视频测量影像序列椭圆形人工目标点快速识别和跟踪方法

针对视频测量建筑物健康监测获取海量影像序列数据快速、准确识别和跟踪目标点的需求,提出基于影像块技术的椭圆形目标点识别和跟踪完整算法。该算法采用影像分块技术降低数据处理量,实现椭圆形目标点跟踪,集成数学形态学和椭圆几何属性特征,消除图像块边缘检测的非椭圆边缘信息,实现椭圆轮廓的提取,并采用最小二乘法拟合椭圆中心实现亚像素定位,快速、准确地实现视频测量建筑物健康监测椭圆形目标点的识别与跟踪。试验结果表明该方法获取的椭圆中心点像素坐标的RMS残差优于0.025个像素,且相对于随机Hough变换和模板识别算法,跟踪效率提高5倍以上。     

道路网络示意图的多边形生长算法

道路网络示意图是实体网络的抽象表示,因其更加符合人的认知习惯,在地图服务与地图制图领域已得到初步应用。以路径为单位的网络示意图自动生成算法只顾及节点与线段的局部布置,且较难以维护网络拓扑一致性。本文以闭合多边形(网眼)为基本单位,利用网眼的独立性与邻接性,提出了多边形生长算法,核心思想是将道路网络分类为闭合多边形与非闭合线段,以闭合多边形提取、映射、优化为主线,辅助组合非闭合线段。算例分析验证,本算法在网络均衡分布及拓扑一致性方面具有优势。     

动态气溶胶模型的PARASOL多角度偏振卫星气溶胶光学厚度反演算法

在卫星气溶胶反演中,如何确定研究区域的气溶胶模型直接影响目前大多数卫星遥感算法的气溶胶光学厚度反演精度。本文基于气溶胶自动观测网(AERONET)典型类型的动态气溶胶模型,提出了一种基于动态气溶胶模型的气溶胶光学厚度反演算法,并将其运用到PARASOL(Polarization and Anisotropy of Reflectance for Atmospheric Science coupled with Observations from Lidar)卫星的反演中。针对华北地区2012年的PARASOL卫星观测数据,应用动态气溶胶模型反演算法反演气溶胶光学厚度,并与地面观测站点进行对比验证,结果显示通过气溶胶模型选取与反演结果的迭代约束,在865 nm反演的气溶胶光学厚度与地基观测的相关程度(R2)达到0.71,均方根误差(RMSE)为0.15,与PARASOL气溶胶产品相比一定程度提高了反演结果的精度。     

线性回归参数的总体最小二乘估计新算法

将一元线性回归总体最小二乘平差模型展开后,以因变量和自变量改正数的平方和最小为约束条件,推导其总体最小二乘的迭代算法,并将模型扩展到多元线性回归,进一步得到线性回归模型的总体最小二乘算法。通过实例分析,证明算法的可行性和合理性。     

结合LOG算子和大津法的遥感影像边缘检测方法

针对遥感影像具有丰富的细节和混合噪声,采用传统高斯拉普拉斯(LOG)算子难以有效地提取遥感影像地物边缘信息,文章提出一种结合LOG算子和大津法(Otsu法)的遥感影像地物边缘信息提取算法。此算法采用中值滤波对原始影像进行消噪,利用Otsu算法对滤波后影像进行自适应阈值分割得到目标影像,采用LOG算子对目标影像进行边缘信息提取。以安宁某区域的遥感影像为例,实验结果表明,提出的算法与传统LOG算子相比,具有更高的提取精度,能有效地提取出遥感影像的真实边缘、减少伪边缘。     

多星座参考站接收机钟差的估计方法研究

多星座数据融合处理时,由于接收机钟差和信号传播延迟的影响,导致信号发射时刻的卫星位置不能精确求定。在定位解算里,可以通过星间差分消除与光速有关的接收机钟差影响,然而与卫星径向速度有关的接收机钟差项却得不到消除。该文详细分析了多星座接收机不同钟差值的产生原因,推导了卫星径向速度对站星距的影响,提出了一种针对多星座的单基准站接收机钟差估计方法,通过统一修正各星座卫星位置,有效消除了与卫星速度有关的接收机钟差项的误差,并且适用于存在1ms时钟跳跃的接收机,实现多星座融合的高精度定位。     

一种基于球体分片射线的大数据体渲染方法

针对大数据量、大范围对象的体渲染效果不够精细美观的问题,文章提出了一种基于球体分片射线的体渲染方法:通过将立方体形式的数据组织转变为环绕球体的弧形数据组织方式,并对体数据依次分片,逐片进行渲染。详细论述了该方法的原理及流程,并在某四维气象演示系统的台风登陆模拟中得到了很好的验证。实验表明,该方法能有效地渲染大数据量大范围对象的细节,提高了可视化效果。     

基于自适应支撑区域的特征点检测算法

针对已有的特征点检测算法的不足,文章提出了一种基于自适应支撑区域(ROS)的算法,该算法针对目前特征点检测中的支撑区域选择,提出了一种自适应单调检测方法,改变了传统支撑区域选择过于单一的难点,自适应性强;并对于曲率的非极大值抑制易造成误检的问题,给出了三次扫描算法,即分析误检产生机理筛选候选特征点。通过支撑区域的自适应选择和三次扫描,实现了算法的自适应性和鲁棒性,检测精度高。试验结果表明,该算法无需先验参数,运行效率高,算法复杂度低。     

面向自然岸线抽稀的改进道格拉斯—普克算法

针对已有的矢量数据压缩算法应用于方向线生成过程中会忽略国家海疆权益的问题,该文提出了一种面向自然岸线抽稀生成方向线的改进道格拉斯-普克算法。首先提取自然岸线凸点作为备选分段点集,进而根据凸点与相邻两点组成的三角形面积大小筛选分段点,接着利用相邻分段点作为道格拉斯-普克算法的首尾点,以基于最小二乘法的拟合曲线选定最优距离阈值,并作为初始阈值,进行逐段抽稀。实验结果表明,利用本算法抽稀所得面积比、压缩率均比传统道格拉斯-普克算法有所提升,且大部分情况下误差面积也有所减少。     

异源高分辨率遥感影像的三维重建

针对在实际应用中难以获得同源高分辨率遥感影像,利用同源高分辨率影像实现高精度、自动化的三维重建仍存在一定困难的现状,该文提出一种利用异源高分辨率遥感影像进行三维重建的方法。采用尺度不变特征变换算法对影像进行匹配以获取同名点,并使用随机抽样一致性算法剔除低精度匹配点;然后利用获取的同名点构建Delaunay三角网;接着根据有理函数反解模型和投影射线联合定位算法解算各个同名点的三维坐标;最后基于Delaunay三角网内插技术求取地物点的高程值,并基于OpenGL技术实现三维显示。试验结果表明,利用该方法可以实现异源高分辨率遥感影像的三维重建,精度上能够满足生产需求。