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2011年 第40卷 第5期    刊出日期：2011-10-25

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学术论文

基于PostScript成像模型的线状地图符号数据结构

吴明光,陈泰生

2011, 40(5):  0-0. 

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针对线状地图符号构图模式和绘制效率，分析比较了单元循环配置、线型叠加以及纯函数绘制三类典型线状地图符号数据结构优缺点。针对线状符号控制轴线几何形态复杂、多样的特点，引入了PostScript成像模型中“路径”数据结构，实现对任意复杂线状符号控制轴线的统一描述，设计了基于标记顶点序列的“路径”结构化存储方法；针对线状符号的图形特征，设计了颜色笔划、图元笔划和栅格笔划三种绘制方法，可以同时支持单元循环配置和线型叠加两种线状符号构图模式，支持卡通类、艺术类线状地图符号的设计；针对陡坎类复杂线状地图符号，设计了装饰数据结构，归纳了若干装饰规则；针对动线符号等半线半面类型线状地图符号，提出了基于轮廓变化的构造和绘制方法。线状符号数据结构由路径、笔划、装饰和轮廓变换的有限集合组成，基于此结构构建了线状地图符号设计器原型系统并进行了效率对比实验和多介质输出实验。实验表明，该数据结构能够针对线状符号的构图特点而进行灵活分解绘制，保证最优的符号绘制效率，能够支持复杂线状符号的设计，同时支持地图符号的屏幕显示、网络发布和纸质印刷。

基于像底点的机载POS视准轴误差检校

付建红,赵双明

2011, 40(5):  0-0. 

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基于灭点理论，提出一种利用像底点检校机载POS系统视准轴误差的新方法。首先从理论上建立了像底点与POS系统视准轴误差之间严格的数学关系，并在此基础上推导出求解视准轴误差的误差方程式，然后用一组带有POS数据的航空影像进行了试验验证。试验结果表明，所建立的利用像底点检校POS系统视准轴误差的模型是正确的，用两张以上像片上的像底点坐标即可检校出POS系统的视准轴误差，而无需布设特定的检校场和地面控制点，对城区大比例尺航空摄影时POS系统视准轴误差检校具有一定的实用价值。

面向空间信息智能分发的用户偏好扩展模型研究

李新广; 范明虎; 杜武

2011, 40(5):  0-0. 

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基于映射机制的遥感影像盲水印算法

任娜,朱长青,王志伟

2011, 40(5):  0-0. 

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针对遥感影像数据，提出了一种基于映射机制的抵抗几何攻击的强鲁棒性盲水印算法。首先，采用随机序列发生器生成固定长度的伪随机二值序列作为水印信息；然后，建立影像数据与水印信息的映射函数，并对映射变量进行扩展，确定水印信息的嵌入位置；最后，采用基于映射机制的修改像素值位平面的水印嵌入规则进行水印嵌入。水印检测是水印嵌入的逆过程，采用多数原则确定水印信息。该方法克服了传统抗几何攻击时要求攻击后影像的大小和像素相对位置保持不变的局限，有效扩充了水印容量，具有好的鲁棒性和不可见性，并能保持影像精度特征和统计特性。

基于体元分析的三维建筑物模型分割方法

孙轩; 杨必胜; 李清泉

2011, 40(5):  0-0. 

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博士论文摘要

多普勒雷达降水反演及其与改进的区域气候模式RIEMS的同化研究

邵月红

2011, 40(5):  0-0. 

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本博士论文在前人构建的陆面水文过程模型TOPX和区域气候模式RIEMS的耦合模式的框架基础上，针对耦合模式中RIEMS对降水和蒸散发的模拟精度较低，RIEMS和TOPX模式之间尺度不匹配等几个核心问题进行了深入细致的研究:对天气雷达资料的定量估测降水方面的研究获得了对沂沭河流域最佳的Z-R关系，并通过雷达雨量计联合校正法得到较高精度的面降雨量；采用集合卡尔曼滤波同化算法对雷达反演的面雨量及区域气候模式RIEMS的降水输出进行了数据同化方案研究，获得了更好的降水模拟效果；在RIEMS和水文模型TOPX构成的耦合模型中加入同化方案，实现了流域降水的实例模拟研究，结果表明使用同化方案明显改善了水文模拟效果。

InSAR地形测绘若干问题研究

靳国旺

2011, 40(5):  0-0. 

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目前，我国已经把InSAR技术作为完成西部测图任务的重要技术手段之一，为了解决影响InSAR应用的技术瓶颈问题，促进InSAR技术的实用化，把InSAR技术应用于实际测绘生产之中，本文对InSAR相位解缠、干涉参数定标、解缠相位到高程转换、InSAR测绘作业流程及SAR影像制图等技术进行了研究；为了促进InSAR技术的进一步发展，为下一代InSAR系统的研制和应用奠定基础，本文对SAR图像仿真技术和干涉图仿真技术进行了研究，并在仿真数据的基础上，对多基线/多波段InSAR相位解缠技术进行了研究。本文在InSAR测绘作业流程设计、区域网平差干涉参数定标与高程控制点加密、SAR影像制图综合等方面的研究成果，对于促进我国InSAR技术的实用化和工程化具有积极意义；在SAR图像仿真和干涉图仿真方面的研究，为SAR系统设计和SAR仿真的应用奠定了基础；在多基线、多波段InSAR相位解缠方面所取得的研究成果，将促进我国多基线、多波段InSAR技术的发展。

基于GPS和美国环境预报中心观测信息的InSAR大气延迟改正方法研究

常亮

2011, 40(5):  0-0. 

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详见稿件内容。

学术论文

一种基于频谱段能量的高分辨率遥感图像边缘特征检测方法

吴桂平,肖鹏峰,冯学智,王珂,黄秋燕

2011, 40(5):  0-0. 

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从图像信号的能量角度出发，探讨了一种基于频谱段能量的高分辨率遥感图像边缘检测的方法。该方法采用滑动窗口傅立叶变换和频谱能量分段叠置的手段，将含有噪声的图像信号分解到不同的频谱段中，然后根据直流中心频谱段图像良好的噪声抑制特性，在此基础上进一步分析其高阶频谱段能量对图像边缘特征的贡献作用，将3×3的滑动子窗口中频谱半径为1-1.5范围内的频谱能量系数进行求和叠置，并量化至0–255的灰度范围，得到最终的边缘检测图像。实验结果表明，基于频谱能量所检测出的图像边缘特征响应较为显著，视觉效果较好，并且具有特定方向上的边缘检测能力。研究结果对于后期遥感图像的分割以及面向对象的遥感图像识别具有重要的理论意义和实际应用价值。

基于有理多项式模型的物方面元最小二乘匹配

张过,陈钽,潘红播,江万寿

2011, 40(5):  0-0. 

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针对物方面元最小二乘匹配仅适用于单中心投影框幅式成像的匹配制作区域DSM问题，提出基于RPC模型的物方面元最小二乘匹配算法，将物方面元最小二乘匹配算法从适用于单中心投影框幅式成像扩展到适用于多中心投影推扫式成像的立体匹配，并用SPOT5 HRG立体影像进行实验验证。实验表明，RPC模型能用于物方面元最小二乘匹配，增加了物方面元最小二乘匹配的应用范围和价值。

实现遥感相机自主辨云的小波SCM算法

陶淑苹,金光,张贵祥,曲宏松

2011, 40(5):  0-0. 

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随着遥感相机分辨力的提高和幅宽的增大，星上固存和数传带宽面临巨大的挑战。而目前下传的遥感图像中包含了33%-50%的云层图像，这些图像地物信息丢失，几乎没有利用价值。本文提出一种新型的多分支云判别算法，可控制相机在有云区关机停拍。首先利用计算量较小的光谱阈值判别法对云和地物粗略分类，当不能确定是云还是地物时，进而采用纹理分析方法判别。为了减小误判可能，算法采用小波SCM提取纹理特征，并提出一种基于ASM和熵的双判别方式。通过对245幅遥感图像进行实验验证，证明该算法能快速准确识别云层和地物，总误判率小于5%，得到了比参考算法更好的检测效果。

指标驱动下以任务流为中心的在线交互制图模型

赵飞

2011, 40(5):  0-0. 

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在线制图是一个复杂的交互过程，任务流是交互制图系统的一种新理念和新方法。分析了不同的地图制图模型，根据统计数据和专题地图可视化的特点，提出了统计指标驱动下以任务流为中心的在线地图制图模型，并给出网络符号xml定义描述，结合某市在线动态专题地图可视化的应用实例，研究基于该模型的统计数据web空间可视化的各种方法和应用，表明该可视化体系和功能流程模式具有很好的推广价值。

遥感图像融合技术在潮间带地形提取中的应用

余连生,李智勇,文贡坚,杜春

2011, 40(5):  0-0. 

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针对潮间带地形资料的缺乏和提取手段的单一性，提出了一种提取潮间带地形的新思路。利用同一潮汐周期不同时相的SAR与全色遥感图像，采用平移不变离散小波变换算法进行图像融合，并采用了一种新的融合规则，图像的低频部分采用基于边缘提取的加权规则，高频部分采用绝对值最大原则。对比其他算法，融合结果既能突出潮间带形状，又能突出海岸线特征及近岸地形，更便于后续目视解译。对实际图像的实验结果表明，该方法取得了较好的效果。

基于区域网平差的InSAR基线估计方法

靳国旺,吴一戎,向茂生,徐青,秦志远,

2011, 40(5):  0-0. 

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在InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达干涉测量）处理中，基线估计对于高精度高程信息反演具有重要意义。对于大面积、多套InSAR数据的基线估计而言，若利用控制点分别对各套干涉数据进行基线估计，则需要大量、分布合理的地面控制点，并且由于基线估计误差的存在，将导致不同数据接边处反演高程的差异较大。为了有效减少基线估计所需的地面控制点数量、降低接边处反演高程的差异，提出了考虑干涉相位偏置的InSAR区域网平差基线估计方法。采用中国科学院电子学研究所机载InSAR系统获取的多套干涉数据进行了区域网平差基线估计实验，利用少量地面控制点完成了各套干涉数据的基线估计，减小了接边处反演高程的差异，验证了该基线估计方法的有效性。

基于对等网络的多分辨率影像的网络传输模型

娄书荣,孟令奎,方军,夏辉宇

2011, 40(5):  0-0. 

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海量影像数据的网络传输和多分辨率显示是实现网络环境下影像图形浏览的关键。传统的影像浏览是基于客户端/服务器模式，但是随着用户的增加，存在服务器负载过大，传输效率下降等问题。本文利用对等网络结构，借鉴基于P2P的文件下载相关技术，提出了一种基于P2P的影像传输模型。该模型在遥感影像分级分块的基础上，构建了基于兴趣区域分组的多追踪器覆盖网络，对基于兴趣区域分组的节点加入算法、邻近节点选择算法和安全策略进行优化。通过模拟实验证明了模型中邻近节点选择的优化性能，并开发了原型系统IMAGEP2P。

图谱迭代反馈的自适应水体信息提取方法

胡晓东,骆剑承,夏列钢,,沈占锋,朱长明,乔程

2011, 40(5):  0-0. 

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通过遥感技术手段进行水体信息提取是一种实用、有效的方法。提出了图谱迭代反馈模型，结合空间聚合图特征和非线性谱映射结果的优点，设计图谱迭代反馈机制，并通过自适应信息计算方法自动地调整提取参数，逐步地计算逼近正确的专题区域边界。结合水体提取案例，在分析当前较为有效的水体提取方法基础上，选取ETM影像作为数据源，提出了图谱迭代反馈的自适应水体信息提取（WERSTP）理论与方法。实验比较表明，该方法能充分结合基于指数和基于光谱分类提取方法的优势并成功融入水体空间分布特征，获得了较好的提取效果，达到了水体提取的精确化和自动化水平。

基于切割环分解的三维建筑物细节层次模型构造

杨必胜,姜少波

2011, 40(5):  0-0. 

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三维建筑物的LOD(细节层次)模型的自动生成是虚拟现实、实时可视化和渐进传输等方面的一个关键问题。本文提出一种基于切割环分解的建筑物LOD模型的自动生成方法。该方法首先通过二面角操作算子识别建筑模型中的切割环，然后通过切割环将建筑物模型迭代分割成建筑主体和一系列细部特征，并将分割的结果存储在一棵构造实体几何树（CSG-tree）中，最后对特征部件按重要性进行等级划分，同时进行简化处理。实验结果表明该方法具有较高的计算效率，能有效减少模型表面的细节和较好的保持模型的结构特征。

POS数据的上下视差误差源检测及误差补偿回归模型

张永军,熊金鑫,熊晓东,邓继伟

2011, 40(5):  0-0. 

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本文分析了POS数据存在系统误差的主要原因，推导了基于POS的立体像对相对定向模型，建立了POS系统误差回归补偿模型。三种不同比例尺测区影像的试验结果表明：POS系统提供的外方位元素中角误差是引起模型上下视差的主要误差源；利用回归补偿模型对POS数据进行改正后模型上下视差明显减小;在无需区域网平差的情况下，直接通过相对定向消除POS系统误差，定位精度有较大提高，从而证明了该补偿模型的正确性与可行性。

ALOS卫星PRISM影像严格几何模型的构建与验证

范大昭,刘楚斌,王涛,雷蓉唐新明

2011, 40(5):  0-0. 

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本文根据ALOS卫星PRISM传感器的成像原理，利用卫星影像的辅助数据文件构建了无需地面点的严格几何模型。实验发现，直接利用星上提供的轨道姿态数据和严格几何模型进行无控制定位精度较差，经分析发现ALOS卫星辅助数据文件中提供的CCD侧视角可能存在固定的系统误差，经校正后能使定位精度得到显著提高：平面精度优于5米，高程精度优于3米，达到了ALOS卫星标称的几何定位精度。不同景影像定位精度的差异可能的原因是CCD侧视角的细微变化。

基于移不变全方向角提升的遥感图像降噪

王晓甜,石光明,牛毅,矫恒浩

2011, 40(5):  0-0. 

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在分析遥感图像结构特征及其与噪声之间主要区别的基础上，利用图像信号的方向信息，提出基于移不变方向提升小波抑制遥感图像噪声的方法。该方法在方向提升小波变换的基础上利用循环平移，Gabor小波滤波器和图像旋转技术改进了方向提升小波在图像去噪过程中存在的三个弊端：缺乏移不变性质，图像局部方向信息判方法断缺乏噪声鲁棒性和变换方向分布有限。消除了去噪结果中的吉布斯效应，提高了图像方向信息判断的准确性并保证了图像纹理方向始终落在方向提升能最优表示的方向区间内。实验结果证明本文方法在处理遥感图像的过程中能在去噪的同时保留图像的细节和边缘信息，对遥感图像中的边缘信息如道路和桥梁有较好的刻画性能，较传统方法去噪性能(PSNR)和主观视觉效果(SSIM)均有较大提高。

基于蚁群优化算法的线状目标简化模型

郑春燕,郭庆胜,胡华科

2011, 40(5):  0-0. 

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线状目标简化一直是地图综合的一项重要内容，可以看作是一个部分选取的优化问题。蚁群优化算法相对其他优化算法，在解组合优化问题上有一定优势，符合人类解题的思维习惯且收敛速度快。针对线状目标简化的目的、地图生产的标准以及蚁群优化算法的基本原理，分析了线状目标简化过程中所需满足的约束条件并进行了数学描述，建立了具体的算法设计模型，并引入长期禁忌表和局部搜索策略以提高算法的运算效率，给出了解题的关键步骤。最后对该算法进行了测试，简化结果表明将蚁群优化算法用于线状目标的简化是可行的、有效的，能较好的保持线状目标的几何形状特征，在顾及长度偏差和矢量偏差的同时有较高的压缩率，并与道格拉斯算法简化结果作了对比，在相同的几何限差内蚁群优化算法所得目标函数值更佳。

基于SIFT的宽基线立体影像密集匹配

杨化超,姚国标,王永波

2011, 40(5):  0-0. 

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提出基于对极几何和单应映射双重约束及SIFT特征的宽基线立体影像多阶段准密集匹配算法。算法包括三个阶段：(1) 基于特征点的空间分布和信息熵选取一定数量的最优SIFT特征点集并进行最小二乘初始稀疏匹配及立体像对的基本矩阵和单应矩阵估计；(2) 对于其余特征，利用同名核线倾斜角及SIFT特征的尺度信息对匹配窗口的仿射变换参数进行迭代优化及变形改正、提取仿射不变SIFT特征描述符，并基于双重约束信息及欧氏距离测度进行匹配；(3) 考虑到宽基线立体影像较低的特征提取重复率，对第(2)步左右影像中未能成功匹配的特征点，基于双向搜索策略，采用基于盒滤波加速计算的SSD测度在变形改正后的双重约束区域中进行匹配，并对匹配结果进行加权最小二乘拟合定位。实际的宽基线立体影像试验结果证明了算法的有效性，可为后续的3维重建提供较为可靠的密集或准密集匹配点。

基于距离场映射的地形可视域分析方法

王晨昊,汤晓安,马伯宁,冷志光

2011, 40(5):  0-0. 

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地形可视域分析是地形分析的重要组成部分，针对现有方法存在的复杂度高、通用性差等问题，提出一种基于距离场映射的地形可视性分析方法。首先，在观察点位置以透视投影渲染地形，将观察点到可见的地形表面点的距离作为输出，保存到距离图；然后，以顶视图平行投影的方式再次渲染地形，通过对比片元到观察点的距离值与片元的距离场映射值来判断片元的可见性；最后，给出一种偏移采样法来减小锯齿走样的影响。实验表明，这种方法可以快速获得较高精度的可视域计算结果。另外，这种方法几何无关，能适用于多种形式的三维地形模型以及地物的可视性分析。

一种基于四元数的空间后方交会全局收敛算法

龚辉,江刚武,姜挺,陈密密

2011, 40(5):  0-0. 

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摄影测量学中传统的空间后方交会解法是对共线条件方程按泰勒公式展开进行线性化，并按最小二乘原理求解，其求解的精度与外方位元素的初值具有很大关系。为从理论上彻底解决空间后方交会对初值的依赖问题，结合四元数在摄影测量中的良好应用，提出了一种基于四元数的空间后方交会全局收敛算法。该算法利用四元数描述影像姿态，采用绝对定向和正交投影两种变换来代替中心投影的共线条件方程，再利用非线性方程直接迭代的方法进行求解，从而无需进行线性化，最后从理论上对算法的全局收敛性进行了证明。实验结果表明该算法正确可靠，对外方位元素初值没有要求，真正做到无初值依赖空间后方交会，具有很好的稳定性和适应性。