基于仿射投影的光线空间插值方法

为有效处理不同视点图像中对应区域的不同形变和噪声污染,提高所绘制的视点图像的质量和速度,提出了一种基于仿射投影的光线空间插值方法.该方法首先利用尺度不变特征变换进行特征检测和图像配准,计算出相应图像对之间的仿射变换矩阵,然后利用仿射变换投影进行光线空间插值,并在小波变换域绘制出虚拟视点图像.实验结果表明,采用文中方法绘制的虚拟视点图像的峰值信噪比和计算时间均优于传统的块匹配插值和视差域滤波插值方法.     

数字化测量中的最佳配准问题

针对数字化测量中的最佳配准这一问题,提出了一种快速准确的配准方法.该方法首先建立配准教学模型,然后借鉴LM(Levenberg-Marquardt)算法与奇异值分解的优点,实现了测量数据与CAD模型之间的配准,最后为验证配准矩阵的有效性,提出了一种针对匹配结果的确定性分析方法.实验验证该配准方法能较好地实现测量数据与CAD模型间的配准,进而为后续的模型检测与模型评估奠定基础.     

基于光学相干层析图像的眼底黄斑部三维重建

基于眼底黄斑部光学相干层析(OCT)图像提出一套建立视网膜局部三维模型的方法,并为实现三维OCT临床诊断技术进行前期探索.本文以梯度结合数学形态学的方法分割图像,采用基于互信息的配准算法进行图像配准,并设计了一种改进的线性插值算法进行片层间插值,最后用体绘制方式重建出眼底黄斑部三维模型.基于上述方法在PC机上成功构建出视网膜黄斑部三维模型.该模型外观平滑,较为精确,为临床应用奠定了基础.     

基于模拟影像的山地SAR影像配准方法研究

针对目前常规SAR影像配准方法在困难地区配准可靠性较低的问题,提出了一种基于模拟影像的山地SAR影像配准方法.该方法借助研究区的辅助DEM数据、真实SAR影像的卫星轨道数据和RD模型生成模拟SAR影像,并创建DEM地理坐标相一致的查找表.利用SIFT匹配算法对模拟影像和真实影像进行匹配,间接获取真实SAR影像的特征点,再利用仿射变换通过最小二乘法确定参考影像和待配准影像的变换模型,并进行重采样,最终实现山地SAR影像的配准.采用两种传感器类型的山地SAR影像数据进行了实验验证.结果表明,在地形起伏较大的山地区域,所提方法的配准精度相对于传统配准算法有明显提高,较好地克服了传统SAR影像配准方法对山地SAR影像配准适应性较差、精度较低的缺点,能够有效解决山地SAR影像配准问题.     

基于轨道移动式激光扫描多期点云的隧道断面变形提取方法

针对轨道移动式激光扫描技术监测地铁隧道变形的点云数据特征和隧道断面变形信息提取与分析的问题,本文提出了一种基于轨道移动式激光扫描点云的隧道断面变形提取方法和处理流程.首先采用RANSAC圆柱检测法提取地铁结构特征部位点云,利用提取的隧道结构点云进行点云的粗配准.然后设计了一种基于权重的ICP算法的精配准方法,精配准后的隧道点云通过切片点云降维处理得到二维断面数据,利用断面的k近邻点拟合曲线提取隧道断面变形值,并采用弧线投影的方法对断面变形表达.实验验证表明,提出的基于曲线拟合隧道断面变形分析的方法和过程,能够准确高效地提取到0.7 mm以上的地铁隧道断面变形信息.     

改进的基于最大归一化互信息的医学图像配准算法

作者提出了一种基于最大归一化互信息的医学图像配准算法.该算法利用改进的部分体积插值法进行插值计算,有效地克服了图像配准中常见的局部极值问题.该算法利用最大互信息作为目标函数,POWELL优化搜索算法搜索一个最大互信息量从而获得最佳配准参数.实验证明,该算法计算简单,配准速度快,具有更好的精确性和鲁棒性.     

桥梁健康监测中多传感器的时空数据配准分析

 针对桥梁健康监测中多传感器数据的可信性及准确性问题,提出了一种二维数据处理模型.首先利用最小二乘法对异步测量数据进行时间配准,再通过几何坐标转换算法进行空间配准,将测量数据置于同一个时间和空间的坐标系中,使得数据具有可信性;并在时空数据配准处理后利用卡尔曼滤波的方法减小系统误差,这样数据具有了准确性.仿真结果表明:该模型有效提高了桥梁健康监测中传感器网络所采集数据的可信性与准确性.     

改进的人工鱼群算法和Powell法结合的医学图像配准

针对目前基于互信息图像配准的局部极值问题,提出了一种改进的人工鱼群算法和Powell算法结合的多分辨率医学图像配准算法.该算法采用新的相似性测度方法即归一化模糊加权互信息和归一化局部能量加权匹配度,利用多分辨率策略采用HPV插值,并采用改进的人工鱼群算法结合Powell算法完成医学图像的配准.采用改进的人工鱼群算法在图像的最低分辨率上进行全局优化,以全局最优值为初始值,结合Powell算法完成图像配准.这不仅基本解决了互信息函数和Powell算法的局部极值问题,还减少了数据的处理量,加快了配准速度.实验结果表明,文中算法与其他经典的配准算法相比,提高了配准的精确度和性能.     

面向三维人体重建的前、后片配准算法

针对传统三维图像配准算法需要获取目标物体多个模型数据的不便,以及三维重建过程耗时较长的不足,提出了一种基于三维人体表面前、后片模型的配准算法.该算法首先使用Kinect三维扫描设备获取的人体表面前、后片模型点云数据,作为配准过程的参考点集和目标点集;然后,选取前、后片模型的边缘轮廓信息作为配准特征点,通过迭代优化过程,使得前、后片能够较好地配准;最后,通过空间曲线插值方法填充模型边缘缝隙,得到完整的三维人体模型.试验结果表明,该算法只需要获取目标物体的前、后片三维数据,模型采集及配准效率高,配准精度好,即使针对初始位置相差较大的两个模型片也能得到准确的配准效果.     

结合图像信息和几何关系的配准算法

对图像配准中的特征点检测方法和描述方法进行了研究,提出了一种快速准确的图像配准算法.使用尺度空间理论进行特征点的检测,通过两种不同的特征点描述子对特征点进行描述:一种是基于图像信息的描述子,该描述子使用尺度空间理论上的尺度不变Harris算子的自相关矩阵来描述特征点;第二种是基于空间上的几何关系的描述子,提出了一种融合局部结构特征和全局信息的描述子.在图像配准的目标函数里,将特征点匹配矩阵和图像变换矩阵分解,分别使用两种不同的描述子对二者进行迭代求解.该算法结合了两种特征点描述方法的优点,实验结果表明该方法快速、准确,具有配准精度高和计算时间短的优点.     

Precision ERS-2 orbit determination combining multiple tracking techniques

Both of the oceanographic research by using altimetry and the application of InSAR of ERS-2 satellite need the precise ephemerides of the satellite. In this note, the ERS-2 orbit is precisely determined by using SLR and PRARE observations to take advantage of the high accuracy of SLR and the widespread data coverage of PRARE. Based on the software system SODS-VCE established by us, the ERS-2 orbits in 1997 are calculated. The evaluation from tracking data fits, endpoint consistency of orbital arcs and comparison with independent orbit implies an orbit accuracy of 5–6 cm in radial component which can satisfy the requirement of being better than 10 cm in oceanographic research by altimetry, being less than 20 cm in cross-track component which can meet the requirement of InSAR. In orbit computation, the method of variance component estimation is employed to weight the SLR, PRARE range and Doppler measurements properly. The results indicate that the application of the method can improve the computation accuracy efficiently.     

基于时序InSAR的矿区滑坡前地表运动特征分析

根据矿区滑坡前地表变形的遥感监测方法,提出了不同轨道SAR(synthetic aperture radar)数据集监测结果可靠性的判别依据,并对诱发矿区滑坡的因素进行分析.以鞍山市鞍千哑巴岭露天采场边坡为研究对象,基于44景Sentinel-1雷达影像(两组升轨和一组降轨),利用时间序列InSAR方法分析了采场边坡在2019年11月25日滑坡前约6个月的地表运动特征.结果表明,不同轨道数据集针对同一研究区域所获取的监测结果具有差异性,滑坡区域顶部后缘位置在发生滑坡前的一段时间范围内(约45d)呈异常强烈的加速变形现象.研究成果将为今后利用InSAR技术早识别矿区易滑坡危险区提供新的思路.     

Precise orbit determination of Haiyang-2 using satellite laser ranging

With the successful launch and official commissioning of China’s first dynamic ocean environment satellite Haiyang-2(HY-2),China’s capabilities for oceanic environment monitoring and oceanic resource detecting have been further improved and enhanced.Precise tracking and orbit determination are not only key technical concerns in the ocean dynamic environment satellite project but also necessary conditions for carrying out related oceanic science research using observational data obtained using spaceborne instruments including radar altimeter.In this study,the current available status of international satellite laser ranging(SLR) monitoring on HY-2 was introduced.Six-months of SLR data from HY-2 were processed to obtain precise satellite orbit information using the dynamic orbit determination method.We carried out a detailed assessment of the SLR orbit accuracy by internal evaluation,comparisons with the orbit derived by the French Doppler orbitography and radio-positioning integrated by satellite(DORIS) system,and station-satellite distance validation.These assessments indicate that the three-dimensional orbital accuracy of HY-2 is about 12.5 cm,and the radial accuracy is better than 3 cm.It provides a good example of the application of international SLR monitoring and precise orbit determination in China’s earth observation satellite project.     

一种通用形状的印鉴配准算法应用

提出了具有各形状通用性的包括粗略配准及精确配准的双层印鉴配准方法。在粗略配准层中，利用极坐标变换将旋转操作变换为平移操作，可避免在直角坐标系中图像旋转时的插值误差的影响；在极坐标系中，用投影卷积的方法可以提高配准时对印文内容不一致性的鲁棒性。在精确配准层中，通过启发式搜索完成位置的精确配准。实验表明，本方法具有较好的通用性，同时可获得高准确度的配准结果。     

基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是以复数据提取的相位信息为源获取地表三维信息,与传统的获取数字高程模型的方法相比,InSAR技术在获取DEM方面具有全天候、大范围、高精度等优势。详细介绍了基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法。     

卫星轨道完备性监测研究

为了解决高精度定位中的卫星轨道粗差判别问题,采用轨道积分方法和轨道拟合方法,重点分析了卫星精密星历SP3文件的轨道积分精度,利用对卫星轨道加入不同粗差的计算方案,讨论了轨道积分的精度以及其对定位的影响,研究了利用卫星轨道积分精度实现完备性监测的方法。结果表明:通过卫星轨道积分精度的方法,可以反映卫星的粗差信息并予以将粗差卫星剔除;当剔除粗差卫星后,精密单点定位精度提高;当对正常卫星加入粗差,且随着加入粗差的增大,卫星轨道积分精度越来越差。该成果对完备性监测的研究具有一定的参考价值和指导意义。     

三轴稳定静止卫星赋形天线指向误差分析

对于静止轨道三轴稳定卫星,天线的指向精度是用户要求的重要指标.在卫星定点后处于工作姿态时,要求天线波束覆盖用户规定的地面区域,并满足规定的电性能指标.卫星的姿态、轨道、天线性能和总装等误差对赋形天线的指向精度均具有一定的影响.本文对影响赋形天线指向精度的各类误差的形成原因、误差数据的计算方法进行了逐项分析.研究了各类误差对赋形天线指向精度的影响,其中重点分析了姿态和轨道误差的影响,给出了相应的算法公式,并基于实际工程数据进行了算例仿真,得到卫星在正常和位保两种模式下赋形天线的指向误差数据.通过对比,仿真计算结果与卫星在轨天线方向图的实测结果具有一致性,证明了该分析思路和计算方法的有效性和正确性.     

Precise orbit determination for GRACE with zero-difference kinematic method

Thanks to the high performance of the spaceborne GPS receiver and the availability of precise IGS orbit and clock products, ze-ro-difference kinematic precise orbit determination (POD) has been turned out to be a new effective method in orbit determination for the LEO satellites. Zero-difference kinematic POD, which is based on the GPS measurements only from the spaceborne GPS receiver, does not depend on the force models and orbit design. From this point of view, kinematic POD is suitable for the Earth observation satellites at very low altitudes, such as CHAMP, GRACE and GOCE, etc. This paper first reviews the basic ze-ro-difference GPS observation model. Then a modified data quality control scheme is put forward. Finally, a block-wise least squares algorithm, which first separates the parameters into several groups and then solves the parameters by elimination and back-substitution, is discussed and proposed for the kinematic orbit determination. With the above algorithms, we developed kinematic POD software to solve the orbit suitable for one-week GRACE observations. Comparisons with the published Rapid Science Orbit (RSO) indicate that, using our approach to determine the orbit, the accuracy in the radial direction can achieve 3―4 cm for GRACE-A, and 3―5 cm for GRACE-B.     

星载GPS非差精密定轨精度分析

采用一种变相的“非差”动力定轨方法，建立了相应的数学模型，编制了星栽GPS低轨卫星的定轨软件，并以此分析了定轨过程中各主要误差源对定轨的影响以及所能达到的定轨精度和预报精度。该方法以相位平滑伪距为观测值，通过对同一历元的现测值进行卫星间求差，消除了星栽GPS接收机钟差，模型简单，求解参数少。在只估计初始坐标和速度参数、考虑各种误差的综合影响时，定轨一天的径向精度约为3m，能满足一定的定轨精度要求。     

JASON-2卫星精密轨道确定：GPS，SLR和DORIS分析

本文针对GPS,SLR和DORIS3种观测手段的定轨问题进行了研究．以JASON-2卫星为例,讨论了GPS,SLR和DORIS的定轨策略、轨道精度评价和轨道叠加问题．并基于2009-01-21—25日实测数据进行了试验．试验结果表明,DORIS定轨结果要优于GPS和SLR;不同的轨道验证方法得到的GPS和SLR轨道的相对精度不同;基于SLR验证和轨道重叠验证的结果定权,综合GPS,SLR和DORIS进行轨道叠加,其叠加轨道的精度是一致的,通过与JPL轨道比较,其径向精度为2cm．