GF-4序列图像的云自动检测

以高分四号(GF-4)卫星L1级标准分幅数据产品提供高精度的云检测产品为目的,研究针对地球同步轨道卫星数据的云检测算法,改进自动阈值以适应同日不同时刻成像数据的辐射亮度与地表反射特性的变化差异。利用GF-4卫星凝视成像方式获取的同区域序列图像以及云在不同图像上的运动特性,结合自动阈值与SavitzkyGolay(SG)滤波修正检测结果中的误检。算法的两个关键预处理,一是通过自动的几何配准解决未经几何校正的分幅数据之间像素位置对应的问题,二是通过基于典型相关变换自动提取序列图像之间的伪不变特征点集,进而利用相对辐射归一减小了不同时刻成像数据之间的辐射差异。通过内蒙古自治区东部及长江中下游区域70余组数据对算法进行验证,整体上获得了稳定的结果与精度,并且基于序列图像的云检测算法在云边界、高亮地表及薄云区域的检测精度整体优于单幅自动阈值的检测结果。结果表明算法精度上满足GF-4云检测数据产品需求,且算法自动化程度高,便于工程化的数据生产。     

FY 2双星亮温归一化及其在台风个例中的应用

针对台风业务应用中发现FY-2D和FY-2E双星观测存在亮温差过大的问题,本文以2010年台风鲇鱼（Megi）为例,利用2010年10月17日1030-1230UTC的FY-2D／E红外1通道数据,提出了双星亮温归一化的解决方法,结果如下：（1）采用CDF（Cumulative Distribution Function）匹配法对双星亮温进行归一化处理,可有效利用FY-2D和FY-2E双星观测结果。个例分析表明,经归一化处理以后,双星的PDF（Probability Distribution Function）分布更趋一致,甚至在很多地方出现重合,归一化效果良好。在台风定强分析,如ADT（Advanced Dvorak Technique）算法中,归一化处理可作为数据预处理的一部分内容,不影响后面的算法和流程。（2）以MTSAT为基准,经CDF匹配法对FY-2D和2E的TBB分别进行归一化处理,将使得FY-2的亮温与MTSAT具有可比性,便于比较国内外的台风定强分析结果和算法差异。     

过渡带拼接地震资料处理方法研究

本文针对滩海过渡带及多个相邻区块资料拼接的工区情况,提出了一系列的解决方案:包括匹配滤波因子的计算、时差的判别、相位差判别,频率匹配,异常能量压制,振幅补偿等联合处理方法,最终很大程度上实现了包括能量差、频率差、时差以及相位差的消除,有效解决了由于滩海过渡带地表条件极其复杂,地震激发、接收环境差、差异大而引起的地震资料分辨率与信噪比低、成像和一致性差的问题.     

数字正射影像元数据检查方法研究

根据国家基础地理信息中心提供的正射影像元数据和要求检查的内容,给出了正射影像元数据的检查方法。对所有元数据进行了检查,给出了检查结果并对其检查结果进行了质量评价。     

一种基于分块策略的SIFT特征快速提取与匹配方法

通过研究基于GPGPU的SIFT特征匹配,提出一种通过分块处理实现大面阵遥感影像快速匹配的方法。首先采用鲁棒性强的随机采样一致性算法来估计待匹配影像间的单应关系并剔除误匹配点;然后通过单应关系找到待匹配影像间的重叠区域,进而实现大面阵遥感影像的分块SIFT特征提取和匹配。试验证明该算法可较快提取相应航摄测区的同名像点,为后续进行的光束法区域网平差提供了鲁棒的数据源。     

基于参考图像的行星遥感图像自动几何精纠正

针对行星多探测任务获取的海量遥感数据,提出一种基于现有参考图像匹配策略优化的自动几何精纠正技术方案。考虑到某些新传感器图像与已有参考图像的分辨率相差较大,提出了利用中间分辨率图像作为过渡的间接匹配策略;另外,针对月球和火星典型探测任务的遥感图像给出了相应参考图像的选取方法。选取嫦娥一号(CE-1)、嫦娥二号(CE-2)CCD图像和火星高解析度科学实验成像照相机(HiRISE)图像进行实验。针对CE-1和CE-2图像数据,选取月球侦察轨道飞行器宽角相机(LROC)图像作为参考;而针对HiRISE图像数据,选择以背景相机(CTX)图像为过渡、火星热辐射成像系统(THEMIS)图像为参考。利用自动匹配获取一定量的控制点,实现了行星遥感图像的自动几何精纠正。通过人工选取的检查点对纠正后图像进行精度评价的结果表明,所提出的自动几何精纠正方案是有效的,利用自动选取的控制点进行纠正后的图像定位精度明显提高,对月球和火星遥感图像的几何处理有实用价值。     

深度卷积特征表达的多模态遥感影像模板匹配方法

多模态遥感影像间(光学、红外、SAR等)存在显著的非线性辐射差异,传统方法难以有效地提取影像间的共有特征,匹配效果不佳.鉴于此,本文将深度学习方法引入影像匹配中,提出了一种基于Siamese网络提取多模态影像共有特征的匹配方法.首先通过去除Siamese网络中的池化层和抽取特征来优化该网络,保持特征信息的完整性和位置精度,使其可有效地提取多模态影像间的共有特征,然后采用模板匹配策略,实现多模态遥感影像高精度匹配.通过利用多组多模态遥感影像进行试验,结果表明,本文方法的匹配正确率和匹配精度都优于传统的模板匹配方法.     

SIFT和SVD相结合的GF-2影像感知哈希算法

为解决GF-2影像在传输、存储及实际使用中面临的局部篡改问题,本文提出了一种用于GF-2影像完整性认证的感知哈希算法。首先采用固定分块的方式,将整幅影像分割成多个子块,运用SIFT算子提取子块的关键点特征信息;然后采用SVD方法提取SIFT关键点特征信息的特征值,选取其中较大的10%特征值构建子块的感知哈希序列;最后串联所有子块的感知哈希序列生成整幅影像的感知哈希值。在影像认证过程中,通过计算原始影像与待认证影像的感知哈希值的差异,从而实现对影像内容的认证。试验表明,该算法能够实现GF-2影像中地物篡改的检测与定位,同时对LSB水印嵌入、DAT格式转换及BMP格式转换等内容保持操作具有良好的稳健性,为GF-2影像的安全使用提供保障。     

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。     

预建高精度地图的封闭区域UGV自动驾驶导航定位

针对封闭区域UGV自动驾驶应用,本文提出了一种基于平面高精度地图的导航定位方法。该方法利用三维激光扫描数据采用预定义的栅格地图概率值建立多分辨率地图,在保证定位精度的同时提高定位效率,采用极大似然估计获取载体位姿初值并将IMU数据用于计算高斯-牛顿法搜索初值。试验结果表明,基于激光扫描的二维地图构建与匹配定位方法能有效解决帧与帧匹配误差快速累积问题,可以高效地使用已有地图进行连续高精度的载体定位。