机载LiDAR数据滤波方法评述

DEM提取是机载LiDAR数据处理的基础问题,总结国内外LiDAR滤波方面的研究进展,定量分析算法的性能,着重分析形态学方法和基于内插的方法并指出两种算法的互补性,并总结展望,为后续相关研究提供参考.     

观测值含有粗差的抗差粒子滤波算法

作为非线性滤波的代表,粒子滤波得到广泛应用。该算法通过随机生成的具有权重的样本（粒子）来计算后验概率密度。其中赋权的过程需要综合系统信息和观测信息,当观测值含有粗差时,会使粒子错误赋权影响滤波结果。提出一种新的基于抗差估计的抗差粒子滤波算法,通过计算粒子等价权,抑制观测值粗差的影响。模拟计算分析表明,当观测值含有粗差时,与标准粒子滤波相比,该方法能有效提高滤波精度。     

一种渐进加密三角网LIDAR点云滤波的改进算法

传统滤波算法常常是针对某些特定的具有连续表面的区域来进行,带有一定的局限性。这样不能解决对诸如斜坡、密集植被等复杂地区进行真实准确地形提取的难题。本文提出了一种融合区域增长方法的LIDAR点云数据的滤波方法。该方法在对原始点云数据进行预处理的基础上,生成一个松散的TIN,通过迭代生成加密的TIN,其中通过采用两次区域增长的滤波方法,实现原始地形的提取。最后通过对复杂典型数据的对比实验验证了文中所提出的改进方法的有效性和准确性。     

混合式全球网格划分方法及编码研究

根据基于多面体剖分的球面网格划分方案和基于地理坐标的等间隔网格划分方案的优缺点及地图投影的特点,提出了一种混合式全球网格划分方法。这种划分方法将全球分成了六个面片,每个面片的每一边都是90°,其中四个面片处于南北纬45°之间,以等距离圆柱投影为基础,采用矩形网格覆盖;两个面片处于高纬地区,以极地正方形变换为基础,采用不规则四边形网格覆盖。详细地阐述了网格的编码策略及存储方式,并给出了网格编码与地理坐标之间的相互转换方法。     

气象风险源的社会关注度风险等级分析方法

为了定量分析社会公众对气象风险关注等级程度以及对应等级的关注人数,综合应用模糊数学和多项式拟合方法,以西安市2004年1月至2007年10月,与当地公众生活关系密切的5类高影响天气事件,即:高温、雷暴、大到暴雨、中雨和小雨,作为潜在气象风险源,综合应用12121气象信息服务电话拨打次数和气象信息,计算出气象风险超越概率,通过对其4次多项式的拟合和求解,定量计算了一般、中、高三等级的气象风险关注度以及对应等级的关注人数.这有利于政府决策者及社会公众在响应气象风险时有较为定量的判断.     

TOPEX/Poseidon高度计资料在全球海洋环流模式中的同化及分析

利用一个新的四维变分海洋资料同化系统LICOM-3DVM对TOPEX／Poseidon高度计资料进行了同化。该同化系统是在LASG／IAP气候海洋模式LICOM1．0的基础上建立起来的,所用的同化方法为三维变分映射资料同化方法3DVM。高度计观测资料是采取间接的方式进行同化,即先建立起二维海面高度距平场与三维温度场的统计关系,并由此通过观测的海面高度距平信息反演出“观测”的三维温度场,然后利用LICOM-3DVM四维变分同化系统将此反演的温度场同化到海洋模式中。作者设计了两组试验并对结果进行了比较分析,积分时间从1993年1月至2001年12月共9年时间。结果表明,由于上混合层相关系数较小,因此同化后海温没有改进;而在温跃层以及更深层次,同化后的海温均有很大程度的改善。从对赤道太平洋地区海温的气候态、季节变化和年际变化以及Nino3区的Nino指数的模拟情况来看,由于同化时将海面高度异常和海温异常之间的相关参数取为常数,没有考虑其季节和年际变化,因此,同化后对于赤道太平洋的年际变化没有改善。对于黑潮地区,由于模式的分辨率较低,同化之前没有很好地模拟出温度锋面,温度和盐度梯度都偏小,流速也偏弱;而同化后使得温度锋面和盐度梯度与WOA01更加吻合,流速增强。     

一种卫星反演海温资料的补缺方法

卫星反演海温资料的补缺问题一直受到气象海洋工作者的关注,本文对海温补缺问题提出一种新的构想.首先对所研究的区域分块处理,对每一块子区域海温缺失部分进行Kriging方法插值,并利用历史资料,将海温缺失部分构成一个时间序列,借助于Kalman滤波,得到滤波以后的海温,然后对插值与滤波后的海温进行数据拟合.在拟合过程中引入区域信息量V,在不同象素点参数条件下拟合出最优拟合参βα、β并进行误差估计,实际试验表明子区域选取200×200个象素点,并把整张云图分为144块区域,对海温补缺效果十分明显.本文为海温补缺提供了一种全新的,具有较高精度且实际业务系统可操作的方法.     

强随机噪声条件下时窗类型局部线性化对TFPF技术的影响

为了更广泛地应用时频峰值滤波方法消减地震勘探记录中强随机噪声,本文比较详细地探讨了该方法在应用时需要处理的时窗选取、一个时窗内局部线性化等主要基础技术问题.经过时变时窗的仿真计算,运用多项指标比较,包括整体背景强弱、振幅谱、信噪比、均方误差、有效子波波峰波谷幅值、畸变程度,综合评价出（L0+Lx）时窗滤波的效果较理想.对于三角波这类简单类型的周期波,其时频峰值滤波效果与边线段平均曲率变化、时窗长度等条件有关,即三角波边线段平均曲率越大,滤波结果的均方误差越大;另外,边线段平均曲率增大时,选取的时窗长度有变小的趋势.总之,在地震勘探中应用时频峰值滤波方法消减强随机噪声时,一方面要合理地选取时窗参数,另一方面时窗参数又不能变化过大,以避免对有效子波波形产生畸变影响.     

基于转台的中场区InSAR三维成像技术研究

在中场区通过对相位弯曲补偿进行微波成像,能大大降低对测试距离的要求,本文依据干涉逆合成孔径雷达成像(InSAR)原理,提出中场区滤波-逆投影三维成像算法,在获得目标散射点二维分布和强度信息的同时,还能得到其高度信息,实现中场区目标的三维成像。仿真和实验结果表明算法的有效性。     

基于机载LiDAR数据获取森林地区DTM新方法

提出了一种继承式多分辨率体素滤波算法,从机载激光扫描数据中获取森林地区的数字地面模型。该方法将激光点云数据划分为不同分辨率等级的体素,以体素为单位通过与邻域的体素的高程加权均值的比较,剔除植被点,保留地面点,从而获取森林地区的数字地面模型。通过将提出的滤波方法应用于实际采集数据,并与Terrascan的滤波结果进行比较验证该方法的有效性。