航拍影像模拟的生成算法

为了在战场模拟和教育训练等情景中有效地使用航拍影像,减少实地拍摄的成本,提出了航拍影像模拟的生成算法。航拍影像模拟主要采用可视化技术对大地景象和动态云图进行再现。改进随机中点位移法生成全闭合的2个基本数据场;运用锐化方法将第1个数据场生成边缘相对清晰、分布相对集中的云场;将云场进行平移和变形,得到受风场影响的动态变化的云图;将第2个数据场映射生成连续的大地;最终进行云图和大地叠加显示,实现航拍影像的模拟。仿真模拟算法在虚拟战场环境模拟软件中进行了应用,模拟仿真效果满足了系统的需要。     

基于WorldWind平台的卫星云图模拟技术研究

卫星云图是目前最重要的气象信息来源之一。实现卫星云图的模拟对于灾害预防、评估等工作具有十分重要的意义。首先分析了WorldWind开源平台的系统框架。针对于彩色卫星云图,改进了一种基于图像色彩和灰度值的算法,能够较好地分割提取出云层区域。进而在开源平台WorldWind上采用多层纹理映射的方式实现了卫星云图的模拟。     

卫星云图结构基元的提取

利用弗里曼链式方向码，对云图边缘和骨架数据线进行分割跟踪后，得到了特定的几何弧线。根据这些弧线中连接特征点的有向弧线段端点的不同，定义了一组结构基元，并给出了从基础数据中利用轮廓线跟踪算法和骨架分割跟踪算法完成基元提取的方法以及在台风云体系识别中的应用。实验数据表明，定义的结构基元具有特征明显和便于识别等优点，可用于采用句法模式识别方法进行卫星云图识别的研究。     

一种用于数据挖掘算法的数据生成方法

由于受到保密性、时间和数据多样性等一些原因的限制,测试数据集的获取一直困扰着数据挖掘算法的研究.因此,提出一种基于遗传算法和熵的测试数据集的模拟生成方法,生成方法利用遗传算法具有继承性的特性对采集到的少量的真实数据进行扩充和模拟,用熵衡量生成数据与真实数据的相似程度,最终生成规模大的测试数据集,并给出了描述型数据的生成算法.使用此方法,可以生成同真实数据集具有相同的属性,相同的属性取值区间和属性值分布,类似属性关联关系的测试数据集,加速数据挖掘算法的研究进程.     

分类器模拟算法及其应用

针对标准数据集在评估多分类器系统的组合方法时存在的不足,设计了一种新的分类器模拟算法.该算法利用分类器的识别率建立混淆矩阵,由混淆矩阵生成基分类器的决策,进而结合分类器之间的相关性度量生成所有的模拟数据.通过实验评估表明,该算法能够模拟任意多个分类器和任意多个模式类别的数据,且能够表达出分类器之间的关联性.又应用生成的模拟数据集对多数投票和堆叠泛化这2种组合方法进行了实验,结果表明分类器之间的负相关有助于提高系统的性能,特别是当单个分类器识别率取0.8、关联度从0.829 5降至-0.484 7时,多数投票和堆叠泛化的性能分别提高了14.98%和41.99%.     

基于卫星云图的无眼台风中心定位算法

基于数学形态学理论,采用球形结构元素设计了一种滚球滤波器,以去除红外卫星云图的噪声。采用多值自适应分割算法,生成自适应的分割模板,分割出主体台风云系。通过分析不同类型无眼台风云系的眼区特点,提出了具有自适应特性的无眼台风云系中心自动定位算法。通过红外通道和水汽通道的多谱图像融合,校验无眼台风中心的定位。实验结果表明,这种方法可以初步解决大部分无眼台风的中心定位。     

利用HJ-1B模拟数据反演地表温度的两种单通道算法

现有的两种单通道算法（覃志豪单通道算法和Jimenez-Munoz＆Sobrino单通道算法）都是针对LandsatTM提出的,中国即将发射的HJ-1B卫星传感器也仅有一个热红外波段,要想应用这两种算法对HJ-1B数据进行地表温度的反演,需要根据HJ-1B热红外波段的通道响应函数来重新得到算法中的经验关系．文中针对HJ-1B卫星传感器对这两种算法进行了修订,通过大气辐射传输软件MODTRAN4模拟数据对算法进行了精度评价和参数的敏感性分析．并在此基础上考虑HJ-1B卫星传感器的噪声等效温差（NE△T）和各种参数的估计误差对算法进行了综合误差分析,发现在NE△T≤0．3K的情况下,覃志豪单通道算法平均综合误差为1．14K,而Jimenez-Munozoz＆Sobrino单通道算法平均综合误差为0．94K．基于模拟的HJ-1B热红外波段数据,采用修订后的算法进行了地表温度的反演实验,通过对反演结果的分析,发现覃志豪单通道算法反演的地表温度比模拟的地表温度低1．2K左右,而Jimenez—Munozoz＆Sobrino单通道算法比模拟的地表温度低0．8K左右．从算法验证和应用的结果来看,修订的这两种算法可以方便地应用到对HJ-1B热红外波段数据的地表温度反演．     

应用连续小波变换提取对流云团

准确地从卫星云图背景中划分出对流云团的边界十分困难。提出了一种应用连续小波变换从红外卫星云图中提取对流云团的处理方法。将正弦波经过Gauss函数调制后，得到一组满足允许条件的连续小波基函数，利用这组小波基实现了对流云团小波提取算法，得到了强对流云团边界的分割。与提取对流云团的常规处理手段相比，这种方法具有物理意义明确、分割结果准确的优点，是提取卫星云图中对流云团的有效方法。     

基于等值线数据的一种新的云图算法

在已有网格序列法产生的等值线数据的基础上,提出一种新的云图算法,可以有效提高云图数据的计算和绘制效率.首先利用穷举思想,提出“分割穷举算法”,新算法将等值线对网格单元的切割过程划分为两种基本形式,又将每种基本形式的所有可能处理路径一一分析,对不同形式的不同处理路径采用不同的方法处理以产生云图绘制所需数据.其次对新算法作时间和空间复杂度分析,结果证明该算法时间效率和空间效率都很好.该算法已在项目中实际应用,应用结果表明该算法是准确和高效的.     

深沟球轴承的参数化建模与仿真研究

利用Pro/E程序本身的参数化功能实现了深沟球轴承的三维实体建模,给出了模型参数的基本算法,利用Mechanica模块对所建模型进行了静态分析和仿真,从而生成应力云图和位移云图。实现了从选型到建模到结果仿真的一体化,大大提高了工程分析的效率。     

基于Perlin噪声的动态云仿真

用Perlin噪声建模、指数函数对其锐化、HLS颜色模型转换等生成静态云彩图像;然后用静态云彩方法来实现不重复运动云彩的生成算法,该算法可得到任意长度的云图;云彩平滑变形算法能连续平稳改变云彩结构,最后运用VC++和OpenGL开发工具及纹理映射方法将云彩置入虚拟环境中,能在PC机上产生了实时和逼真的动态云效果.     

卫星云图云分类的一种综合优化聚类方法

为了改进和提高目前卫星云图云分类中客观性、定量性和自动化程度的不足,运用遗传算法（GA）全局寻优、模糊C均值聚类（FCM）局部寻优、模糊减法聚类（FSC）客观估算聚类数等优势互补的思想和途径,进行卫星云图的云分类判别。试验结果表明,综合优化方法（FSC-GA-FCM）的云分类效果明显优于单一的FCM和GA算法,可有效弥补FCM和GA算法在云分类中存在的不足,可运用于实况云图的云分类客观、自动判别。     

基于数字地球的三维云图实现技术

以风云二号气象卫星的红外云图数据为基础,根据实时的红外云图,在数字地球上实现云图的三维显示,实时动态模拟我国上空的云图变化情况.通过二维云图的灰度信息,得出其高度值,与提取的经纬度值一起,经过坐标转换,得到三维空间坐标信息,再采用OGS三维渲染技术,实现云图的三维显示.与以往云图的三维显示技术相比,采用的方法更加简单高效.在实际应用中,该方法能够实时获取和展示三维立体云效果,并且加以时间驱动可以实现云图的动画播放,对于气象部门有着很高的应用价值.     

基于卡通纹理分解和NSCT的卫星云图边缘提取

为方便提取云图的缓变边缘,提出了基于卡通纹理分解和无下采样轮廓波变换(NSCT)的卫星云图边缘特征提取算法。首先使用基于张量扩散的卡通纹理分解对卫星云图进行预处理,减小云图中噪声和纹理的影响,将云的缓变边缘转化为阶跃边缘;然后依据NSCT域中高频系数的正负关系和相关性进行边缘特征提取。通过实验,将文中算法分别与基于投影卡通纹理分解的预处理算法、小波多尺度积、NSCT模极大值和NSCT多尺度积等边缘特征提取算法进行比较。结果表明,本算法可更准确地提取云的边缘,且受噪声和纹理的影响小,边缘的连续性更好,为准确地进行云分类提供了保障。     

一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法

针对GF—1多空间分辨率遥感数据空间信息丰富,传统影像分类方法无法满足实际应用需要的问题,提出了一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法——object-RJMC算法,即在影像分割及特征提取的基础上,运用Relief F算法和J-M(Jeffries-Matusita)距离算法去除无关及冗余特征,筛选出适于各类别分类的特征,然后利用CART算法建立分类规则,完成分类过程。以GF-1号2 m、8 m和16 m空间分辨率的三组影像进行算法验证,并与object-CART和pixel-CART影像分类方法进行对比分析。实验结果显示object-RJMC算法的分类精度均高于object-CART和pixel-CART算法的分类精度;且对高空间分辨率的影像分类效果要优于对中低空间分辨率影像的分类效果。该算法减少了特征选择及规则建立的人工干预,克服了以像素为单位的分类算法中由于缺少空间邻域信息而产生孤立、离散、不连通分类结果的问题,可有效地提高GF-1遥感影像分类精度。     

基于卫星红外遥感的云顶高度反演算法综述

针对近年来利用卫星可见和红外波段遥感数据反演云顶高度的算法,对国内外研究进展和存在的问题进行综述。首先,主要介绍以红外窗区和CO_2吸收技术为主的红外波段反演算法;在此基础上,进一步介绍目前相关国家和地区的业务算法,对这些方法在实际应用中的优缺点予以评述,提出针对中国地区云顶高度反演的解决方案。将来,有发展前途的方法为基于红外分裂窗的查算表法,利用静止卫星的分裂窗数据及极轨卫星云廓线雷达数据,建立基于分裂窗亮温差和11μm通道亮温的云顶高度查算表,根据分裂窗亮温差和11μm亮温查表得到云顶高度。     

基于分块DCT的图像去重算法

针对云端存在着大量冗余的相似图像,提出了一种基于分块DCT的新型感知哈希算法BDCT-hash,在此基础上给出了一种针对JPEG压缩的感知哈希图像去重方案,通过大量仿真模拟实验验证了BDCT-hash算法对相似图像去重的准确性、高效性及稳健性.