information with ArcView GIS® and ArcGIS® (Second Edition) by DAVID W S WONG AND JAY LEE. John Wiley and Sons, New York, 2005. 429 pp. ISBN 0-471-34874-0, $95.00 (cloth).     

Landscape analysis for pedo-geomorphological characterization in part of basaltic terrain,central India using remote sensing and GIS

In the present study, an attempt has been made to analyse IRS-ID LISS-III satellite data in conjunction with field observations for geomorphological mapping and pedo-geomorphological characterisation in Mohgaon area of Nagpur district, Maharashtra. Analysis of satellite data reveals distint geomorphological units viz., plateau top, isolated mounds, linear ridges, escarpments, plateau spurs, subdued plateau, rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Soil profiles, studied on different identified landforms, showed variation in site and morphological charactaristics. Moderate soil erosion occurs on plateau top, isolated mouds, plateau spurs, rollinmg plains and pediments. Severe erosion was identified on escarpments and subdued plateau and narrow valleys suffer very slight erosional hazards. Moderately well drained soils were found on rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Well drained soils were noticed on plateau top and plateau spurs. Very shallow soils were found on the plateau top and isolated mounds. Shallow soils are found in linear ridges, escarpments, plateau spurs and rolling plains. Moderately deep and deep soils are found on subdued plateau, pediments and main valley floor. The landform-soil relatioinship reveals that the soils on the plateau top and isolated mounds are very shallow, well drained, clay textured. The soils on the narrow valleys and main valley floor are deep, moderatly well drained, and clayey in texture. It also indicates that landform-soil processes are governed by physiographic position, drainage, slope and erosion conditions of the area. The present study reveals that the analysis of remotely sensed data in conjunction with field observations in GIS will be of immense help in geomorphology mapping, analysis of landform-soil relationships and generation of their geo-spatial database.     

Book Reviews

Books Reviewed:
S. F. El-Hakim, Videometrics II
J. Denègre, Thematic Mapping From Satellite Imagery, A Guidebook
T. C. Waugh and R. G. Healey, Advances In GIS Research
J. C. Muller, J.-P. Lagrange and R. Weibe GIS and Generalization. Methodology And Practice
P. M. Mather, Terra 2: Understanding the Terrestrial Environment. Remote Sensing Data Systems And Networks
B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger and J. Collins, Global Positioning System: Theory and Practice
D. Shirvanian, European Space Directory 1995
E. Falkner, Aerial Mapping: Methods And Applications
S. O. Mason, Expert System-Based Design of Photogrammetric Networks
S. F. El-Hakim, Videometrics III
D. Green and D. Rix, The Agi Source Book For Geographic Information Systems, 1995     

多源遥感图像融合发展现状与未来展望

近年来,随着遥感技术的发展,高光谱、红外、雷达等多源遥感成像手段在精准农业、资源调查、环境监测、军事国防等重要领域发挥着越来越重要的作用.同一场景多源遥感图像观测的地物对象相同,但观测的维度不同,图像的空间、光谱与时间分辨率存在差异,提供的信息既具有冗余性,又具有互补性和合作性.多源遥感图像融合能够综合利用不同来源获取...     

浅论中国亚热带遥感现状、任务与创新发展途径

中国亚热带区域覆盖范围广,面积达240万km²。区内不仅自然景观复杂,多云多雨、多山多林,生物多样性丰富、是中国稻米主产区,而且多河多湖、多矿多污,生态环境十分敏感、自然灾害多发频发,迫切需要利用遥感技术监测其自然资源、环境变化与灾害现象。虽然近年来国内外已逐渐开展亚热带遥感应用研究,但缺乏对亚热带遥感理论与方法的系统性研究,共性与科学问题尚不明晰。本文总结分析了中国亚热带遥感的3个基本特征,按遥感数据类型梳理了中国亚热带遥感的应用实践;进而归纳出中国亚热带遥感实践的4个共性问题,指出亚热带遥感核心元素的主要特点、地理对象的复杂性与遥感信息的病态性,提出中国亚热带遥感的4项重点任务;然后,分析了当今中国亚热带遥感发展的历史机遇,阐述了中国亚热带遥感的创新发展途径,包括厘清人地现象的动态特征、聚焦亚热带遥感的科学问题、攻克不同层面的关键难题、结合应用需求开展技术攻关与重点研发。论文旨在推动亚热带遥感应用的创新发展、促进亚热带遥感理论与技术体系形成,进而助力卫星及航空遥感更好地服务于中国亚热带地区的资源环境监测、区域防灾减灾、生态文明建设与“双碳”目标。