基于GeoTrellis的海量栅格数据计算分布式系统建设

为实现海量栅格数据的分布式处理,本文基于Hadoop和Spark分布式计算技术,结合开源框架GeoTrellis地理处理引擎,设计并实现了一个海量栅格数据的分布式计算系统.重点探讨了海量栅格数据分布式存储和计算架构,并基于GeoTrellis设计并实现了该分布式计算系统.最后,以10 m分辨率的全球地表覆盖地图对系统计算性能进行测试,结果表明:基于GeoTrellis开发的分布式计算系统能够有效地提升海量栅格数据的处理能力.     

基于乘积模型的极化SAR滤波

提出了一种基于乘积模型的极化SAR滤波方法。首先基于乘积模型分离纹理信息和极化信息,然后分别独立地进行滤波,最后再合成协方差矩阵。实验表明,本方法有效可行,有较好的极化保持性能。     

自适应高斯滤波与SFIM模型相结合的全色多光谱影像融合方法

全色-多光谱影像融合技术可以显著提高遥感影像的地物判别能力,但是空间信息融入度与光谱信息保真度是相互矛盾的一组性质,一般方法往往无法平衡这两方面。SFIM算法具有良好的光谱信息保持能力,但是其空间信息融入度较差,影响了整体的融合效果。为此,本文分析了SFIM模型的原理与特点,提出一种自适应高斯滤波与SFIM模型相结合的全色多光谱影像融合方法（AGSFIM）。以均值调整后的多光谱整体平均梯度为标准来计算高斯滤波的最优参数,将下采样全色影像的清晰度调整至同样水平,以保证融合结果的空间信息融入度与光谱信息保真度之间的平衡。利用6种融合算法对“北京二号”（Beijing-2）、“资源三号”02星（ZY-3 02）数据进行对比试验,表明在良好的光谱保持能力的前提下,改进方法可以有效克服SFIM算法空间信息融入不足的缺点。     

基于Gabor纹理描述的遥感影像分割

本文引入了在不同影像层次上的Gabor纹理特征,采用分裂-合并加智能像素精致的方法,实现遥感影像的非监督分割。实验结果表明采用Gabor滤波器为基础的多分辨率分析来描述高分辨率遥感影像的纹理特征,可以明显地描述影像的高、低频特征,并且基于Gabor纹理特征进行遥感影像的分割是有效的;将本文方法的分割结果与经典的eCognition分割结果进行了对比试验,表明本文方法的分割结果较好。     

基于仿射变换的新型遥感传感器成像模型

从平行投影的几何关系分析、投影性质的转换、严格仿射变换数学模型的建立等方面,研究基于仿射变换的传感器成像模型,给出实验结果和分析结论。实验结果表明,该方法可以产生一个精度高并且稳定的模型定向结果。     

基于CORBA技术的WebGIS应用模型

文章对WebGIS解决方案的发展趋势CORBA技术作了较为全面的探讨；并把CORBA技术和其它分布式对象技术作了比较，而且给出符合CORBA规范的GIS应用框架。     

基于CUDA的高效并行遥感影像处理

近年来,随着空间遥感技术的发展,使得遥感影像数据呈几何级数增长,遥感影像的处理面临数据量大、密集度高、计算复杂度高和运算量大等问题。在分析最新GPU（图形处理单元）的并行架构和统一计算设备架构（CUDA）灵活的可编程性的基础上,提出了一种基于CUDA的遥感影像的高效处理方法,以遥感影像处理中常用的快速傅里叶变换、边缘检...     

基于自适应共振模型的遥感影像分类方法研究

人工神经网络（ANN）是人视觉和服的基本功能的抽象、简化和模拟。在对遥感影像的综合解释应用中，与传统的统计方法和符号逻辑方法相比较，ANN更接近人对影像的视觉解译分析过程。自适应共振理论（ART）是一种自组织产生认知编码的神经网络理论，其自组织、反馈式增量学习机能，能兼顾适应性和稳定性，克服了一般神经网络学习速度慢、网络结构难以确定、局部最小陷阱等缺陷。以FUZZY－ART和ARTMAP为基础，提出基于ART遥感影像非监督和监督分类的一般模型，并以实际上土覆盖分类和城市结构信息提取为应用实例，通过与传统统计方法和一般ANN分类器相比较，ART具有正确率更同、学习速度快、自适应性等优点，是复杂数据分类和信息提取的有效工具。     

基于Snake模型的水体提取

引入Snake模型,并对其进行改进,在水体内部构造初始轮廓线,通过轮廓线的膨胀变形拟合水体边界,从而实现对水体的提取。实验分析证明此方法整体效果较好。     

多尺度引导滤波对多光谱遥感影像分类精度的影响

由于地物的复杂多样性,准确识别其分类精度对遥感数据处理具有重要意义。为提高多光谱遥感数据的分类精度,本文以Landsat 8数据为基础,提出不同尺度引导滤波特征融合NDVI与NDBI的方法,进行多光谱遥感图像的分类。首先,提取多光谱数据第一主成分作为引导图像,原图像为输入图像,依次提取滤波半径为2、4、6、8的引导滤波特征集;然后,将不同滤波半径的引导滤波特征集与图像NDVI与NDBI特征进行融合,采用支持向量机的方法进行监督分类,以此探究不同尺度的引导滤波对多光谱遥感影像分类精度的影响。试验结果表明：(1)引导滤波在去除噪声的同时能够较好地保留图像的边缘特征;(2)引导滤波可以提高多光谱遥感影像的分类精度,不同大小引导滤波半径图像在分类方面与原图像相比,较其分类精度均有不同程度的提升,最高总体精度达99.776 3%,Kappa系数为0.997 1;(3)不同尺度的引导滤波会得到不同的分类结果,当滤波半径R=2时,图像的分类精度最高。     

可扩展的迭代自组织分析并行处理算法

随着遥感影像数据量的增加,传统非监督分类迭代自组织分析(ISODATA)算法的运算将十分耗时,应用并行计算技术能够有效解决该性能瓶颈。针对现有基于并行计算模型MapReduce的遥感迭代自组织分析并行算法存在的局限性,提出一种可扩展的基于MapReduce的迭代自组织分析并行处理算法。该算法通过其包含的全局子采样算法、聚类中心点集合过滤算法以及聚类映射算法,有效克服了现有并行算法中存在的不足。实验结果表明,在同等规模遥感计算中,该算法效率高于现有并行处理算法,具有良好的加速比,且在处理更大的影像块时具有更高的精度。     

分布式并行计算技术在遥感数据处理中的应用

阐述了遥感影像数据并行处理的结构层次、计算模型、同步通信等问题,实现了在PC机群上对遥感影像线性拉伸的并行处理,证实了其实用性和有效性。     

基于Gabor滤波和局部特征点密度的居民区提取

通过对高空间分辨率遥感图像(简称高分图像)中的居民区纹理结构信息的分析,提出了一种基于Gabor滤波和局部特征点密度的居民区提取方法。该方法首先对高分图像进行多方向Gabor滤波,得到多个方向的幅值信息,并通过阈值处理和筛选后处理获取图像的特征点;然后对特征点求取局部密度,获取居民区的范围;再用数学形态学变换进行细微处理,最终提取出图像中的居民区。以World View2真彩色图像为实验数据对不同方法进行验证及对比分析的结果表明,该方法具有较高的提取精度和计算效率。     

时空遥感云计算平台PIE-Engine Studio的研究与应用

随着遥感大数据时代的到来,为快速处理和分析海量遥感数据,国内外涌现了众多遥感云计算平台,使得全球尺度、长时间序列遥感数据的快速分析和应用成为可能。本文在分析国内外遥感云计算平台现状的基础上,针对大数据时代国内缺少功能完备的遥感云计算平台,且国外遥感云计算平台对国产卫星数据支持不足等问题,基于容器云技术,构建了包含国产卫星数据且集数据、算力和技术于一体的时空遥感云计算平台PIE（Pixel Information Expert）-Engine Studio,实现了脚本驱动的遥感数据的按需获取以及海量数据的快速处理。采用Landsat 8数据,以生长季植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）的计算为例,对比了本平台与GEE（Google Earth Engine）的数据处理能力。结果表明,由于计算资源的限制,本平台的计算和导出时间均比GEE稍长,但计算结果的空间分布一致,其中近68%的值均分布在（0.48,0.77）,且二者差值的95.33%集中在（-0.13,0.13）,结果较为可信。因此,本文构建的基于共享、开放的中国自主遥感云计算平台PIE-Engine Studio,可为地球科学领域的研究提供数据和算力支持,将有助于推进中国遥感云计算平台的发展进程,推动国产卫星数据在云计算平台上的应用。     

结合二维EMD与自适应高斯滤波的遥感卫星影像去噪

传统的遥感影像去噪方法在去除影像噪声时,往往会造成去噪后影像细节信息丢失和模糊的问题。本文将二维EMD去噪理论用于遥感影像的去噪,提出了二维EMD与自适应高斯滤波相结合的遥感影像改进去噪算法。在去噪时能够保留低频信息不变,只对影像高频信息进行二维EMD分解后的不同频率IMF分量图作自适应高斯滤波去噪,从而更好地对含噪影像进行去噪。两组试验对比分析表明：本文算法具有较大的峰值信噪比、平均梯度和结构相似性,具有较小的均方根误差;并且边缘检测结果也表明,噪声在被滤掉的同时,经本文算法去噪后的影像能较多和更好地保留原始影像的细节信息和边缘轮廓信息,具有更好的去噪效果。     

基于子带内小波系数相关性的遥感图像滤波

滤波是遥感图像处理和应用过程中必不可少的一个环节.传统的小波域滤波方法对所有的细节小波系数逐一进行独立的收缩处理,而没有顾及小波系数之间的相关性,因而不具备较强的鲁棒性和适应性.文中提出一种基于小波系数聚集性分布的滤波策略.该方法认为小波系数的分布具有集中性,对当前的系数在邻域内计算其能量,而后将其纳入系数的收缩策略,...     

基于增强小波ECW的遥感图像压缩研究

基于小波变换的图像压缩方法能在高压缩比的前提下保持好的重建图像质量,小波变换的编码技术被广泛地应用于图像的压缩中。但这些传统的小波压缩技术及改进算法,都需要构造复杂的小波基、小波函数,算法复杂,制约了在实际中的广泛应用。而最新发展的增强小波技术较传统的小波技术ECW在压缩率、压缩速度、压缩编码方面均有了新的突破,利用ECW SDK二次开发包,可在应用系统中直接嵌入ECW技术进行遥感影像压缩,避免了传统的小波技术算法复杂等弊端。实践表明该方法是一种有效的、可以在实际中广泛应用的遥感图像压缩方法。     

基于GPU并行计算的巨幅遥感影像坐标转换研究与实现

随着航空航天遥感技术的不断发展,以遥感影像为代表的栅格数据分辨率越来越高,遥感影像处理呈现出数据量大、复杂度高的特点。近年来,通用GPU的运算性能不断提高为加速密集运算提供了新的途径,目前,采用GPU并行技术进行遥感影像处理成为新的研究热点。本文提出了基于GPU并行计算的巨幅遥感影像坐标转换方法,实践证明,相比于传统的转换方法基于GPU的算法有较为明显的提速。     

利用流水线技术的遥感影像并行处理

针对现有的OpenMP和直接的线程并行法难以对遥感影像处理链进行加速的问题,引入流水线概念对复杂的功能链进行并行加速,提出了基于流水线技术的遥感影像并行处理方法。影像处理实验验证了流水线在遥感影像多级连续处理方面的优势。     

并行处理技术在全球海量地理信息数据质量控制中的应用

针对全球海量地理信息数据成果数据量大、数据类型丰富、质量检查内容多的特点,本文将分布式并行计算技术、多线程技术应用到地理信息数据质量控制体系中,基于MapReduce框架实现了多源多时相海量数据并行质量控制,把算法结构由一个周期执行一个操作改造为一个周期执行多个操作的并行处理,从根本上解决重复操作多、计算慢的质量检查难题。选取核心矢量要素、DOM成果、DEM成果作为典型数据案例开展效率对比试验。试验结果表明,该技术方案的处理效率比传统技术方案提高2~3倍,有效地压缩了任务执行时间,节约了任务执行成本,实现了对海量地理信息数据的快速质量控制,保障了全球地理信息数据的成果质量。