两通道按列输出CMOS图像的非均匀性及校正方法

为确保航空遥感图像产品相对辐射质量,提出了一种对两通道按列输出CMOS(互补金属氧化物半导体)图像的非均匀性进行校正的方法。以美国仙童公司CMOS探测器CIS2521F为例,通过实验室积分球观测试验研究了暗电流噪声、平均灰度、两通道输出等因素造成的图像非均匀性;然后,基于实验室积分球观测数据,采用两点线性法,校正了由按列放大输出导致的列状条带噪声;接着,通过优化拼接线附近图像灰度差异统计结果,校正了两通道响应不一致造成的图像辐射差异。试验表明,单通道图像非均匀校正使积分球观测图像的平均非均匀度量值由4.4下降至2.4,两通道图像非均匀校正消除了两通道图像的目视差异。原始航空遥感图像经过非均匀性校正后,图像灰度均匀,能够满足遥感图像判读要求。     

地理空间数据不一致性探测处理方法研究

空间数据不一致性是指空间数据对象之间存在的矛盾或冲突。空间数据不一致性一直以来都是国际地理信息科学领域的一个基础研究问题,亦是空间数据质量评价的一个重要指标。目前,国内外学者就空间数据不一致性问题进行了大量的探讨,在不一致性成因、分类、表达、探测、处理及评价等方面都取得了较好的进展,并各有侧重点。为了更好地开展该方面的研究,系统地总结已有的空间数据不一致性研究成果,尤其是最新的一些进展,指出若干有待进一步研究的问题。     

改进核空间对称稀疏表达用于高光谱波段选择

提出改进核空间对称稀疏表达（IKSSR）降维方法来解决高光谱影像（HSI）的波段选择问题.该方法利用核函数方法和稀疏系数的二值约束条件改进对称稀疏表达模型,在映射得到的核空间构建包含所有波段向量对应的数据点的凸包,通过寻找最小凸包的原型点实现波段子集的优化选择.改进核空间对称稀疏表达方法采用矢量量化策略初始化波段子集,利用块坐标下降方法将非凸问题转换为凸目标函数优化问题,实现目标波段子集选取.基于两个公开高光谱数据集,对该方法和4种主流的波段选择方法进行实验比较研究.实验结果表明,利用改进核空间的对称稀疏表达方法得到的总体分类精度优于对称稀疏表达模型和其他3种方法.     

分布式空间数据分片与跨边界拓扑连接优化方法

研究分布式空间数据库(distributed spatial database,简称DSDB)中数据按区域分片时的跨边界片段拓扑连接查询问题,并提出相应的优化方法.首先研究了分布式环境下的空间数据的分片与分布,提出了空间数据分片的扩展原则:空间聚集性、空间对象的不分割性、逻辑无缝保持性.然后,将区域分割分片环境下的片段连接分为跨边界和非跨边界两类;同时,将拓扑关系分为两类,重点研究跨边界的两类片段拓扑连接.提出了跨边界空间片段拓扑连接优化的两个定理,并给出了证明.以此为基础,给出了跨边界空间拓扑连接优化规则,包括连接去除规则和连接优化转化规则.最后设计了详细的实验,对自然连接策略、半连接策略以及所提出的连接策略进行效率比较,结果表明,所提出的方法对跨边界连接优化有明显优势.因此,所提出的理论和方法可以用于分布式跨边界拓扑关系查询的优化.     

一种面向扩展空间对象的密度聚类算法

提出一个面向扩展空间对象的基于密度的空间聚类算法,对点、线和多边形等扩展空间对象进行聚类。在该算法中,通过空间对象的缓冲区统一计算各对象在其附近空间的密度值,并根据参数区分两类不同的空间聚类应用场景,从而实现对空间对象的分类。实验表明,算法能够较好实现对空间对象分类。     

采用目标区域互信息的星空图像配准

提出了采用目标区域互信息的测度方法对星图进行精确配准以解决星图中存在噪声、伪星点、星点稀疏以及星图间的旋转等问题。首先对星图进行图像分割,检测出星点目标并对星点进行二值化处理;然后基于互信息配准模型,在含星点的目标区域上,利用Powell算法将最大互信息作为目标函数来指导图像间最优变换参数的搜索。分析了适宜于互信息测度配准的星点分割算法,并论证了采用目标区域互信息的星图配准的可行性。对提出的算法与标准的互信息配准算法进行了对比。结果表明:提出算法的时间消耗与图像中星的数量有关,在图像大小为1 000×1 000时,提出算法的加速比为标准算法的3.4倍。该算法在星图中存在噪声、伪星点、星点稀疏和旋转的情况下仍能进行准确配准,50组实拍星图配准误差平均值为0.138 2pixel,满足了星空图像对精确配准的要求。     

水电站施工测量数据动态管理系统研究

针对传统的水电站施工测量数据数字化管理水平不高,利用不够深入等问题,设计了新的水电站施工测量数据动态管理系统,简化数据处理过程,动态构建三维模型,真实可靠地描述工程进度与质量。系统分为两部分:单机版的数据规范化处理子系统和WEB版的施工测量数据管理子系统。详细介绍了各子系统的功能设计,包括数据规范化处理、成果文件输出、测量数据入库、数据动态建模分析与可视化等。以西部某水电站为例,对该系统的科学性和可行性进行了验证,证明运用该系统可加强施工测量数据管理,充分挖掘数据中的有用信息,提高工程监管水平。     

三峡工程近坝库岸滑坡变形监测方法试验研究

通过试验研究表明：对滑坡变形机制研究或精度要求较高时,采用测量机器人（Georobot）技术是目前最理想的方法;若只对滑坡的长期趋势进行监测或精度要求较低,且滑坡范围较大时,采用GPS技术加测地面边的方法有较大优越性。三峡工程近坝库岸野猫面滑坡宜采用Georobot监测,而黄腊石滑坡监测用GPS加测地面边的方法更好。     

基于分块-空间聚类的图像配准算法

模板匹配算法应用广泛,但不能判断配准结果是否正确,也无法比较不同像对配准结果的准确程度。提出无变形、无旋转情况下分块-空间聚类的图像配准算法,将基准图分块在参考图上配准从而获得基准图的多个配准位置,并对这些位置进行空间聚类从而计算基准图的最后配准位置,并评估配准质量。试验表明该算法配准准确度高,能够正确评估配准质量并比较不同像对配准结果的准确程度。     

基于同形变换的航空倾斜影像自动匹配方法

针对仿射尺度不变变换提取(ASIFT)算法计算效率低的问题,提出了一种大倾角航空倾斜影像自动匹配方法H-SIFT。该方法利用影像粗略外方位元素计算两幅待匹配影像之间的单应变换矩阵,对左影像进行二维射影变换得到其纠正影像以消除两幅影像之间的几何变形、尺度和旋转问题,再对左影像的纠正影像和右影像进行尺度不变特征变换(SIFT)。匹配时,为了适当提高正确匹配点对的数量,利用不严格的比值提纯法和左右一致性检验得到粗匹配点对,并利用随机一致性检验剔除误匹配。最后将左影像其纠正影像上的匹配点反算到左影像上。通过对国产五倾斜相机平台(SWDC-5)获取的三组典型城区航空倾斜影像数据进行实验,对于三组数据,该算法获得的正确匹配点对数量分别为ASIFT算法的2.18、1.31、1.70倍,该算法匹配耗时分别为ASIFT算法的0.93%、0.88%、0.97%。实验结果表明,与ASIFT算法相比,该算法获得的匹配点对在计算效率、数量和分布情况上都得到了显著提高。