北京一号小卫星图像镶嵌处理技术研究

介绍北京一号小卫星数据的特点及应用情况,分析了卫星图像镶嵌处理技术流程,对其中的技术难点,如去条带处理、几何校正、图像拼接及色彩平衡等进行了重点探讨并提出解决办法。利用北京一号小卫星数据将两幅多光谱影像进行了镶嵌处理,得到了一幅覆盖整个研究区的新影像,镶嵌影像色彩丰富、层次感好、信息量大。     

一种差分进化BM3D硬阈值参数的遥感影像去噪方法

针对遥感影像高斯白噪声去噪的问题,本文首先利用差分进化(DE)优化三维块匹配(BM3D)中的硬阈值变换参数(参数包括块距离阈值和三维变换域硬阈值参数);然后使用优化的BM3D算法消除影像中高斯白噪声,以峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)和边缘保留指数(EPI))作为评价指标。试验结果表明,在噪声密度不同情况下,融合算法的PSNR、SSIM和EPI均有所提升,尤其EPI相较于BM3D算法提高约2%。整体上,融合算法的遥感影像高斯白噪声的去噪效果优于单一BM3D算法。     

耕地复种指数遥感监测研究进展

复种指数是进行粮食估产、耕地集约利用评价、农业生态系统模拟等的关键参数,及时、准确地提取复种指数对于粮食安全、土地管理和生态环境安全具有重要意义。在传统的研究中,复种指数主要来源于地面统计数据。使用统计数据来计算复种指数虽然过程简单,但是计算结果存在信息滞后、无法体现统计单元内部的空间异质性、精度低等不足。遥感技术因具有大范围、高时效、低成本等优点而被用于耕地复种指数监测,已有学者对耕地复种指数的遥感监测开展了大量工作。本文以复种指数遥感提取的关键环节为主线,对1997—2020年国内外相关研究进行综述：首先,梳理了已有研究中的监测方法、高质量时间序列遥感数据获取方法及提取结果精度验证方法,并对不同方法的优缺点进行了总结;其次,对已有研究中存在的不足进行了探讨,并提出未来研究的侧重点：① 开展已有监测方法的对比和分析;② 加强地形复杂地区、小农尺度的监测力度;③ 提高遥感数据时空分辨率及处理效率;④ 对提取结果进行多尺度验证。     

基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。     

不同去趋势方法对哈思山地区树轮宽度年表气候信号的影响

利用采自甘肃哈思山的油松(Pinus tabulaeformis)树木年轮资料,采用区域曲线(Regional Curve)、负指数曲线(Negative Exponential Curve)和样条函数(Smoothing Spline,30 a步长和67%样本序列长度步长)3种不同类型的去趋势方法,分别建立了RCS、NEL、SP30和SP67四个树轮宽度年表。通过比较不同树轮宽度指数序列和它们对温度、降水的响应发现:4个树轮宽度指数序列的波动趋势十分一致,但波动幅度有所差异;4个年表对降水的响应较差,对温度的响应差异较大,其中,RCS和NEL年表对温度的响应更为敏感,保留了较多的温度信息;温度对研究区树木生长限制作用较强。利用功率谱方法分析了不同去趋势方法对不同频域气候信号的影响,结果显示:不同去趋势方法得到的年表保留低频变化信息的能力差别较大,其中用区域曲线和负指数函数方法建立的年表保留低频信息的能力较强,而用样条函数建立的年表保留低频信息的能力较差。通过综合比较分析,认为负指数函数是比较适合研究区油松树轮资料的一种去趋势方法。     

Applications of wavelet analysis in differential propagation phase shift data de-noising

Using numerical simulation data of the forward differential propagation shift （ΦDP） of polarimetric radar,the principle and performing steps of noise reduction by wavelet analysis are introduced in detail.Profiting from the multiscale analysis,various types of noises can be identified according to their characteristics in different scales,and suppressed in different resolutions by a penalty threshold strategy through which a fixed threshold value is applied,a default threshold strategy through which the threshold value is determined by the noise intensity,or a ΦDP penalty threshold strategy through which a special value is designed for ΦDP de-noising.Then,a hard-or soft-threshold function,depending on the de-noising purpose,is selected to reconstruct the signal.Combining the three noise suppression strategies and the two signal reconstruction functions,and without loss of generality,two schemes are presented to verify the de-noising effect by dbN wavelets：（1） the penalty threshold strategy with the soft threshold function scheme （PSS）; （2） the ΦDP penalty threshold strategy with the soft threshold function scheme （PPSS）.Furthermore,the wavelet de-noising is compared with the mean,median,Kalman,and finite impulse response （FIR） methods with simulation data and two actual cases.The results suggest that both of the two schemes perform well,especially when ΦDP data are simultaneously polluted by various scales and types of noises.A slight difference is that the PSS method can retain more detail,and the PPSS can smooth the signal more successfully.     

多源数据在复杂场景建筑物三维重建的应用

随着数字化城市建设的推进,更多复杂大型的建筑需要完成三维建模工作。对于异形且复杂的建筑而言,采用传统的数据采集方式较为烦琐费力。本文利用地面激光扫描仪获取某大型建筑内、外部点云数据,同时结合近景摄影测量技术获得建筑物的多角度影像及正射影像数据,经过点云配准、去噪、几何建模及纹理映射等处理,最终完成大型建筑的三维场景重建,并对此过程中涉及的关键技术进行了研究。     

引领中华建筑文化走向更辉煌灿烂的明天

很高兴参加中国勘察设计协会传统建筑分会成立大会暨中华建筑文化传承创新与新型城镇化高峰论坛,经过王素卿理事长、张锦秋院士的引领,我们已经转入到了文化的课题。清华大学单德启教授提出＂要保卫祖国的尊严＂,我认为,这句话一点也不过分。作为一个中国建筑师,我心里也常常觉得很不平,为什么我们要把这么多的项目给国外的学生来做,为什么我们老师自己不做呢？我不排斥外国建筑师与中国建筑师进行文化交流,但是,要不要请这么多的外国建筑师来呢？对此,我觉得很不安。     

黔西南灰家堡金矿田成矿流体来源及演化:流体包裹体和稳定同位素证据

为厘清滇黔桂地区卡林型金矿床成矿流体的特征,本文以灰家堡金矿田为代表,对太平洞、紫木凼、水银洞和簸箕田4个典型矿床中热液矿物的流体包裹体进行了系统研究,并对热液矿物进行了碳、氢、氧、硫同位素的分析测试。结果表明,灰家堡金矿田流体包裹体类型丰富,包括NaCl-H2O溶液包裹体、CO2包裹体、CO2-H2O包裹体、烃-H2O包裹体和烃类包裹体五大类。从成矿早阶段到晚阶段,成矿流体组分大致经历了从H2O+NaCl→H2O+NaCl+CO2+CH4±N2→H2O+NaCl±CH4±CO2的演化,均一温度和盐度略有降低。流体包裹体及稳定同位素组成特征显示,成矿流体属于富含金属和碳氢化合物的盆地流体;沉积黄铁矿的硫主要来源于封闭海洋盆地中硫酸盐的细菌还原硫;热液硫化物与沉积黄铁矿的硫同位素特征相似,表明成矿流体中的硫来源于成岩黄铁矿的溶解作用,同时有机质热分解和硫酸盐有机质热还原作用亦提供了部分硫。成矿主阶段发生的H2O-NaCl-CO2流体不混溶作用是导致Au沉淀富集的重要机制。     

主成分分析在航空瞬变电磁去噪中的应用

由于航空瞬变电磁二次场数据是一种宽频带信号且幅度较小,因此常常受到随机噪声、天电噪声以及人文噪声的影响。研究针对上述噪声的去噪方法,可以提高处理和解释的精度。这里给出了基于主成分分析的航空瞬变电磁去噪方法,首先应用主成分分析方法对叠加抽道后的单测点衰减曲线进行分解,然后应用曲线趋势对比法和L曲线法对分解后的成分进行分析,确定出有效信号成分,最后使用这些有效信号成分进行重构,从而达到抑制噪声的目的。模拟信号分析以及实测数据的实验结果表明,应用主成分分析法处理航空瞬变电磁数据,在保持反映地下介质分布的有效信号幅度基本不变的条件下,能有效抑制天电噪声和人文噪声,为保幅处理和解释奠定了良好的基础。