基于分形插值方法的长江口深水航道回淤量计算

基于分形插值方法在时间尺度上对长江口12.5 m深水航道2011至2013年的回淤量进行研究。分析垂直尺度因子对年回淤量的影响,给出年回淤量的计算公式,预测和评估长江口航道的年回淤量。研究结果表明,分形插值可以较好的反映长江口12.5 m深水航道的月回淤量的变化,通过调整垂直尺度因子,可以得到包含动力和泥沙特性在内的综合因素对深水航道年回淤量的影响。基于分形插值方法构建了长江口深水航道年回淤量计算公式,可以依据垂直尺度因子di对长江口航道年回淤量进行相对准确的预测和评估。确定了垂直尺度因子的变化范围为-0.12至0.20,进而得到近些年的年回淤量的变化范围为8 023.7×104m3至10 303.2×104m3,其最小回淤量为6 580×104m3。     

面状居民地Morphing变换的转向角函数法

提出了一种基于转向角函数的面状居民地morphing方法。针对同名居民地实体在两个不同比例尺下的表达,将传统矢量GIS的坐标串表达形式转为转向角函数表达形式,基于转向角函数分析多边形边特征在不同比例尺下的共性与差异,融合得到了任意中间比例尺下的多边形的转向角函数,最后将中间比例尺下的转向角函数还原为矢量坐标串形式,获得多边形在对应尺度的中间插值形状。试验证明,本文提出的基于转向角函数的面状居民地morphing方法对面状居民地多边形具有较好的适应性,能在保持直角化边界特征的前提下实现连续地图综合与多尺度表达。     

综合线面特征分布的点目标多尺度聚类方法

考虑空间数据分布的复杂性与不连续性,提出了一种点目标聚类方法。算法利用全要素Voronoi图准确识别与表达点目标与线面实体的空间相关性;根据点目标位置分布特征计算面积阈值来控制聚类的粒度,同时以空间尺度变化下面积阈值的恒定作为判断尺度收敛的条件,实现点目标的多尺度划分,时间复杂度为O(nlogn)。经试验验证,聚类尺度随点目标分布特征自适应收敛,算法无须自定义参数,能够有效地发现受线面目标约束的任意形态点目标集群,对异常值处理稳健。     

机载LiDAR数据估算样地和单木尺度森林地上生物量

利用机载激光雷达点云数据,结合大量实测单木结构信息,分别从样地和单木尺度估算了森林地上生物量AGB。首先,利用局部最大值单木提取算法提取了每个样地内的单木结构参数,并针对样地和单木尺度分别计算了一组激光雷达变量。然后,利用激光雷达变量和地上生物量及其两者的对数形式,从样地和单木尺度分别构建了估算模型。最后,针对两种尺度估算过程中存在的不确定性进行了详细讨论。结果表明:(1)样地和单木尺度模型估算的森林地上生物量与地面实测值都具有明显的相关性,且对数模型估算效果要优于非对数模型;(2)样地尺度模型估算效果(R2=0.84,rRMSE=0.23)明显优于单木尺度模型(R2=0.61,rRMSE=0.46);(3)按树木类型分别进行估算可以提高单木地上生物量的估算精度;(4)不论是样地还是单木尺度地上生物量估算都存在一定的不确定性,与样地尺度相比,单木尺度估算过程的不确定性更大,这种不确定性主要来自单木识别过程。     

硬分类对低空间分辨率图像分类效果的影响

针对图像分类效果与图像的空间分辨率之间的关系尚未得到定量分析的问题,该文以中巴卫星CCD图像对冬小麦的分类结果为参考数据,对空间分辨率与制图精度之间的关系进行理论分析。通过在不同空间分辨率状态下分别计算随着硬分类阈值的取值变化而得到的由漏分误差和错分误差所形成的"帕累托边界",来分析硬分类器所能达到的分类精度的极限。结果表明,在空间分辨率相对较低的前提下,图像整体分类效果取决于被分类像元的纯度在图像中的数量分布状况。研究结论可为制作遥感专题图时如何选取合适的空间分辨率图像提供参考。     

以卫星影像为底图的无人机图像自动拼接方法

针对无人机影像受成像角度倾斜、光照不均匀等影响,导致常规匹配方法拼接效果较差的问题,该文提出一种基于现有卫星影像的由粗到精无人机图像自动拼接方法。首先,在对图像进行粗匹配阶段,提出了一种基于环状描述子的尺度不变特征变换,用于解决图像间旋转和尺度的差异,较好地克服了SIFT算法描述子维度较高且计算量大的不足。其次,引入分块互信息进行精匹配,减少拼接过程中的累计误差。最后,采用该文提出算法对无人机图像进行拼接,实验结果表明,该文提出的无人机图像拼接算法在满足实时性要求的同时可以达到较高精度。     

高分遥感影像与矢量数据结合的变化检测方法

针对高分辨率遥感影像与矢量数据配准套合之后存在的不一致性问题,该文探讨了多尺度分割算法获取同质像斑的方法。在此基础上,发展了一种基于最近邻分类算法的分类后处理变化检测方法。结果表明,通过多尺度分割算法能够获取"类内光谱相同"和"类间光谱相异"的像斑;分类后处理变化检测方法能够正确检测出80%以上的变化区域,在获取变化检测结果的同时能够获取变化像斑的类别,而且检测精度较高,具有较高的应用价值。     

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。     

面向对象最优分割尺度的选择及评价

针对当前面向对象多尺度分割方法存在处理的过程会产生不确定性误差,或分割效果依赖矢量边界线与真实边界的吻合程度等不足,该文以IKONOS、QuickBird高分辨率遥感影像为例,基于Definens平台面向对象多尺度分割算法,依据"种内一致性最大、类间异质性最大"原则,利用标准差及分割斑块对象与领域均值差分绝对值构建了与领域绝对均值差分方差比指数指标来定量选择最优分割尺度,并提出依据不同波段对分割斑块的贡献值不同,赋予不同权重,构建加权对象匹配度指数指标的方法,对分割结果进行评价与验证,最后对最优分割尺度选择及评价方法的可行性进行了探讨。     

经纬仪测量系统尺度基准测定及误差分析

针对经纬仪测量系统缺少距离观测值而难以构建其尺度基准的问题,该文分别基于相似原理和垂直角视距法,阐述了通过交会测量已知长度的基准尺构建尺度基准的原理与方法;依据误差传播定律,分析指出水平基线中误差是衡量尺度基准精度的重要数字指标,而基准尺摆放位置与姿态、基准尺长度和水平基线长度等构形要素对尺度基准误差影响较大;最后基于Matlab GUI编制了水平基线中误差仿真计算程序,定量分析了各类构形要素对水平基线中误差的影响规律,归纳总结出提高尺度基准测定精度、优化系统测量空间构形的若干措施。