数字高程模型数据的信息伪装和信息隐藏技术

提出了一种结合信息伪装和隐藏技术来保护数字高程模型(digital elevation model,简称DEM)数据的方法,保证了DEM数据的安全传输和存储.设计了DEM数据极低比特率压缩方法,压缩数据隐藏在伪装数据中.应用带参数整数小波变换,提出可嵌入隐藏信息的小波系数集合生成方法.扩展了只针对图像的基于视觉系统(human visual system,简称HVS)小波域量化噪声的视觉权重(just noticeable distortion,简称JND)分析方法,使其适用于DEM数据,自适应地确定信息     

利用DEM数据绘制等高线的自适应算法

数字高程模型(DEM)近年来发展迅速,地形数据越来越多地采用这种模型存储.利用DEM数据绘制地形等高线,是实现地形可视化的重要方法.文中提出了一种利用DEM海量数据自适应地绘制地形等高线的算法.该算法执行效率较高,对计算机硬件配置要求较低.     

利用DEM数据绘制等高线的自适应算法

数字高程模型(DEM)近年来发展迅速，地形数据越来越多地采用这种模型存储。利用DEM数据绘制地形等高线，是实现地形可视化的重要方法。文中提出了一种利用DEM海量数据自适应地绘制地形等高线的算法。该算法执行效率较高，对计算机硬件配置要求较低。     

基于稀疏度自适应化的DEM压缩采样与重构方法

地形数据量的日益增长迫切地需要高效的存储和传输策略。提出了一种基于稀疏度自适应化的DEM压缩采样与重构方法,并给出了方法具体的实现及详细流程。该方法首先利用小波变换对原始DEM进行稀疏处理,然后利用QR分解后的随机高斯矩阵对稀疏处理结果进行降维观测,实现DEM的压缩。最后针对CoSaMP算法必须提供稀疏度和重构时间长的缺点提出一种稀疏度自适应化的改进算法,利用改进的CoSaMP算法进行重构和小波反变换等步骤获得DEM的重构结果。在保证相似重构精度的前提下,提出的改进的CoSaMP算法与传统的CoSaMP算法相比,在实现稀疏度自适应化的同时有效地提高了收敛速度。仿真实验结果表明与JPEG2000方法相比,提出的方法实现了更高压缩比的数据压缩和高峰值信噪比的数据重构。     

基于JPEG2000的DEM数据无损压缩

研究了小波技术在DEM数据无损压缩中的应用，采用JPEG2000标准对DEM数据进行无损压缩。实验结果表明，该方法与传统方法相比，不仅具有更高的压缩效率，而且具有更好的编码传输特性。     

基于FPGA和DSP的高分辨率图像采集系统

介绍了一种高分辨率图像数据采集系统的实现方案.该方案采用了现场可编程门阵列(FPGA)数字信号处理器(DSP)的体系结构,利用FPGA实现图像数据检测、采集、缓冲、预处理,并协调系统各部分的工作,利用DSP对图像数据进行JPEG压缩,通过PC104总线将压缩后的数据上传至主机.该方案中,由FPGA控制的高速大容量同步动态随机存储器(SDRAM)作这图像数据的帧存,解决了高分辨率图像采集中容量和速度上的问题,SDRAM分时供FPGA和DSP访问的机制提高了数据存取的效率.JPEG压缩方法大大降低了数据传输所需的带宽并减少了存储所需的容量.该系统能够对高至2 048×1 536的多种分辨率的图像实现数据采集和压缩.     

大规模多分辨率地形实时绘制算法研究

为解决海量地形数据无法实现直接、连续地实时绘制的问题,根据小波分析的特点,提出了基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法.该算法利用小波分析对数字高程模型(DEM,digital elevation model)数据进行简化压缩,采用四叉树结构来表示地形,构建视点相关多分辨率地形模型.实验结果表明,该算法使需要的地形数据量大为减少,能高效地生成地形的多分辨率模型,并且地形的逼真程度高.因此,该算法结构简单、便于实现大规模地形实时绘制.     

利用卫星激光测高数据对星载SAR干涉测量DEM进行倾斜改正的研究

InSAR与ICEsat测高技术作为极具潜力的两项对地观测技术,各有其特点,利用卫星激光测高数据对星载SAR干涉测量DEM进行倾斜改正具有十分重要的意义,为提取无控制特殊困难地区大范围DEM提供了一种全新的方法。本文介绍了InSAR与ICEsat激光测高两种技术的特点及互补性;分析了利用ICEsat测高数据改正InSAR数据本身难以消除的误差的可行性;并以南极Grove山大范围DEM的提取为例,证实了其优越性。     

基于鲁棒亚像素卷积神经网络的DEM超分辨率重建

数字地形模型（digital elevation model, DEM）是描述地球科学领域纵横表层曲面的基础数据模型之一,广泛应用于航天工程、海洋测绘、几何测量等领域。本文引入亚像素卷积神经网络模型进行DEM超分辨率重建,分析了不同训练样本定制策略对DEM超分辨率重建的影响,并提出了基于训练样本优化的鲁棒亚像素卷积神经网络。首先,基于Adam优化模型,分析了6类定制化训练数据集策略对训练网络的影响,提出了训练数据集的最佳定制方案,提升了算法的整体效率。其次,利用真实的DEM数据进行实验分析,通过与传统地统计学方法（双三次插值、最近邻插值和双线性插值）进行对比,结果表明该网络有效提高了DEM超分辨率重建的精度;最后,探讨了损失函数对网络训练效率的影响,给出了损失函数优化的建议。同时,作为卷积神经网络的衍生模型,基于训练样本优化的鲁棒亚像素卷积神经网络模型进一步丰富了卷积神经网络在DEM数据处理领域中的应用。     

数据块相容性统计的测试数据压缩方案

通过对测试集的研究发现,与参考数据块相容的数据块数目随着值的增加,其出现的频率急剧下降。基于这个特征,提出了一种利用FDR码变体来编码相容数据块数目的测试数据压缩方案。通过分析可知方案的解压电路结构简单,所需的硬件开销很小,对ISCAS’89基准电路的实验结果表明,该编码方法能有效地压缩测试数据。     

由矢量等高线数据生成DEM数据的简易方法

当前由等高线数据生成DEM数据的方法大部分都存在算法复杂,实现困难等特点。文章描述了一种通过矢量等高线生成DEM数据的简易方法。通过将等高线网格化然后再进一步进行横向和纵向的插值,生成DEM数据。该方法具有简单易行,适用于精度要求不高的场合。而且对硬件的要求也不高。生成的DEM数据很容易转换成三维模型。     

城区建筑物3D景观模型建立

为了在2D GIS基础上实现城市建筑物的3D显示,提出了一种建立建筑物3D模型的方法,该方法首先采用最大包围盒法将建筑物3D模型与2．5D DEM集成在一起,然后采用了Meier关系数据结构的表示城区建筑物几何模型中的拓扑信息和属性信息,并通过VRML浏览器业实现城市景观的交互显示,从而实现了利用常规2D GIS数据建立建筑物3D景观虚拟模型,实验结果表明,该方法能在VRML浏览器中以各种视角,在各个位置和按各种缩放比例,对建筑物模型进行动态观察,并在计算机屏幕上实现立体显示,根据实验结果和分析可见,随着2D GIS的发展成熟,利用常规2D GIS数据来建立建筑物3D景观模型的条件已经具备。     

基于三维GIS的地形可视化研究及实现

给出了一个适用于水利领域的三维可视化系统的组成,介绍了解决超大数据量数字高程模型(DEM)快速显示的算法,将地物在地形中进行显示,研究了基于三维场景空间分析的理论,最后对系统的实现作了简要介绍。实践表明该系统能在PC机上流畅地运行,图形的生成速度和质量令人满意。     

一种星载InSAR高精度快速DEM重建方法

面对全球干涉测量的海量实测数据,在保持精度的情况下,如何提高处理速度是星载干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)数据处理必须考虑的重要问题.数字高程模型(digital elevation model,DEM)重建是InSAR数据处理中较为耗时的一个关键环节.针对星载InSAR处理中DEM快速重建的难题,从DEM重建原理出发,分析揭示了干涉相位与目标点三维坐标映射关系的两个基本特性,一是目标点的三维坐标与干涉相位的关系可以分别用多项式来进行拟合,二是SAR图像上相近像素各自对应的多项式变化不大,并从理论上对特性的成立进行了论证.基于此,提出了一种快速DEM重建方法,给出了快速算法的详细步骤及关键参数的取值方法.最后,利用德国最先进的在轨雷达卫星TerraSAR-X获取的重复轨道干涉数据进行快速DEM重建,处理结果表明在重建精度损失较小的情况下,显著提高了重建速度,验证了该方法的高效性和正确性.     

基于Skyline Terrasuite的城市三维景观的建立

以东北大学彩色航空摄影像片和大比例尺地形图为数据源,利用VirtuoZoNT3.5获得DOM数据和DEM数据并进行预处理,使其拥有相同的坐标系统;利用三维地理信息系统软件Skyline Terrasuite将DOM叠加到DEM上构建三维表面来表示三维场景和建筑物的屋顶纹理;利用数码相机对建筑物的侧面纹理进行采集,对建筑物的结构框架进行纹理映射,实现城市三维景观的可视化。     

基于格网划分的大数据集DEM三维可视化

提出基于格网划分的实时LOD分层方法，该方法基于DEM和影像数据固有的栅格特点，使用简单的几何算法即可实现DEM数据的动态分层，计算量小，可实现对大数据集DEM数据的实时漫游。     

视景仿真中三维地球的建模

给出了一种基于Blue Marble纹理和GTOPO30高程数据的三维地球建模方法，可消除地表各分块间的缝隙。地表形状模拟精度高，结合多分辨率纹理和高程，实现了对地球的变视角和缩放操作，在飞行模拟、导弹发射、卫星绕地球飞行等涉及到地球大场景或全球视景的仿真中被广泛采用。该建模方法对类似的建模提供了一种新思路，有较高的通用性和实用性。     

Combining satellite multispectral image data and a digital elevation model for mapping debris-covered glaciers

Automated glacier mapping from satellite multispectral image data is hampered by debris cover on glacier surfaces. Supraglacial debris exhibits the same spectral properties as lateral and terminal moraines, fluvioglacial deposits, and bedrock outside the glacier margin, and is thus not detectable by means of multispectral classification alone. Based on the observation of low slope angles for debris-covered glacier tongues, we developed a multisource method for mapping supraglacial debris. The method combines the advantages of automated multispectral classification for clean glacier ice and vegetation with slope information derived from a digital elevation model (DEM). Neighbourhood analysis and change detection is applied for further improvement of the resulting glacier/debris map. A significant percentage of the processing can be done automatically. In order to test the sensitivity of our method against different DEM qualities, it was also applied to a DEM obtained from ASTER stereo data. Additionally, we compared our multisource approach to an artificial neural network (ANN) classification of debris, using only multispectral data. While the combination with an ASTER-derived DEM revealed promising results, the ANN classification without DEM data does not.     

一种机载InSAR水体阴影的提取和识别方法

为了解决机载InSAR DEM中水体和阴影区域质量不佳需要区分修复的问题,提出一种综合利用机载InSAR数据源自动提取水体和阴影并加以识别的方法。首先基于InSAR DEM进行粗差点检测,利用粗差点作为种子点在SAR图像中区域生长,提取完整的水体和阴影区域;然后利用沿斜距向高程差和雷达俯角构造约束条件自动识别两者。通过对实测的机载高分辨率InSAR数据进行处理,水体阴影的识别率达到92%以上,其中水体和地形阴影的识别较好,而受制于DEM内在噪声等因素的影响,由树木造成的小块阴影容易造成误分。     

集成3DS MAX和AutoCAD进行路线三维建模

提出了一种构建数字高程模型来描述地形，利用横断面、桥梁、隧道等数据建立路基、桥梁、隧道三维模型、并将地形与这些三维模型拼合在一起形成路线三维模型的方法，在此基础上，通过集成AutoCAD及3DS MAX即可达到对路线进行三维造型的目的。