从航空数字影像提取北极海冰形态参数的方法研究

在 1999年 7月至 9月的中国首次北极科学考察中 ,对北极密集冰区进行了航空数字相机遥感观测 ,获得一批高分辨率的不同类型海冰数字影像。探讨了利用数字影像分析海冰形态参数的方法。利用这些方法不仅可以分析海冰边缘、密集度、冰水比例等常规参数 ,而且可以获得卫星遥感尚无法探测的一些海冰形态的新参数 ,这些参数将增加对不同类别海冰的认识 ,对于研究北极融冰过程和冰区的海气相互作用提供有价值的手段和分析方法。给出的方法可以应用到中国渤海海冰和其它海域海冰的研究。     

航磁测量飞机飞行姿态影响及矫正

为消除航磁测量过程中由于飞机姿态变化而产生的感应磁场、涡流磁场等磁干扰,本文建立了干扰场模型,用补偿的方法对飞机飞行姿态产生的影响进行矫正。为验证方法的有效性,对M区实测航磁数据进行实时姿态矫正处理,结果显示,处理后的磁总场数据与国际标准地磁场基本吻合。证明本文提出的实时补偿方法能够消除飞机飞行姿态对磁测质量的影响。     

基于改进RANSAC算法的复杂建筑物屋顶点云分割

屋顶模型重建影响到建筑物完整模型重建质量,屋顶面点云分割质量对屋顶模型重建具有重要意义。针对传统RANSAC算法在屋顶点云面片分割时易产生错分割、过分割等问题,本文顾及点云位置信息,提出一种对点云重新分配的改进RANSAC点云分割算法。算法暂时剔除非平面内点,选取平面内点集中3个点作为初始样本,平面拟合判定邻域是否有效,从有效邻域中选取标准差值最小的3个点为初始模型。利用RANSAC算法对屋顶点云进行分割。利用K近邻算法统计误分类点与面片的距离降低误分类,优化过分割面片并进行连通性分析,利用距离及法向量一致性检验的方法重分配非平面内点。为验证本文算法有效性,选取芬兰Helsinki地区的3栋相互独立的复杂建筑物屋顶以及上海某小区的6栋建筑物群屋顶作为实验数据。在2组数据中,本文提出的改进RANSAC算法分割屋顶面片的平均准确率分别为92.17%、87.82%,78%的建筑物屋顶不存在过分割。在第2组数据中,所有分割面片上的点与其对应的最佳拟合平面的距离的标准差的平均值为0.030 m。实验结果表明,本文算法分割建筑物屋顶面片的准确率较高,较好的抑制了过分割现象,且抗噪能力强。     

基于ADS40无控条件的海岛礁地形测量方法研究

针对远离大陆的海岛礁地形测绘与高程基准转换困难的问题,基于ADS40航摄系统获取远离大陆的海岛礁区域遥感影像,按照GPS差分无地面控制点的空中三角测量模式实现海岛礁的地理定位,选择高精度的卫星测高模型实现海岛礁区域的高程基准转换。在某海域进行了ADS40测量作业与高程基准转换试验,结果表明,无地面控制点空中三角测量的平面精度达到0.587m;基于卫星测高模型进行垂直基准转换的精度与同步验潮水位观测法得到的高程传递精度相当。     

Accuracy assessment of airborne photogrammetrically derived high-resolution digital elevation models in a high mountain environment

High-resolution digital elevation models (DEMs) generated by airborne remote sensing are frequently used to analyze landform structures (monotemporal) and geomorphological processes (multitemporal) in remote areas or areas of extreme terrain. In order to assess and quantify such structures and processes it is necessary to know the absolute accuracy of the available DEMs. This study assesses the absolute vertical accuracy of DEMs generated by the High Resolution Stereo Camera-Airborne (HRSC-A), the Leica Airborne Digital Sensors 40/80 (ADS40 and ADS80) and the analogue camera system RC30. The study area is located in the Turtmann valley, Valais, Switzerland, a glacially and periglacially formed hanging valley stretching from 2400 m to 3300 m a.s.l. The photogrammetrically derived DEMs are evaluated against geodetic field measurements and an airborne laser scan (ALS). Traditional and robust global and local accuracy measurements are used to describe the vertical quality of the DEMs, which show a non Gaussian distribution of errors. The results show that all four sensor systems produce DEMs with similar accuracy despite their different setups and generations. The ADS40 and ADS80 (both with a ground sampling distance of 0.50 m) generate the most accurate DEMs in complex high mountain areas with a RMSE of 0.8 m and NMAD of 0.6 m They also show the highest accuracy relating to flying height (0.14‰). The pushbroom scanning system HRSC-A produces a RMSE of 1.03 m and a NMAD of 0.83 m (0.21‰ accuracy of the flying height and 10 times the ground sampling distance). The analogue camera system RC30 produces DEMs with a vertical accuracy of 1.30 m RMSE and 0.83 m NMAD (0.17‰ accuracy of the flying height and two times the ground sampling distance). It is also shown that the performance of the DEMs strongly depends on the inclination of the terrain. The RMSE of areas up to an inclination <40° is better than 1 m. In more inclined areas the error and outlier occurrence increase for all DEMs. This study shows the level of detail to which airborne stereoscopically derived DEMs can reliably be used in high mountain environments. All four sensor systems perform similarly in flat terrain.     

基于地形的LiDAR数据缺失区域填充方法研究

针对机载激光点云数据栅格化过程中出现的空白区域进行研究,在对邻近填充和最低点填充分析的基础上,提出基于地形的填充方法。对缺失数据边界进行一维形态学滤波得到其边界各点地形高,利用边界点构建不规则三角网进行地形内插填充。实验结果表明,地形填充法可适应不同原因造成的区域数据缺失,能够有效保证高程的连续性并可提高滤波精度。     

基于Otsu方法点云粗分类的渐进三角网滤波算法研究

针对传统渐进三角网滤波方法需要针对不同的地形条件频繁调整滤波参数,并且对低矮地物滤波效果较差等问题,结合图像分割中的Otsu方法,提出一种基于Otsu方法点云粗分类的渐进三角网滤波算法。在对原始点云数据粗分类的基础上,以点云类别属性引导滤波过程。实验结果表明,方法简单可行,可以有效地控制低矮点被误分类成地面点的可能性,提高滤波处理结果的准确性。     

基于参考DEM的机载InSAR定标方法

研究无人工靶标的干涉定标方法对促进机载InSAR技术在山区等复杂地形的测绘、制图等定量应用有重要的实用价值。本文提出一种新的基于参考DEM的干涉定标方法,在InSAR定标中用已知高程精度的参考DEM与待定标的InSAR系统生成的DEM进行比较,利用参考DEM模拟SAR图像,获得大量定标所需的控制点坐标来建立敏感度矩阵,并对敏感度方程的解算进行了改进,同时将干涉处理与定标过程相结合,改进了干涉处理过程,最后得到定标后的干涉参数并生成DEM,利用机载数据进行了实验验证,并分析了无人工靶标干涉定标实验结果的误差。     

岷江流域映秀—茂县段地震次生地质灾害分布规律及发展趋势分析

2008年汶川大地震引发了岷江流域映秀—茂县段极为严重的地震次生地质灾害。利用震后多期高分辨率航空遥感数据并结合解译标志,快速、准确地分析研究区灾害的分布规律及发展趋势,对科学指导灾后重建具有重要意义。次生地质灾害分布规律主要表现为:1滑坡、崩塌及其过渡类型——崩滑为主要的次生地质灾害类型(占90%以上);2次生地质灾害广泛分布在岷江两岸山坡,但在映秀—汶川段的发育程度和规模比汶川—茂县段大得多。研究区次生地质灾害发展趋势分析结果表明:1地震形成的滑坡体趋于稳定,但解译的21个潜在滑坡体中部分已出现活动迹象,其中斗簇和沏底关2个潜在滑坡群更为明显,应对其进行遥感连续动态监测;2泥石流为研究区今后最主要的灾害类型,其中映秀—汶川段为最主要的发生地段。     

基于机载LiDAR数据的区域林木信息提取

本文对LiDAR数据的各种滤波方法以及多次回波特性进行了综合研究,提出一种基于其多次回波特性进行林木信息提取的方法,并对该方法的可行性进行了实例验证,为探索LiDAR数据的应用提供了新的思路。