CGAN样本生成的遥感图像飞机识别

目的 基于深度学习的飞机目标识别方法在遥感图像解译领域取得了很大进步,但其泛化能力依赖于大规模数据集。条件生成对抗网络（conditional generative adversarial network,CGAN）可用于产生逼真的生成样本以扩充真实数据集,但对复杂遥感场景的建模能力有限,生成样本质量低。针对这些问题,提出了一种结合CGAN样本生成的飞机识别框架。方法 改进条件生成对抗网络,利用感知损失提高生成器对遥感图像的建模能力,提出了基于掩膜的结构相似性（structural similarity,SSIM）度量损失函数（masked-SSIM loss）以提高生成样本中飞机区域的图像质量,该损失函数与飞机的掩膜相结合以保证只作用于图像中的飞机区域而不影响背景区域。选取一个基于残差网络的识别模型,与改进后的生成模型结合,构成飞机识别框架,训练过程中利用生成样本代替真实的卫星图像,降低了对实际卫星数据规模的需求。结果 采用生成样本与真实样本训练的识别模型在真实样本上的进行实验,前者的准确率比后者低0.33%;对于生成模型,在加入感知损失后,生成样本的峰值信噪比（peak signal to noise ratio,PSNR）提高了0.79 dB,SSIM提高了0.094;在加入基于掩膜的结构相似性度量损失函数后,生成样本的PSNR提高了0.09 dB,SSIM提高了0.252。结论 本文提出的基于样本生成的飞机识别框架生成了质量更高的样本,这些样本可以替代真实样本对识别模型进行训练,有效地解决了飞机识别任务中的样本不足问题。     

三维遥感机理模型RAPID原理及其应用

三维遥感机理模型是开展定量遥感反演教学和新方法试验的重要工具。介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。RAPID模型基于辐射度（Radiosity）理论和计算机图形学算法,提出了针对植被的孔隙面元（Porous individual object）概念,大幅降低三维辐射传输的计算量;并将模拟能力扩展到光学、热红外和微波波段,实现反射率、亮度温度、点云、波形和后向散射系数的统一模拟。RAPID非常适合定量遥感教学、简单模型验证、复杂场景模拟和多源数据融合探索。全面介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。     

三维遥感机理模型RAPID原理及其应用

三维遥感机理模型是开展定量遥感反演教学和新方法试验的重要工具。介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。RAPID模型基于辐射度（Radiosity）理论和计算机图形学算法，提出了针对植被的孔隙面元（Porous individual object）概念，大幅降低三维辐射传输的计算量；并将模拟能力扩展到光学、热红外和微波波段，实现反射率、亮度温度、点云、波形和后向散射系数的统一模拟。RAPID非常适合定量遥感教学、简单模型验证、复杂场景模拟和多源数据融合探索。全面介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。     

车辆红外图像的计算机仿真

真实的车辆红外图像的生成是红外场景生成和实现其虚拟漫游的关键技术，它也同时在遥感测量、交通管理、车辆设计、国防和军事等众多领域有着广泛地应用。分析了影响地面车辆红外特征的各种环境及内部因素，建立了车身表面热平衡方程，并以此提出车辆三维红外成像模型。还模拟了大气传输过程对红外成像的影响，并运用计算机图形学理论设计适合红外图像的绘制方法。最后给出了地面车辆红外图像的模拟结果。从实验结果看，该方法模拟效果真实，算法可靠。     

基于生成对抗网络的遥感图像去云算法

计算机视觉中的许多问题可以抽象为将输入图像“转换”成对应的输出图像,图像转换算法是许多计算机视觉问题的通用解决方案,例如语义分割、风格转换等。本文将以遥感图像去云作为图像转换的特例,研究基于生成对抗网络的图像转换算法。提出基于残差模块的生成模型可以对单幅遥感图像进行厚云和薄云的去除;同时提出的多尺度判别网络以及VGG损失函数,有效地解决了复杂场景的云雾遮挡问题。实验结果表明,本文提出的图像转换算法在遥感图像薄云数据集上峰值信噪比提升了1.64 dB,在厚云数据集上峰值信噪比提升了1.92 dB,同时生成的无云遥感图像和真实的无云图像具有较高的结构相似性。     

三维遥感机理模型RAPID原理及其应用

三维遥感机理模型是开展定量遥感反演教学和新方法试验的重要工具。介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。RAPID模型基于辐射度(Radiosity)理论和计算机图形学算法,提出了针对植被的孔隙面元(Porous individual object)概念,大幅降低三维辐射传输的计算量;并将模拟能力扩展到光学、热红外和微波波段,实现反射率、亮度温度、点云、波形和后向散射系数的统一模拟。RAPID非常适合定量遥感教学、简单模型验证、复杂场景模拟和多源数据融合探索。全面介绍全波段多传感器三维遥感机理模型RAPID的原理、输入输出和常见应用方法。     

基于POV-ray的行播作物方向亮温仿真研究

利用POV-ray光线追踪方法,对植被真实结构模型（CLAMP）生成的复杂行播场景下的方向亮温（DBT）进行快速演算,并针对CLAMP模型中集聚指数,平均叶倾角和叶面积指数,对冠层方向亮温的影响做敏感性分析,得到在不同参数输入条件下DBT的一些规律。结果表明,集聚指数可以有效地控制叶片在空间的分布情况,对于DBT的结果有较大影响;平均叶倾角对DBT的各向异性特征影响明显;叶面积指数是表征作物生长阶段的关键参数,对DBT的影响很大。     

三维遥感信息的数据模型及应用

三维遥感技术是能同时获取定位（位置）、定性（多波段遥感信息）信息的遥感技术,而三维遥感信息是具有三维地理位置的遥感信息。本文对三维遥感数据的信息模型进行了详细分析和阐述,并对数据模型的表示、处理和存储的数据结构进行了论述。在此基础上结构机载三维成像仪系统获取的三维遥感数据,通过三维遥感数据模型的具体应用,说明了三维遥感模型的可行性。     

自然光辐射各分量卫星遥感图像的计算机生成原理与方法

本文讨论了利用卫星遥数据和与之匹配的数字地面模型以及它们和光辐射各分量之间的定量关系，使用计算逐点分解遥数字图像以生成成像瞬间直、散射辐射光照射下相应的卫星遥较像的原理、方法。     

基于生成对抗网络的地面新增建筑检测

针对传统的基于地物纹理和空间特征的方法很难精确识别地面新增建筑的问题，提出了一种基于生成对抗网络的新增建筑变化检测模型（CDGAN）。首先，使用Focal损失函数改进传统图像分割网络（U-net），并以此作为模型的生成器（G），用于生成遥感影像的分割结果；然后，设计了一个16层的卷积神经网络（VGG-net）作为鉴别器（D），用于区分生成的结果和人工标注（GT）的真实结果；最后，对生成器和判别器进行对抗训练，从而得到具有分割能力的生成器。实验结果表明，CDGAN模型的检测准确率达到92%，比传统U-net模型的平均区域重合度（IU）提升了3.7个百分点，有效地提升了遥感影像中地面新增建筑物的检测精度。     

多视点成像的多边形模板法

该文提出一种对场景进行多视点成像的方法。该方法首先为场景中的多边形生成多边形模板，一个多边形模板，包括一条轮廓路径和一组纹条，而一个纹条是平行成像画的一个平面与多边形相交的直线段。由于纹条相对于不同视点的透视投影的变化是线性的，因此，绘制多边形时可以基于模板逐个纹条地处理，而不必按照传统的扫描转换方法逐个点地处理，绘制速度可以提高很多。同时，与视点无关的光照和纹理可以预先计算并保存在模板中，以便在成像时利用基于图像绘制的技术来生成高质量的图像。该方法中，视点可以放置在三维空间的任意位置，并且在场景漫游时可以根据视点位置自动地实现多分辨率绘制。     

利用遥感图象生成地形三维实景图

本文介绍了利用遥感形象作为纹理图象，采用纹理映射技术生成地形三维实景图的原理和算法。主要包括：遥感图象上特征点（目标点）坐标的量算；遥感图象与相应地面间透视变换关系的确定；影象灰度的重采样；实景图的显示。最后给出了实验结果。实验表明，这种方法所生成的地形三维实景图，所含信息量大，真实性好，现势性强。     

基于遥感信息的植被大型场景虚拟现实仿真

植物作为数字农业发展中的研究对象之一,其建模基础涉及了众多学科领域,其中包括生物学、植物学、农学、生态学、信息科学、遥感技术、应用数学等。大型场景的面积定量化描述和三维可视化输出是基于遥感信息的植被仿真工作中最后一个关键环节。本文首先讨论了目标植被地表场景信息的定量化描述方法,归纳了利用虚拟现实建模语言进行植被大型场景的虚拟现实仿真方法和过程,最后给出了验证结果。     

基于遥感信息的植被大型场景虚拟现实仿真

植物作为数字农业发展中的研究对象之一,其建模基础涉及了众多学科领域,其中包括生物学、植物学、农学、生态学、信息科学、遥感技术、应用数学等。大型场景的面积定量化描述和三维可视化输出是基于遥感信息的植被仿真工作中最后一个关键环节。本文首先讨论了目标植被地表场景信息的定量化描述方法,归纳了利用虚拟现实建模语言进行植被大型场景的虚拟现实仿真方法和过程,最后给出了验证结果。     

遥感图像多尺度分割算法与矢量化算法的集成

在遥感图像处理和分析软件中,图像分割/分类和矢量化是前后独立的过程:先分割/分类,再矢量化整幅图像。由于矢量化后得到的矢量文件未写入图像对象(区域、图斑)的特征信息,只能用于显示而不能用于后续操作。此外,处理复杂图像时还存在矢量文件多边形数目与分割/分类后图像区域数目不一致的问题。为此,将多尺度分割算法与矢量化算法进行一体化集成。对遥感图像进行多尺度分割得到图像对象链表,逐个对图像对象做矢量化处理,同时把特征统计信息写入多边形属性中。集成后不仅可保证矢量多边形数目与图像对象数目完全一致,而且由于特征统计信息已作为多边形区域的属性保存在多边形中,后续的多尺度分割、区域合并、空间关系操作等均可基于矢量多边形进行。     

Streaming of Complex 3D Scenes for Remote Walkthroughs

We describe a new 3D scene streaming approach for remote walkthroughs. In a remote walkthrough, a user on a client machine interactively navigates through a scene that resides on a remote server. Our approach allows a user to walk through a remote 3D scene, without ever having to download the entire scene from the server. Our algorithm achieves this by selectively transmitting only small parts of the scene and lower quality representations of objects, based on the user's viewing parameters and the available connection bandwidth. An online optimization algorithm selects which object representations to send, based on the integral of a benefit measure along the predicted path of movement. The rendering quality at the client depends on the available bandwidth, but practical navigation of the scene is possible even when bandwidth is low.     

基于SVM的遥感图像半自动提取方法研究

遥感影像的半自动提取是遥感图像处理领域里的一个重要研究方向。提出一种新的半自动提取面状地物的方法,能够用随意给定的前景和背景曲线准确地提取出感兴趣的区域。算法首先提取前景和背景曲线上的像素作为分类样本,并使用SVM(Support Vector Machines)得到最初的分类效果。在此基础上,综合利用分类对象的光谱特征和形状特征信息,进行区域合并。最后,采用一种自动停止区域合并的准则确定最终合并结果。实验证明,该算法适用性强,可以在复杂多变的情况下,准确地区分出多种地物。     

纹理映射中的平面校正技术研究

为了快速实时地进行由平面组成的结构景物的3D建模问题,文中介绍了一种在进行图像3D重构时纹理映射中的平面校正方法。介绍了三角形模型在图像处理、图形绘制、虚拟现实等技术中的重要作用。从射影几何的角度出发,给出了从两幅视图进行景物三维重构的分层重构方法。在已知欧氏重构即摄像机内参数的基础上,介绍一种基于标定的平面射影失真矫正方法。通过此方法,将矫正过的纹理映射到欧式点重构结构中,得到景物的3D模型。经实验验证,这种方法在处理由平面组成的景物的3D重构中是实时有效的。     

支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化

根据图形处理器的最新可编程单元Vertex Shader和Pixel Shader的体系结构和单机Direct3D9应用程序的执行流程,提出支持Shader的Direct3D9应用程序在图形集群的透明并行化策略.图形集群的节点划分为资源分配和资源绘制节点,资源分配节点通过截取绘制接口将应用程序实时转换为6类绘制资源,包括命令流、Vertex Shader、Pixel Shader、顶点流、索引流和纹理流.资源绘制节点根据绘制资源的描述信息和资源数据重构出Direct3D9的绘制命令.图形集群中的所有绘制节点都保留全部的绘制资源,并且通过计算基于多流模式场景数据在屏幕空间的包围盒进行绘制任务划分.实验证明,使用,这种策略完全可以实现支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化.相对于单机绘制,基于图形集群的并行图形绘制不仅提高绘制性能而且得到较高绘制加速比.     

基于GeoFusion的三维地形和目标模型调度显示研究

针对大型场景的实时绘制问题,提出了一种基于GeoFusion的三维可视化技术.首先分析了GeoFusion三维视景平台的基本情况及对用户应用程序的支持,详细阐述了三维地形数据的坐标转换、格式转换和生产制作处理流程,结合GeoMatrix给出了地形调度显示方法,建立了DSM三维目标模型,提出了三维目标模型的调度算法.开发了仿真系统,并通过实例表明了所提地形和目标模型创建及调度显示算法能够实现实时调度和场景的实时显示,并保证了场景的真实感.