三维地物地貌集成研究

探讨了地貌、地物的三维建模方法,并把地物分为与地貌构网相关地物和与地貌构网无关地物两类,与地貌模型分别进行了集成;结合具体实例发现,用新集成方法实现的地物地貌集成速度随着与地貌构网无关的地物增多明显加快.     

采用车载激光雷达的带状地物矢量化与结构特征提取

针对车载激光点云带状地物形状多样、难以用规则语义信息矢量化,以及结构语义信息提取研究较少的问题,提出一种基于Ribbon Snake模型的车载激光雷达带状地物(道路边界、实线型标线、铁轨)矢量化与结构特征提取方法.首先,通过格网剖分构建点云特征图,利用Ribbon Snake模型提取带状地物矢量化数据;然后,分析不同道路和铁路场景的结构特征,生成具有准确几何和拓扑结构信息的三维矢量数据和属性数据.实验表明:该方法能够准确地提取带状地物矢量化与结构信息,实现不同场景下带状地物的有效完整描述.     

物质存在的时空条件和事物演化的数学模型

根据空间、时间和物质运动的不可分离性，给出了物质“存在”的数学模型．指出空间非空性和时间非负是物质存在的充要条件．探讨了在时间进程中时态演化的规律，引入异位点集合和同位点集后，推导了地物动态变化的数学模型．论证了制图区域的动态特点和演化的逻辑必然性．     

地物偏振测量装置中控制处理系统功能设计

通过对地物偏振二向性反射比测量装置原理和结构的分析,阐述了用Ｃ语言开发的地物偏振二向性反射性测量装置的工作过程,由计算机控制实现了二向性反射比、偏振度的测量,并完成了对控制结果的测试和分析,控制效果较好,完成达到了预定技术指标,在实际应用中,极大地方便了测试与研究。     

基于GF-1影像的城市高大地物的阴影检测方法

对阴影信息的研究是高分辨率遥感影像研究的重要问题,但是,在高分辨率遥感影像中,水体、暗色植被和偏蓝色地物会影响阴影检测精度,基于HSV色彩空间与主成分变换法,文中提出了一种检测阴影的阴影指数PSI。选择两个试验区,采用主成分变换法与PSI进行阴影区域检测并对检测结果进行比较分析,结果表明,在没有深色地物的情况下,PSI能够有效的区分阴影区域与水体、暗色植被和偏蓝色地物。在有人工草坪的情况下,PSI能够有效的区分人工草坪与阴影区域。在有深色地物的情况下,对HSV色彩空间中的V分量利用直方图阈值法对阴影区域进行检测,分离后的阴影区域中不包含深色地物,对PSI指数检测阴影的结果与V分量检测的阴影结果进行逻辑与运算,得到目标阴影区域;最后对阴影提取结果进行小区域去除和形态学滤波等后处理。实验结果表明,该方法针对GF-1影像具有良好的适用性,能精确并且快速地检测出阴影区域。     

基于K-means聚类的遥感影像条状地物半自动提取方法

遥感图像地物目标提取是遥感图像分析的关键步骤,通过分析遥感图像的频谱特性,提出一种基于K-means聚类的地物目标提取方法。首先通过时域和频域相结合的方法对原始图像进行增强,再利用K-means聚类算法对图像各个分量进行聚类,聚类结果分为目标类和背景类,然后分别计算每一类的特征值均值和方差,迭代两类像素的灰度值,同时结合数学形态学和阈值方法进行地物目标提取,得到最终的目标提取结果。实验对多幅遥感图像进行不同地物目标的提取,实验结果表明:该算法具有很好的抗噪能力,目标提取结果精确,有一定的现实意义。     

毫米波段地物微波反射率的研究

微波反射率特性的研究有助于微波遥感及雷达探测的实践。地物微波反射率反映地物的性质,例如它是地物介电常数的函数。为了研究毫米波段地物微波反射率特性。除了进行理论分析外,研制了毫米波微波反射率仪,测量一些地物目标,如土壤、水和水面油污等,得到了理论与实验相符合的结果。毫米波段微波反射率和厘米波段微波反射率有相似之处,亦有各自的特点。     

基于车载激光扫描数据的城市地物三维重建研究

车载激光扫描系统可以精确、快速获取城市建筑物、道路交通设施、隧道等地物的表面信息,非常适用于城市物体三维空间信息的快速精确获取和在此基础上的三维重建.然而点云不是GIS数据,也不是三维模型,要将大量离散的点处理为可使用的三维模型还需要一系列复杂的过程,现阶段针对车载激光点云三维重建的方法还主要依赖于人工交互或半自动化处理,而且没有针对整个城市地物的三维重建方法.针对这一问题,本文仅提供一种基于地物分类的车载激光点云三维重建的方法,数据基础是已分类的彩色点云,重点是充分利用各类地物的特性,对不同地物使用不同的三维建模策略,以首都师范大学自主研制的车载激光扫描系统获取的三亚市点云数据为实验对象,验证了本文提出方法的可行性与实用性.     

基于主动学习的油气管道沿线地物变化检测

油气管道在储运过程中,沿线区域地物变化对其安全具有较大影响,特别是道路的修建、沟壑的挖掘、滑坡等。由于油气管道分布范围广、周边环境复杂,传统的人工巡检方式存在一定的局限性,因此研究了基于卫星遥感的油气管道沿线地物变化检测。在综合考虑空间信息和算法自动化程度的基础上提出一种改进的基于多特征融合和主动学习的油气管道沿线地物变化检测算法。首先利用基于自适应阈值算法选择初始训练样本,然后利用梯度提升树、k近邻和极限随机树集成结构进行未标记样本的类别判定,并基于边缘采样的主动学习算法进行未标注样本增选。在样本增选过程中为了减少噪声对训练样本的影响并且减少冗余信息,通过两方面对增选样本进行优化,首先通过分割对象约束分类器集成变化检测结果,提高增选样本的准确性,然后利用边缘采样方法选择信息量较大的未标记样本进行标注。通过两景融合后的资源三号(ZY-3)影像进行实验,结果表明该算法可以有效检测地物变化情况,并且在提高变化检测结果精度的同时,可以有效减少训练样本的标注成本。     

地物频谱学研究始步

文章揭示了当前遥感发展中日益深化的矛盾——传感器升高,地面覆盖面积增大,图像地面分辨率降低,地物细部丢失,遥感图像判读精度下降。文章指出,要走出这一遥感发展的困境,必须由研究地物频谱学入手,建立获取地物频谱信息的理论和方法,在地球资源卫星上与获取地物波谱信息的同时,获取地物频谱信息,以补充当前遥感波谱信息之不足,提高遥感图像判读精度。文章用与地物波谱学对照的方法阐述了地物频谱学的基本概念,并推荐了当前技术条件下获取地物频谱信息的方法。     

基于高光谱线性混合光谱分解识别人工地物

城市下垫面包含多种不同年代、材料和成分的人工建筑物,其光谱多样性远远超过自然环境.利用高光谱遥感数据的丰富光谱信息,可以弥补传统遥感数据源(如航片、多光谱遥感数据等)在区分城市地物所需光谱分辨率等相关信息上的不足.从光谱分析与光谱匹配技术出发对城市地物和人工目标进行精细分类,可提供城市规划、环境监测、城市变迁乃至相关社会经济等方面的信息.本研究基于Hyperion高光谱遥感数据,以广州市区为试验区,尝试用手动提取终端像元,首先对水体与植被做分层掩膜,尽可能消除其在求取参考波谱与影像波谱角度过程中的影响;继而参考约翰-霍普金斯大学提供的标准光谱库的人工建筑物波谱,对光谱角度制图方法所产生的规则影像进行密度分割,获取与参考光谱夹角最小的端元准确位置,再通过高空间分辨率影像Quick Bird数据对其进行准实地验证,尽可能提"纯"并获取相应地物影像端元;最后,应用线性光谱分解模型提取出广州市区地表物质的丰度,由丰度图设定阈值生成地物分类图.结果表明:星载高光谱数据可识别出都市人工地物中的水泥混凝土、铺路混凝土、粘土瓦屋顶、较老建筑屋顶、裸土、高反射率未知物(玻璃、金属等)、低反射率未知物(阴影)、林地、草地与水体等,其总体精度为76.2099%,Kappa系数为0.7258.     

决策树在高分辨率影像目标为小地物的分类应用研究

高分辨率遥感影像的应用越来越多,但其高昂的成本让一般项目望而却步．应用软件从Google Earth上下栽已成为获取高空间分辨率影像的有效途径,但因无光谱信息,解译局限较大．选用C4．5算法的决策树方法,对目标为水塘研究的广州市天河区的下载的快鸟数据进行解译,与最大似然分类法和面向对象分类法相比较．结果表明：决策树分类法的分类精度和kappa系数均较高,能利用多源数据,结构简单直观,易于表达和应用;提取小目标地物更有效,数据量相对小．速度较快．     

一种基于端元投影向量的高光谱图像地物提取算法

利用高光谱图像在波段空间中呈现凸面单体这一几何特性,提出了一种用于提取地物的端元投影向量生成算法,端元投影向量的生成以下面事实为依据:在高维波段空间中,每一个端元都游离于其他所有的端元构成的超平面之外,且是距离超平面最远的点.利用在Cuprite获取的AVIRIS数据对端元投影向量生成算法进行了验证,实验结果表明该算法可以有效地用于地物提取.     

地物的毫米波段介电常数之测量

研究地物物质的辐射率和反射率,物质的介电常数是必要的参数。根据地物的特点及对各种测量方法的分析,决定采用终端短路线法,但在毫米波段,由于波导截面小,其样品长度的测量精度差,因而影响测量结果的精确性。故而对终端短路线法进行改进。本文用渐变波导的原理,将样品波导段的截面加大为毫米波段波导截面的九倍,从而提高了测量的精度。用此方法对于地物的毫米波段介电常数进行测量。测量结果与微波辐射率仪测出的结果进行比较,两者是符合的。     

关于L-半拓扑空间中连续性和分离性的探究

首先对L-半拓扑空间中的基本点集进行讨论,在L-半拓扑空间中得到了关于子空间的两个结果,并且通过反例证明了在拓扑空间中成立而在L-半拓扑空间中不成立的关于开集的一个命题;然后讨论L-半拓扑空间中映射的连续性,获得了连续映射复合仍连续这一结果,并且证明了L-半拓扑空间中邻域、内点、闭包都具有L-半拓扑不变性;最后,对分离性质进行讨论,在L-半拓扑空间中推广了拓扑空间中关于T_0、T_1、T_2以及正则与正规的一些结果,同时也给出了在拓扑空间中成立而在L-半拓扑空间中不成立的两个例子。     

地物波谱组合识别的神经网络模型

遥感探测是一个多参数、高混合度的综合识别问题。利用BP神经网络的全局训练特性，直接利用教师信号来训练，建立了一个多组合的地物识别模型。实例验证了这种组合识别模型具有简单性、实用性和准确分辨等特点。     

基于测地主动轮廓和水平集的目标检测方法

针对传统Snake模型在进行目标检测和分割时不能处理拓扑变化以及不能反映出演化曲线的内在几何特性,提出了一种新的目标检测方法——基于水平集的测地主动轮廓模型。该方法采用改进的测地主动轮廓模型,并结合水平集方法,即用水平集函数表示测地主动轮廓模型的曲线演化方程,来模拟初始曲线沿能量下降最快的方向演化的过程。对这种新模型进行研究,将其应用于一些灰度图像的目标检测和分割实验中,实验结果表明,所提出的新方法具有良好的检测效果,对多目标进行了有效分割,并且它能清晰地反映出演化曲线的内在几何特性以及具有良好的拓扑处理能力,这些特性是传统Snake模型所不具有的。     

具有反向学习的多目标元胞遗传算法的空间桁架结构优化设计

为了解决具有多约束的桁架结构问题,提出一种具有反向学习的多目标元胞遗传算法应用于空间桁架结构多目标优化设计中。根据分析元胞遗传算法特点,引入一种反向学习策略、差分进化策略和约束处理技术。通过标准测试函数对比分析,算法能很好地保持Pareto解集的收敛性和均匀性。针对空间桁架结构优化的数学模型,采用实数编码和个体修正方法,将该算法对72杆空间桁架优化问题进行求解,并与MOCell的优化结果进行比较。结果表明,新算法获得的Pareto解集更加均匀,极端点值域更宽广,具有一定的工程实用性。     

典型地物实测光谱的相似性测度与实验分析

对于高光谱向量非线性空间,提出了基于Hausdorff距离的地物光谱相似性测度模型,并对模型的适用性进行讨论.此外通过对试验区域由高分辨率光谱仪实地测得的地物光谱数据进行实验分析,得到各种相似性测度模型的匹配聚类结果,并对其有效性和精度进行评估.     

广义拓扑空间中滤子的一些结果

类比一般拓扑在广义拓扑空间中引入滤子的概念,并且在此空间中讨论了滤子的广义聚点、广义极限点及其映射连续性。获得了如下结论:关于广义拓扑空间中广义聚点的三条等价性结果;在特定条件下,广义聚点集与广义极限点集的一致性;广义Hausdorff空间中滤子极限点的唯一性;并且在广义拓扑空间中给出并证明了滤子映射连续的五个等价刻画和开映射的五个等价刻画。在此基础上给出了滤子在网领域上的一些应用。最后指出:广义拓扑空间的这些性质在下半拓扑空间中也成立。研究结果使一般拓扑空间中滤子的相关理论得到推广与扩充。