散斑噪声抑制算法比较研究

文章综述了散斑噪声抑制算法的发展，并且通过实际的激光雷达图像处理比较了它们的图像的边缘保持能力，还计算了其算法处理图像的散斑指数，比较了它们的散班抑制能力。     

大气透过率的多点移动测量

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动测量的方式测量大气透过率及消光系数。基于理论比较了多点移动大气透过率测量方法与传统大气透射仪测量方法的测量精度,证明了该系统的测量精度高于传统大气透射仪。将该系统与经过良好校正的Skopograph II型大气透射仪在大气环境模拟舱进行了较长时间的对比验证。结果表明,两套系统具有很好的相关性,91.93%的数据对偏差在10%以内,相关系数达0.985 7。在低能见度条件下,多点移动大气透过率测量系统的测量稳定性优于传统大气透射仪。得到的结果显示:该系统能够满足大气透过率和消光系数测量对准确性、稳定性和一致性的要求。     

纹理图像的多尺度分割

纹理图像分割最常用的方法就是基于特征的纹理分割,即首先提取出图像的纹理特征,在利用提取出的纹理特征来进行特征划分.通过对纹理特征进行划分来实现纹理图像分割的过程所面对的主要困难可以概括为:效率和效果.纹理图像分割算法大多具有较高的时间复杂度,这一方面是因为纹理特征提取比较费时,另一方面较高的特征维数导致特征划分过程的计算量通常比较大.本文提出基于图像四叉树的多尺度分割算法来实现实时图像的粗分割,实验表明此算法可以在保持分割精度的前提下大大降低时间复杂度.     

基于双边缘技术的低空测风激光雷达分析

利用双边缘技术采用直接探测激光雷达探测低空(1 km以下)气溶胶的后向散射回波,改进了针对低空气溶胶散射信号的双边缘技术理论,并通过模拟灵敏度的变化曲线选取了系统对气溶胶信号响应性能最好时的Fabry-Perot标准具及激光参数.模拟估算了系统的灵敏度和测量误差,结论表明:系统的相对灵敏度在小频移时可达到7%,系统误差可小于1 m/s.     

基于小波矩的改进遗传算法风切变识别

针对采用三次B样条小波矩提取的低空风切变图像的形状特征,提出了一种改进的遗传算法(GA)用于微下击暴流、低空急流、侧风以及顺逆风4种风切变的类型识别中。该算法中自适应交叉概率仅考虑了进化代数的影响,而变异概率强调个体与群体适应度的作用,使得在均匀把握群体演变方向时,极大程度地丰富种群的多样性。对由此改进算法选取的最优特征子集,采用三阶近邻分类器进行分类识别。实验结果表明,该自适应遗传算法操作方向性强,能快速收敛到全局最优解,稳定地提取出最优特征子集,最终使低空风切变的平均识别率达到97%以上,获取了较好的识别效果。     

基于不动点原理的大气气溶胶消光系数边界值确定方法

提出了一种基于不动点原理的大气气溶胶消光系数边界值确定方法,其核心思想是将确定大气气溶胶消光系数边界值的问题转化为求解函数不动点。首先建立大气消光系数边界值与大气光学厚度和激光雷达回波信号之间的函数关系;其次依据函数不动点存在性和唯一性的条件估计不动点的存在,通过不动点迭代求得大气消光系数边界值,并由此值来确定大气气溶胶消光系数边界值。将本方法应用于实际激光雷达回波信号的反演中,得到低层大气气溶胶消光系数垂直廓线,并与在对流层顶使用洁净层法确定边界值所得的结果进行了对比。结果表明,利用本方法确定边界值,可以较为准确地反演出低层大气气溶胶消光系数。本方法可以预先估计不动点的存在区间、合理选取迭代初始值,具有收敛速度快、迭代次数少的优点,实际应用价值较强。     

改进的牛顿法确定大气消光系数边界值

在用激光雷达方程反演大气消光系数时,大气消光系数边界值对反演精度影响较大,而在低层大气中该值较难确定。文中提出了一种基于改进牛顿法的大气消光系数边界值确定方法,其核心思想是,把确定大气消光系数边界值的问题转化为求非线性方程的数值解。首先,根据大气消光系数边界值与激光雷达回波信号功率以及大气光学厚度之间的关系,假设大气消光系数边界值为x,构建一个非线性方程。其次,采用改进的牛顿法求非线性方程的数值解,得到大气消光系数边界值。使用香港天文台装置在香港国际机场的多普勒激光雷达回波信号数据,对该方法的可行性和可靠性进行了验证。结果表明:利用该方法确定边界值,可以较为准确地反演出低层大气消光系数。该方法收敛速度快,迭代次数少,并且不需要计算导数值,极大地减少了运算量,具有较强的实际应用价值。     

测风激光雷达中F-P标准具频率跟踪方案及实现

在直接探测测风激光雷达中,多普勒频移由高分辨率的Fabry-Perot标准具检测得到。指出了激光频率与标准具腔长随环境温度的变化导致测量误差增大的问题,提出了频率跟踪的解决方案。使用散射光纤对激光脉宽进行扩展,在双通道标准具的基础上增加专用于频率跟踪的通道,使用光电倍增管检测光强,设计制作了基于采样的频率跟踪电路。仿真实验表明,该方案能够实现标准具腔长与激光发射频率的动态跟踪。     

测风激光雷达应用于机场能见度及云底高探测

直接探测多普勒测风激光雷达通过探测大气后向散射信号的多普勒频移来反演风速。分析了上述后向散射信号在大气能见度和云底高探测上应用的可行性。选择了Klett方法反演大气能见度,并设计了分段计算云底高的流程。根据上述算法编写了反演程序并对激光雷达数据进行处理。与外场观测记录对比,得出了反演结果与目测基本吻合的结论。     

基于离散小波框架变换的遥感影像薄云去除

遥感影像可见光波段受云层变化影响较大,如何有效去除云的影响是遥感图像处理中的一个重要问题.本文提出了一种基于离散小波框架变换的薄云去除算法.在小波框架变换多尺度分析的基础上,算法在低频图像上将云区和清晰区区分出来,并进行均值匹配.然后对于小波高频系数在不同尺度上进行不同程度的增强;对同一尺度的系数进行非线性处理以增加对比度,最后通过反变换得到去云后的图像.实验表明,该算法能有效地去除薄云,增强图像对比度,减小噪声的增强幅度,使结果图像具有很好的视觉效果.