改进区域生长算法的海洋航道浅剖底质层界智能识别

海底勘测对海洋资源开发利用保护、海洋工程建设和国防安全等具有重要意义,浅地层剖面仪是一种能够勘测海底浅表层底质分布的声学设备,目前剖面仪的底质识别精度取决于操作者的主观性,可靠性较差,为提高效率和解译精度,需进一步研究底质层界自动识别模型。本文提出了适用于海底底质层界识别且不需要人工干预的区域生长改进算法,即在灰度映射和噪声剔除研究的基础上,研究根据迭代最大类间差算法提取图像层界骨架信息,将骨架信息作为初始生长点位,以流变特性修正生长指向,结合灰度加权映射曲线和峰谷波长约束生长邻域,通过本文算法分割层界,提取边缘、连接成线,从而实现海底底质层界识别。连云港港航道浅剖实测数据试验证明,本文算法能够有效识别底质层界,且识别精度达到厘米级,满足海底底质解译分析要求。     

浅地层剖面数据的自动精处理方法研究

针对浅地层剖面数据依赖人工处理工作量大、成果精度不高的现状,给出了一种高精度自动化处理方法。该方法包括原始数据解码、浅剖图像生成、多次波压制、噪声消除、海底线跟踪、层界提取等过程。与原人工处理方式相比,浅地层剖面数据的自动处理方法有效提高了数据处理效率,其层界提取结果得到实验验证。     

加权最小二乘估计的多波束声强数据归一化方法

高质量的海底声强图是多波束海底底质分类的基础。在系统分析了多波束声强图像中沿测船航迹灰度异常值和区域性明暗差异成因的基础上,提出了基于加权最小二乘估计的多波束声强数据归一化方法。实例计算结果表明:该方法在不损失原有强度变化信息的基础上,有效地抑制了声强图中灰度异常值对海底底质分类的影响,提高了区域底质分类的质量。     

港口与航道三维GIS的设计与实现

设计并实现一个基于GIS组件ArcGIS Engine,采用Oracle 10g数据库并与ArcGIS空间数据引擎(SDE)相结合,以VisualC++为开发平台,以OpenGL为三维图形引擎的港口与航道信息管理系统,包括水深数据库管理、地图及水深数据调阅与查询、三维港口景观与水下地形漫游、三维航道分析4个模块;阐述该系统的体系结构和主要功能,给出系统的工作流程,并对若干模块的设计进行深入探讨。目前,该系统已用于天津港水深数据与航道信息的管理。     

内河数字航道技术总结与展望

在长江干线数字航道、无锡感知航道、长三角船联网及国外莱茵河航道RIS、密西西比河航道IWS/WIN等典型案例分析的基础上,按照内河数字航道的结构层次,从航道要素监测、航道数据、航道维护管理以及航道信息公共服务等4个方面全面归纳总结了技术研发进展情况,涵盖了关键技术、模型方法、协议标准、装备软件等内容,简要阐述了主要技术成果在长江干线、西江干线、京杭大运河等国家高等级航道网规划、建设、维护、管理、服务中的应用情况。从有序推进内河数字航道发展、对接内河水运转型升级需求的角度,指出了内河数字航道技术发展的总体趋势,并运用缺口分析法,找出了航道感知层、航道数据层、航道维护管理层、航道信息公共服务层等4个层次的技术瓶颈。本文的内容可为我国内河数字航道规划、建设与运行维护的技术选型及内河数字航道技术研发方向的选定提供借鉴。     

航道水深测量技术新进展

航道动态变化和泥沙运动会在短时间内改变航道的几何形状,对船舶的航行产生危险。水深测量提供了准确的航道内部水深变化的信息。本文分析了航道水深数据的采集、处理以及管理等方面研究现状和发展趋势,为港口管理提供更多的信息,使其能够做出更加准确的决策,从而减少风险航运。     

基于WebGIS的港口航道管理信息系统设计

结合澜沧江-湄公河港口航道地理信息系统开发建设实践,提出了基于WebGIS的港口航道地理信息系统的方案和实现方法,采用MapXstreme平台,利用ASP技术和脚本语言JavaScript,以及HTML技术、响应用户端的动态请求,实现对港口航道信息的查询、统计、三维显示及输出等。     

利用经验模态分解的侧扫声纳噪声抑制方法

针对海道测量中侧扫声纳声强数据中的噪声问题,分析侧扫声纳海底杂波的统计模型,提出基于ping数据的经验模态分解抑制噪声方法。结果表明,从ping声强数据中减掉周期小于4的模态后,声强数据可较好地服从Gamma分布,并保持声图中的细节信息。     

港口航道陆域形变监测动态空间基准框架构建

针对港口航道陆域形变监测与管理,讨论了动态形变监测特点.分析了综合运用创新的并行动态二级GNSS布网空间框架结构体系,构建了连云港一级并行动态GPS控制网系统和专业服务海域使用动态监测二级工作基点网的模型,可确保港口航道安全信息的准确性和可靠性.     

侧扫声呐数据采集与地貌图像构建

针对水下航行器基于地形匹配实现自主导航时需要在线提取环境地形特征的需求,本文重点研究侧扫声呐实时数据采集与地貌图像构建方法。根据侧扫声呐的工作原理及其JSF文件格式,提取侧扫声呐扫描波束所对应的80数据帧,并完成数据解析;建立声呐扫描声强与灰度级转化模型,并构建环境地貌声学图像;通过海试试验结果与侧扫声呐专用软件所生成的地貌图像对比,验证本文方法的有效性和可行性。     

FFT-enhanced IHS transform method for fusing high-resolution satellite images

Existing image fusion techniques such as the intensity–hue–saturation (IHS) transform and principal components analysis (PCA) methods may not be optimal for fusing the new generation commercial high-resolution satellite images such as Ikonos and QuickBird. One problem is color distortion in the fused image, which causes visual changes as well as spectral differences between the original and fused images. In this paper, a fast Fourier transform (FFT)-enhanced IHS method is developed for fusing new generation high-resolution satellite images. This method combines a standard IHS transform with FFT filtering of both the panchromatic image and the intensity component of the original multispectral image. Ikonos and QuickBird data are used to assess the FFT-enhanced IHS transform method. Experimental results indicate that the FFT-enhanced IHS transform method may improve upon the standard IHS transform and the PCA methods in preserving spectral and spatial information.     

利用局部自适应阈值方法提取ORB-SLAM特征点

智能驾驶车辆的定位和建图是智能驾驶车辆的关键技术之一,针对ORB-SLAM中的特征点提取为固定阈值的问题,本文提出了一种局部自适应阈值方法提取特征点。首先,对局部自适应阈值的计算方法进行了阐述,主要利用图像对比度设置自适应阈值;然后,在FAST算法基础上构建了高斯图像金字塔,采用灰度质心法解决特征点的尺度不变和旋转问题,在图像金字塔的每层图像中划分图像网格区域,并遍历计算每层图像网格区域的对比度来设置每个网格区域的局部阈值;最后,在每个图像网格区域中完成特征点提取并利用四叉树结构存储特征点。测试结果表明,本文算法在阴天场景提取的特征点数量比原算法提取的数量多61.9%,在光照充足场景下多23.3%;在阴天场景和光照充足场景下,本文算法提取的特征点数量的波动比原算法提取的特征点数量波动小。     

利用小波分析改进Brovey遥感影像融合方法

Brovey变换的遥感图像融合方法要求高分辨率全色波段和多光谱波段的光谱响应范围要一致或相近,从而限制了遥感数据的融合,存在着融合图像受噪点影响大、高分辨率影像零星细节保留过多等缺点。文中针对以上问题,引入了小波分析的方法进行改进。首先在小波多分辨率基础上对高分辨率影像进行去噪及边缘增强,然后在小波分析基础上与多光谱影像进行融合。通过实验发现,改进后得到的融合图像与原方法融合图像相比,细节信息更为突出,整体信息更为丰富,基本达到了改进的目的。     

Improved IHS Algorithm for Fusing High Resolution Satellite Images of Urban Areas

The intensity-hue-saturation method is used frequently in image fusion due to its efficiency and high spatial quality. The main shortage is its spectral distortion stemmed from replacement of intensity band with higher resolution image. In this study, a new method is introduced to improve the spectral quality of the Intensity-Hue-Saturation (IHS) algorithm. The goal of this study is to produce the fused image that has a better spectral and spatial quality with respect to the original images in term of visual comparison and the classification result. In this regard, an improved statistical approach is developed to combine an intensity band from IHS algorithm and an input high resolution image such as SAR or Panchromatic image. Then the intensity image is replaced by the combined image band. Final fused images are attained using the inverse IHS algorithm. The proposed fusion algorithm is tested on two data sets of: a) panchromatic and multi spectral bands of IKONOS image with the same acquisition date, and b) multi spectral and HH bands of IKONOS and TerraSAR-X images respectively with different acquisition dates. Moreover, the obtained results are compared with other fusion methods like IHS, Gungor, Brovey and synthetic variable ratio. The results show less spectral discrepancy of the proposed method comparing to other methods. Finally, the outcome of proposed method is classified and classification overall accuracy is improved by 5.6 and 2 percentage for data set ‘a’ and ‘b’ respectively.     

利用小波包变换和误差扩散的打印扫描图像水印算法

提出了一种基于小波包变换和误差扩散的打印扫描图像水印算法。首先对图像进行三层小波包分解,并将其作为水印嵌入到分解后的高频分量的低频子带,然后进行小波包重构得到嵌入水印的图像,再运用改进的噪声平衡误差扩散算法加网得到含水印的半色调图像。实验表明,该算法对于打印扫描过程的无意攻击具有良好的鲁棒性。     

像方和物方结合的线阵卫星核线影像生成方法

针对线阵卫星影像核线纠正问题,本文简要分析了现有方法的优劣势,并在此基础上提出一种将基于像方和物方相结合的核线纠正方法。其分为两步：首先在影像空间内对左影像进行分块并逐区域纠正,利用局部仿射拟合的方法实现左影像的核线纠正;然后利用物方投影基准面生成与左影像分辨率一致的右核线影像。试验结果表明,本文方法既能获取上下视差接近于零且优于对比方法的核线影像产品,又能够保证核线影像左右视差与高程的线性比例关系,尤其是3组较大核线曲率数据试验结果,证实了本文方法具有较好的稳健性和适用性,能够较好地应用到不同传感器的数据处理系统中。     

Comparison Between Four Methods for Data Fusion of ETM＋ Multispectral and Pan Images

Four data fusion methods, principle component transform (PCT), brovey transform (BT), smoothing filter-based intensity modulation(SFIM), and hue, saturation, intensity (HSI), are used to merge Landsat--7 ETMq- multispectral bands with ETM panchromatic band. Each of them improves the spatial resolution effectively but distorts the original spectral signatures to some extent. SFIM model can produce optimal fusion data with respect to preservation of spectral integrity. However, it results the most blurred and noisy image if the coregistration between the multispectral and pan images is not accurate enough. The spectral integrity for all methods is preserved better if the original multispectral images are within the spectral range of ETM pan image.     

Comparison between four methods for data fusion of ETM+ multispectral and pan images

Four data fusion methods, principle component transform (PCT), brovey transform (BT), smoothing filter-based intensity modulation (SFIM), and hue, saturation, intensity (HSI), are used to merge Landsat—7 ETM+ multispectral bands with ETM+ panchromatic band. Each of them improves the spatial resolution effectively but distorts the original spectral signatures to some extent. SFIM model can produce optimal fusion data with respect to preservation of spectral integrity. However, it results the most blurred and noisy image if the coregistration between the multispectral and pan images is not accurate enough. The spectral integrity for all methods is preserved better if the original multispectral images are within the spectral range of ETM+ pan image.     

利用极轨气象卫星监测滇池水体变化初探

本文选用不同时相NOAA极轨气象卫星AVHRR1、2、4通道遥感图像资料,通过图像增强处理,提取与水体中藻类、泥沙等有关的信息。结果表明,利用极轨气象卫星监测滇池水体宏观动态变化,是可行的,而且具有花费少、实时性强等特点。