基于直方变差图的土地覆盖数据集多尺度精度评价

针对目前精度评价尺度单一的问题,提出基于直方变差图的多尺度精度评价方法,分别在像元尺度和亚像元尺度进行土地覆盖数据集精度评价。在像元尺度利用驻点作为采样工具直接评价数据集精度;亚像元尺度上,则利用非严格定义的驻点和驻点直方变差图对不同面积和空间结构的优势类进行精度评价。并以浙江北部典型区域为实验区,Landsat TM/ETM+为参考数据,对UMD、IGBP DISCover、MOD12Q1-2001、GLC2000、GlobCover2009等5种大尺度土地覆盖数据集进行多尺度精度评价实验。结果表明,多尺度精度评价方法能够全面地评价土地覆盖数据集的精度,提供更加丰富的多尺度精度信息。像元尺度精度评价可在一定程度上消除由于参考数据与数据集间的空间匹配造成的误差,评价结果更加客观;亚像元尺度精度评价能有效反映亚像元尺度优势地物面积及空间结构与精度的关系。     

基于AutoCAD的正射影像图自动化配准方法及实现

根据我国大多数城市正射影像图按标准图幅贮存的特点,建立了影像图中像素坐标和实际地理坐标的对应关系,在详细分析AutoCAD平台中影像图配准方法和影像配准文件结构及内容的基础上,采用VB 6.0,通过程序代码的编写,实现了该平台中正射影像图的自动化、批量化配准,大大提高了影像配准和入库效率。     

室内定位多传感器的空间配准

针对卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题,该文对无法使用卫星定位时的辅助手段之一——室内定位技术作了研究。室内定位多传感器信息融合需要在统一坐标框架下进行,传统的空间配准解决方案多为简单的"松组合"加工。该文给出了多传感器空间配准数学模型,通过构造极大似然函数估计传感器间的位置偏差,采用粗估计与高斯牛顿迭代估计的两步法求解,并用仿真算例验证了该文所采用算法的有效性与正确性。     

3Dsurs系统中GPS与LS空间配准

3Dsurs系统中,GPS与LS空间配准是系统集成的关键技术之一。本文在建立传感器空间坐标系模型的基础上,采用六参数转换法,应用徕卡Axyz工业测量系统,借助于中间坐标系统,实现了GPS和LS间空间位置关系配准;结果表明:配准方法和手段可靠,可达到较高精度。     

基于特征空间的航空影像自动配准算法

为解决图像配准的出界点、噪声干扰等问题,提出一种基于特征空间的航空影像配准算法.该算法采用改进的Harris算子提取特征点(角点),并建立角点特征空间,根据三级匹配策略,实现特征点的匹配,完成图像配准.实验结果表明,该算法在旋转、缩放、噪声等多种因素的影响下具有良好的配准效果,特别是对于小重叠区域(具有75%以上出界点)的图像对,配准效果良好.     

基于梯度互信息的光学影像和LIDAR强度图配准

LIDAR(激光雷达)数据与其相应的光学影像数据具有诸多互补性,通过配准将这两种影像数据纳入到统一的坐标系下,是实现多源数据融合处理的前提。提出一种顾及两影像空间梯度信息的互信息配准方法。利用高斯核函数构成梯度向量,并结合互信息作为相似性测度,使用粒子群优化算法作为搜索策略;设计在相同投影方式下的LIDAR强度图和航空光学影像的局部配准试验,验证了配准方法的有效性。     

一种利用物方定位一致性的多光谱卫星影像自动精确配准方法

提出了一种基于物方定位一致性的卫星多光谱影像自动配准方法。首先采用类似于相对定向的方式恢复各波段影像间精确的相对几何成像关系;然后基于同名像元物方定位一致性的约束条件,在无需影像匹配的情况下实现子像素级的多光谱影像自动配准。该方法是一种真正几何意义上的配准,波段间的纠正模型为严密几何成像模型,不仅在理论上具有严密性,而且配准结果与影像质量无关。为了验证本文方法的正确性和可行性,对资源三号卫星的多光谱影像进行了实验。目前该方法已应用于卫星影像预处理软件中。     

基于直线特征和谱图理论的光学与SAR图像配准

针对可见光与SAR图像配准问题,提出了基于直线特征和谱图理论的配准方法。通过提取图像的直线特征求交点,再利用特征点集构造Voronoi图,结合谱图理论寻找匹配的Voronoi多边形,从而获得配准参数,最后根据仿射变换模型得到配准结果。实验结果表明,与传统配准算法相比,本文配准方法普适性好、配准效率高。     

基于空间约束和结构特征的光学与SAR影像配准

针对光学和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像间的几何形变和辐射差异造成的配准困难问题,提出一种基于空间几何约束和结构特征的光学影像与SAR影像自动配准方法.首先,利用分块的Harris算子在输入影像上提取分布均匀的特征点,根据有理函数模型对输入影像进行局部几何纠正,实现输入影像...     

基于谱运算的复相关函数法在干涉复图像配准中的应用

复图像配准是干涉SAR处理中的关键步骤之一,要求配准精度达到0.1个像元的水平,而控制点的精确定位是复图像配准中的核心环节.尽管前人提出采用复相关系数法、信噪比法、平均扰动函数法等算法,但他们都是基于滑动窗口的算法,运算效率低.在分析前人算法的基础上,引入基于谱运算的复相关函数算法实现控制点的亚像元级精确定位,分析比较了算法的计算复杂度.应用该算法对我国某地区ERS-2的SLC数据进行了实验,生成了干涉图像,并进行了相干性分析,证明了该算法的可行性和稳健性.实验研究证明即使在主从图像时间间隔较大、相干性差的情况下,应用该算法也能获得干涉条纹图.     

A combined image matching method for Chinese optical satellite imagery

Image matching is one of the key technologies for digital Earth. This paper presents a combined image matching method for Chinese satellite images. This method includes the following four steps: (1) a modified Wallis-type filter is proposed to determine parameters adaptively while avoiding over-enhancement; (2) a mismatch detection procedure based on a global-local strategy is introduced to remove outliers generated by the Scale-invariant feature transform algorithm, and geometric orientation with bundle block adjustment is employed to compensate for the systematic errors of the position and attitude observations; (3) we design a novel similarity measure (distance, angle and the Normalized Cross-Correlation similarities, DANCC) which considers geometric similarity and textural similarity; and (4) we introduce a hierarchical matching strategy to refine the matching result level by level. Four typical image pairs acquired from Mapping Satellite-1, ZY-1 02C, ZY-3 and GeoEye-1, respectively, are used for experimental analysis. A comparison with the two current main matching algorithms for satellite imagery confirms that the proposed method is capable of producing reliable and accurate matching results on different terrains from not only Chinese satellite images, but also foreign satellite images.     

基于GIS的种植业结构调整及空间匹配技术的实现——以河北省正定县为例

本文依据河北正定县原始农业数据,综合考虑各种因素建立模型,对各种作物种植结构进行调整和效益分析,并利用MAPOBJETS控件和VB使种植前后的面积值显示在相应的地块上,实现了决策结果与空间位置的空间匹配。     

卫星高度计的北太平洋中尺度涡时空分析

本文利用1993年—2012年AVISO卫星高度计融合数据,识别和追踪了北太平洋海域(100°E—77°W,0°N—70°N)20年的中尺度涡。统计分析了北太平洋中尺度涡的生命周期、振幅、移动速度等属性特征、空间分布和运动特征、季节、年际和年代际的变化趋势及其与ENSO的关系。结果表明:北太平洋中尺度涡的平均寿命为6.9周,平均振幅为8.44 cm,平均速度为6.4 cm/s;随着纬度的增加,反气旋涡的生命周期和振幅差异较大,气旋涡差异较小,涡旋的移动速度随纬度的增加逐渐减少。在空间分布上,日本东部的黑潮延伸区、加利福尼亚海岸和阿拉斯加湾是涡旋的高发区,其中黑潮延伸区分布最为密集;涡旋大多数向西运动,只有少数涡旋向东传播,移动过程中反气涡旋表现为向赤道方向偏移,气旋涡向极地方向偏移,且具有明显的非线性特征。在季节、年际尺度上,春季和夏季是涡旋高发的两个季节,秋季和冬季生成的涡旋相对最少,在加利福尼亚沿岸涡旋的季节差异较明显;涡旋数量的年际变化与ENSO事件具有明显的相关性,1993年—2002年厄尔尼诺年生成的涡旋较多,而拉尼娜年生成的涡旋较少,2003年—2012年则是厄尔尼诺年生成的涡旋较少,而拉尼娜年生成的涡旋较多。     

资源卫星影像匹配粗差筛除算法设计与实现

针对影像匹配传统光束法模型的缺点,该文提出了一种基于不规则三角网(TIN)的局部面元粗差筛除算法。该算法从匹配点集出发,通过遍历TIN结点构建局部面元模型并计算坐标向量,然后根据向量的统计规则确定粗差及其限差,并完成匹配粗差筛除。基于ZY-1-02C卫星影像数据,对该算法进行了设计与实现。实验结果证明,该算法准确性、健壮性较好,具有良好的时间复杂度,可以避免传统算法的大量计算,提高遥感数字产品的自动化程度,也为误差处理理论提供了一个新方法。     

局部特征匹配的卫星影像几何偏差估计可行性分析

几何定位偏差是评估卫星影像质量的重要参数之一。本文利用特征匹配方法进行卫星影像几何偏差估计,并对该方法的可行性进行分析。首先,选取包含典型地物的局部卫星影像构建路标基准影像库;其次,采用局部点特征描述子对卫星影像与路标基准影像库进行亚像素提取与匹配,确定同名像点,然后为提升同名像点匹配精度,提出了顾及空间关系与几何一致性约束的匹配策略,继而,对卫星影像与路标基准影像库的匹配像点进行内插计算,获取同名像点的地理空间坐标;最后,通过差值计算得到卫星影像相对路标基准影像的偏移参数,完成几何偏差估计和可行性分析。本文以我国风云卫星为例,选取包含海岸线、湖泊、山脉、河流及岛屿的局部卫星影像集构建路标基准影像库,并选用SIFT、SURF、ORB 3个局部特征进行测试分析。测试结果表明,基于局部特征匹配策略对卫星影像几何偏差估计的系统误差小于0.1像素,定量地证明了局部特征匹配方法对卫星影像几何偏差估计的可行性。     

空间数据挖掘技术及其在数字矿山中的应用

随着数字矿山的不断深入与开展,矿区的历史与现实数据量会越积累越多,数据处理会越困难。如何及时有效地分析处理这些海量数据,从这些数据背后挖掘出隐藏着的重要信息,为矿区的安全生产起到决策与支持作用,数据挖掘也就应运而生。本文就是在分析空间数据挖掘的基本方法的基础上,针对矿区错综复杂的大量数据及需要解决的问题,对空间数据挖掘技术应用于矿山作了探讨。     

Accuracy assessment of high resolution satellite imagery orientation by leave-one-out method

Interest in high-resolution satellite imagery (HRSI) is spreading in several application fields, at both scientific and commercial levels. Fundamental and critical goals for the geometric use of this kind of imagery are their orientation and orthorectification, processes able to georeference the imagery and correct the geometric deformations they undergo during acquisition. In order to exploit the actual potentialities of orthorectified imagery in Geomatics applications, the definition of a methodology to assess the spatial accuracy achievable from oriented imagery is a crucial topic.In this paper we want to propose a new method for accuracy assessment based on the Leave-One-Out Cross-Validation (LOOCV), a model validation method already applied in different fields such as machine learning, bioinformatics and generally in any other field requiring an evaluation of the performance of a learning algorithm (e.g. in geostatistics), but never applied to HRSI orientation accuracy assessment.The proposed method exhibits interesting features which are able to overcome the most remarkable drawbacks involved by the commonly used method (Hold-Out Validation — HOV), based on the partitioning of the known ground points in two sets: the first is used in the orientation–orthorectification model (GCPs — Ground Control Points) and the second is used to validate the model itself (CPs — Check Points). In fact the HOV is generally not reliable and it is not applicable when a low number of ground points is available.To test the proposed method we implemented a new routine that performs the LOOCV in the software SISAR, developed by the Geodesy and Geomatics Team at the Sapienza University of Rome to perform the rigorous orientation of HRSI; this routine was tested on some EROS-A and QuickBird images. Moreover, these images were also oriented using the world recognized commercial software OrthoEngine v. 10 (included in the Geomatica suite by PCI), manually performing the LOOCV since only the HOV is implemented.The software comparison guaranteed about the overall correctness and good performances of the SISAR model, whereas the results showed the good features of the LOOCV method.     

空间数据重复记录的清理方法研究

在空间数据的更新过程中,需要利用多种数据源对现有数据进行更新,这样可能会导致在获得的空间数据中出现重复记录。利用计算机自动对这些重复记录进行检查处理,将会极大地降低数据生产者的工作量。本文根据在数字制图系统研制过程中所遇到的此类问题,提出了对重复空间数据进行检查与处理的方法,并在所研制的数字制图系统中得到了应用。     

基于空间粒度的矢量空间数据比例尺估算方法

志愿者地理信息近年已得到广泛应用,鉴于有些来源数据可能缺少比例尺说明,因此对矢量空间数据比例尺的估算十分必要。本文提出了一种通过计算和统计矢量空间数据的空间粒度,估算矢量空间数据比例尺的方法。首先,以道路要素为例选取多种空间粒度,包括单类别道路空间数据的最短直线段长度和弯曲的最小面积等,并通过线性插值方法拟合空间数据比例尺估算函数;其次,以北京市1∶25万、1∶100万、1∶400万比例尺道路矢量空间数据作为试验样本数据,详细阐述了基于空间粒度估算比例尺的过程;然后,统计了不同类型空间粒度的数量分布,基于开方根规律量化了比例尺与空间粒度单元数量之间的对应关系;最后,试验验证了该方法的可行性和有效性,有利于多尺度多源数据的融合和应用。