⑴ 分析PSNR对图像质量评价的优缺点并试图规划一种方案克服SNR的缺点
PSNR优点:便于计算和理解,能大致反映图象质量.一般情况下,PSNR的值高的图象质量相对
较高,通常,当PSNR值在28以上时,图象质量差异不太显着,当高于35~40时,则肉眼分辨不出差异.
PSNR缺点:,PSNR有时反映图象质量与人眼观察的图象质量情况并不完全相符.实验表明,
在同一幅图象中分别在图象高频部分、中低频部分、低频部加入白噪声干扰时,在高频部分
加入干扰时图象质量优于其它两种情况,但三者的峰值信噪比相同.
有理由认为PSNR 并不是一个很好的图象质量评价指标。由于PSNR的局限性,人们仍在不断的探讨,试图找出更接近人视觉特征的评价指标.
由于 PSNR的局限性 ,人们仍在不断的探讨 ,试图找出更接近人视觉特征的评价指标. 目前新的图象质量评价方案大多数为基于人眼视觉系统(HVS)的测量方法 ,以期更接近人眼的主观视觉.
新标准大致可以分为两类:基于视觉感知的测量方法和基于视觉兴趣的测量方法.
基于视觉感知的图象评价方法较早也较成功的有基于刚辨差(JND ,Just Notice Difference)的视觉感知方法.由于人眼分辨亮度差异的能力与背景亮度有关 ,在宽阔的常用背景亮度变化范围内 ,人眼的JND为常数;当背景亮度较强或较弱时,人眼的分辨能力减弱 ,即JND 增大.该方法基于此原理达到对图象质量定量测量的目的.
基于视觉兴趣的图象质量评价方法的思想是将图象分为感兴趣区(ROI ,Region of Interest) 和不感兴趣区 ,并由感兴趣程度对其设定加权值.整幅图象的视觉质量往往取决于感兴趣区的质量 ,不感兴趣区质量的降质则影响较小. 例如 ,假设测试图象中只有一个感兴趣区A1 ,其面积为S1 ,不感兴趣区A2 ,面积为S2 ,图象总面积为S = S1 + S2 .则由此可定义一个自己的均方误差IMSE:
⑵ 图像去噪的国内外研究现状
当前国内、外的研究动态
从对图像进行滤波的过程中所采用的滤波方法来分,可分为空间域滤波、变换域滤波;从滤波类型来分,又可以分为线性滤波和非线性滤波。
2002年Do.M.N和VetterliM.提出了一种“真正”的二维图像稀疏表达方法——Contourlet变换[7,8],这种变换能够很好的表征图像的各向异性特征。由于Contourlet变换能更好的捕获图像的边缘信息,因此选择合适的阈值进行去噪就能获得比小波变换更好的效果。Starck等人将Curvelet变换应用于图像的去噪过程中并取得了良好的效果[9],该方法虽然能有效的去除噪声,但往往会“过扼杀”Curvelet系数,导致在消除噪声的同时丢失图像细节。在过去的二十年里,自适应滤波器在通信和信号处理领域引起了人们的极大关注。TerenceWang等人针对二维自适应FIR滤波器提出了一种二维最优块随机梯度算法(TDOBSG)[10]。这种算法对滤波器的所有系数使用了空间可变的收缩因子。基于使后验估计方差矢量的二范数最小的最小方差准则,在块迭代的过程中选出最优的收敛因子。
线性滤波器的最大优点是算法比较简单且速度比较快,缺点是容易造成细节和边缘模糊。在目前对非线性滤波器的研究中,中值滤波器有较明显的优势,很多科学工作者对中值滤波器作了改进或者提出了一些新型的中值滤波器。Loupas等人提出的自适应的加权中值滤波方法(AWMF),但他利用的Speckle噪声模型不够精确,图像细节损失较大[11]。针对中值滤波器在处理矢量信号存在的缺点,Jakko等人提出两种矢量中值滤波器[12]。
近年来,小波分析是当前应用数学中一个迅速发展的新领域,它凭借其卓越的优越性,越来越多的被应用于图像去噪等领域,基于小波分析的图像去噪技术也随着小波理论的不断完善取得了较好的效果。上个世纪八十年代Mallet提出了 MRA(Multi_Resolution Analysis),并首先把小波理论运用于信号和图像的分解与重构,利用小波变换模极大值原理进行信号的奇异性检测,提出了交替投影算法用于信号重构,为小波变换用于图像处理奠定了基础[13]。后来,人们根据信号与噪声在小波变换下模极大值在各尺度上的不同传播特性,提出了基于模极大值去噪的基本思想。1992年,Donoho和Johnstone[14]提出了“小波收缩”,它较传统的去噪方法效率更高。“小波收缩”被Donoho和Johnstone证明是在极小化极大风险中最优的去噪方法,但在这种方法中最重要的就是确定阈值。1995年,Stanford大学的学者D.L.Donoho和I.M.Johnstone提出了通过对小波系数进行非线性阈值处理来降低信号中的噪声[15,16,17]。从这之后的小波去噪方法也就转移到从阈值函数的选择或最优小波基的选择出发来提高去噪的效果。影响比较大的方法有以下这么几种:EeroP.Semoncelli和EdwardH.Adelson提出的基于最大后验概率的贝叶斯估计准则确定小波阈值的方法[18];ElwoodT.Olsen等在处理断层图像时提出了三种基于小波相位的去噪方法:边缘跟踪法、局部相位方差阈值法以及尺度相位变动阈值法[19];学者Kozaitis结合小波变换和高阶统计量的特点提出了基于高阶统计量的小波阈值去噪方法[20];G.P.Nason等利用原图像和小波变换域中图像的相关性用GCV(generalcross-validation)法对图像进行去噪[21];Hang.X和Woolsey等人提出结合维纳滤波器和小波阈值的方法对信号进行去噪处理[22],VasilyStrela等人将一类新的特性良好的小波(约束对)应用于图像去噪的方法[23];同时,在19世纪60年代发展的隐马尔科夫模型(HiddenMarkov Model)[24],是通过对小波系数建立模型以得到不同的系数处理方法;后又有人提出了双变量模型方法[25,26],它是利用观察相邻尺度间父系数与子系数的统计联合分布来选择一种与之匹配的二维概率密度函数。这些方法均取得了较好的效果,对小波去噪的理论和应用奠定了一定的基础。
另外,尽管小波去噪方法现在已经成为去噪和图像恢复的重要分支和主要研究方向,但目前在另类噪声分布(非高斯分布)下的去噪研究还不够。目前国际上开始将注意力投向这一领域,其中非高斯噪声的分布模型、高斯假设下的小波去噪方法在非高斯噪声下如何进行相应的拓展,是主要的研究方向。未来这一领域的成果将大大丰富小波去噪的内容。
总之,由于小波具有低墒性、多分辨率、去相关性、选基灵活性等特点[27],小波理论在去噪领域受到了许多学者的重视,并获得了良好的效果。但如何采取一定的技术消除图像噪声的同时保留图像细节仍是图像预处理中的重要课题。目前,基于小波分析的图像去噪技术已成为图像去噪的一个重要方法。
⑶ GIS技术在国内的研究现状及其发展趋势
0 引言
随着计算机技术的飞速发展、空间技术的日新月异及计算机图形学理论的日渐完善,GIS(Geographic Information System)技术也日趋成熟,并且逐渐被人们所认识和接受。近年来,GIS被世界各国普遍启孝重视,尤其是“数字地球”概念的提出,使其核心技术GIS更为各国政府所关注。目前,以管理空间数据见长的GIS已经在全球变化与监测、军事、资源管理、城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护、湿地制图以及政府部门等许多领域发挥着越来越重要的作用。当前GIS正处于急剧发展和变化之中,研究和总结GIS技术发展,对进一步开展GIS研究工作具有重要的指导意义。因此,本文就目前GIS技术的研究现状及未来发展趋势进行总结和分析。
1 GIS研究现状及其分析
1.1 GIS研究现状
世纪90年代以来,由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善,GIS在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显着的成效,其概括起来有以下几个方面[1]:①硬件系统采用服务器/客户机结构,初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS;②在GIS的设计中,提出了采用“开放的CIS环境”的概念,最终以实现资源共享、数据共享为目标;③高度重视数据标准化与数据质量的问题,并已形成一些较为可行的数悔键据标准;④面向对象的数据库管理系统已经问世,正在发展称之为“对象——关系DBMS(数据库管理系统)”;⑤以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟,为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法;⑥新的数学理论和工具采用CIS,使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。
在GIS技术不断发展下,目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报,与卫星遥感技术相结合用于全球监测,成为重要的辅助决策工具。据有关部门估计,目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较着名的GIS软件产品有[3]:Auotodesk系列产品、Arc/Info、MapInfo及其悄前稿构件产品、Intergraph、Microstation等,还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范,如XML、GML、SVG等等。我国GIS软件研制起步较晚,比较成熟的测绘软件主要有南方CASS,MapGIS,GeoStar,SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多,但对于它的研究应用,归纳概括起来有二种情况:一是利用GIS系统处理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的开发函数库二次开发用户专用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家,GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来,随着我国经济建设的迅速发展,加速了GIS应用的进程,在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥r重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。
1.2 当前GIS发展存在的主要问题
基于以上GIS技术现状研究,本文分析认为GIS技术在模型、数据结构等方面存在着不足,一定程度上制约了GIS技术的发展。
(1)数据结构方面存在的问题
目前通用的GIS主要有矢量、栅格或两者相加的混合系统,即使是混合系统实际上也是将两类数据分开存储,当需要执行不同的任务时采用不同的数据形式。在矢量结构方面,其缺点是处理位置关系(包括相交、通过、包含等)相当费时,且缺乏与DEM和RS直接结合的能力。在栅格结构方面,存在着栅格数据分辨率低,精度差;难以建立地物间的拓扑关系;难以操作单个目标及栅格数据存贮量大等问题[4].
(2)GIS模型存在的问题
传统GIS模型是按照计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象,使得人们认知地理空间的认知模型与计算机中的数据模型不能形成良好的对应关系,难以表达复杂的地理实体,更难满足客观世界的整体特征要求。在GIS软件开发中,如果语义分割不合理,将难以有效表达地理空间实体间的关系,这就导致较深层次的分析、处理操作难以实现。随着GIS应用需求领域的不断开拓及计算机技术的迅速发展,对空间数据模型和空间数据结构提出了更高的要求,使得传统的地理空间数据模型力不从心,逐渐暴露其弊端。
目前,面向对象的数据模型一定程度上解决了传统GIS数据模型的某些不足,但是OODB(面向对象数据库)目前仍未在市场以及关键任务应用方面被广泛接受,因为OODB作为一个DBS还不太成熟,如缺少完全非过程性的查询语言以及视图、授权、动态模式更新和参数化性能协调等;且OODB与RDB之间缺少应有的兼容性,因而使得大量的已建立起来的庞大的RDB客户不敢轻易地去选择OODB.
(3)其他方面亟待解决的问题
当前,GIS正处在一个大变革时期,GIS的进一步发展还面临不少问题,主要表现在以下几个方面[5]:①GIS设计与实现的方法学问题。在GIS设计与实现过程中缺乏面向对象的认知方法学和面向对象的程序设计方法学的指导,导致GIS软件系统的可靠性和可维护性差;②GIS的功能问题。当前以数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS,不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求,直接影响到GIS的应用效益和生命力;③三维GIS模型及可视化问题。目前大多数GIS软件的图形显示是基于二维平面的,即使是三维效果显示也是采用DEM的方法来处理表达地形的起伏,涉及到地底下真三维的自然和人工现象显得无能为力。
2 GIS未来发展趋势
2.1数据管理方面
(1)多比例尺、多尺度和多维空间数据的表达[6]
对于多比例尺数据的显示,将运用影像金字塔技术、细节分层技术和地图综合等技术;而为了实现GIS的动态、实时和三维可视化,出现存储真三维坐标数据的3D GIS和真四维时空GIS,这其中涉及了空间数据的海量存储、时空数据处理与分析以及快速广域三维计算与显示等多项理论与技术[7].
(2)三库一体化的数据结构方向
空间数据库向着真正面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化数据结构的方向发展[8].这种三库一体化的数据结构改变了以图层为处理基础的组织方式,实现了直接面向空间实体的数据组织,使多源空间数据的录入与融合成为了可能,从而为GIS与遥感技术的集成创造了条件。
(3)基于空间数据仓库(Spatial Data warehouse)的海量空间数据管理的研究
空间数据量非常大,而且数据大都分散在政府、私人机构、公司的各个部门,数据的管理与使用就变得非常复杂,但这些空间数据又具有极大的科学价值和经济价值,因此大多数发达国家都比较重视空间数据仓库的建立工作,许多研究机构和政府部门都参与到空间数据仓库建立的研究工作。
(4)利用数据挖掘技术进行知识发现
空间数据挖掘是从空间数据库中抽取隐含的知识、空间关系以及其他非显式的包含在空间数据库中但以别的模式存在的信息供用户使用,这是GIS应用的较高层次。由于目前空间数据的组织与管理仍局限于二维、静态、单时相,且仍以图层为处理基础,因此,当前的GIS软件和空间数据库还不能有效地支持数据挖掘。
2.2技术集成方面
(1)“3S”集成
“3S”是GPS(全球定位系统)、RS(遥感)和GIS的简称,“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测技术有机地集成在一起。地理信息是一种信息流,RS、GPS和GIS中任何一个系统都只侧重于信息流特征中的一个方面,而不能满足准确、全面地描述地理信息流的要求。因此,无论从物质运动形式、地学信息的本质特征还是“3S”各自的技术特征来说,“3S”集成都是科技发展的必然结果。
目前,“3S”集成还仅限于两两结合方式,这是“3S”集成的初级和基础起步阶段,其核心是GIS与RS的结合。这种两两结合虽然优于单一系统,但是仍然存在以下缺陷。将“3S”进行集成从而形成一体化的信息技术体系是非常迫切的。这种集成包括空基“3S”集成和地基“3S”集成,即在硬件方面建立具有同步获取涉谱数据和空间数据的高重复观测能力的平台,而在软件方面使GIS支持数据封装,同时解决图形和图像数据的统一处理问题。
(2)GIS与虚拟现实技术的结合
虚拟现实(Virtual Reality)是一种最有效地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,是当代信息技术高速发展和集成的产物。从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,通过计算机建立一种仿真数字环境,将数据转换成图形、声音和接触感受,利用多种传感设备使用户“投入”到该环境中,用户可以如同在真实世界那样“处理”计算机系统所产生的虚拟物体。将虚拟和重建逼真的、可操作的地理三维实体,GIS用户在客观世界的虚拟环境中能更有效的管理、分析空间实体数据。因此,开发虚拟GIS已成为GIS发展的一大趋势。
(3)分布式技术、万维网与GIS的结合[9]
目前,随着Internet技术的迅猛发展,其应用已经深人到各行各业,作为与我们日常生活息息相关的GIS也不例外,它们的结合产生了web GIS.当前Web GIS系统已经得到迅速的发展,到1999年1月,仅在美国出现的这类系统就有23种之多。又由于客户端可能会采用新的应用协议,因此也被认为是Internet GIS.
计算机网络技术的飞速发展,分布式计算的优势日益凸显,GIS与分布式技术结合也就成为必然,它们的结合即构成了分布式CIS.它就是指利用最先进的分布式计算技术来处理分布在网络上的异构多源的地理信息,集成网络上不同平台上的空间服务,构建一个物理上分布,逻辑上统一的GIS.它与传统GIS最大的区别在于它不是按照系统的应用类别、运行环境划分的,而是按照系统中的数据分布特征和针对其中数据处理的计算特征而分类的。
(4)移动通信技术与CIS的结合发展[10]
WAP/WML技术作为无线互联网领域的一个热点,已经显示了其巨大的应用前景和市场价值。WAP柳ML技术与GIS技术的结合产生了移动GIS(Mobile GIS)应用和无线定位服务LBS(Location一basedServices)。通过WAR/WML技术,移动用户几乎可以在任何地方、时间获得网络提供的各种服务。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里。大多数的分析家都认为,到2010年,无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。
当前用于地理信息交互的语言还不足以完成真正的“设备无关接口”的互操作。各种移动设备对于从地理信息服务器所获得的信息,其表现方式是各不相同的,用户输人方式也不相同。因此,对于不同的移动设备需要一种统一的标记语言。无线定位服务将提供一个机会使GIS突破其传统行业的角色而进人到主流的IT技术领域里:大多数的分析家都认为,到2010年,无线网络将成为全球数据传送的主要途径。GIS的未来将会由其机动性所决定。
(5)GIS与决策支持系统(DSS)的集成[11]
决策支持系统(Decision Support System,简称DSS)是以管理学、运筹学、控制论、行为科学和人下智能为基础,运用信息仿真和计算手段为基础,综合利用现有的各种数据库、信息和模型来辅助决策者或决策分析人员解决结构化和半结构化问题,甚至非结构化问题的人机交互系统。
目前,绝大多数的GIS还仅限于图形的分析处理,缺乏对复杂空间问题的决策支持,而目前绝大多数的DSS则无法向决策者提供一个友好的可视化的决策环境。因此,将GIS与DSS相集成,最终形成空间决策支持系统(SDSS),借助GIS强大的空间数据处理分析功能,并在DSS中嵌入空间分析模块,从而辅助决策者求解复杂的空间问题,这是GIS应用向较高层次的发展。其中SDSS中知识的表达、获取和知识推理以及模型库、知识库、数据库三库接口的设计是哑待解决的关键问题。
2.3 发展历程方面
自20世纪60年代世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统(CGIS)问世以来,经过40年的发展,GIS经历了三个阶段的发展。目前,随着第三代互联网的提出与实施,以及计算机技术、数据库技术的飞速发展,GIS即将步入第四代GIS发展阶段。
第四代GIS软件将在数据组织、存储、检索和运算等方面发生革命性的变革。数据组织应该是面向空间实体的,空间位置只是实体众多属性中的一类,它应和其它属性有机地组织在一起并统一存放:“关系”概念和“关系运算”应该加以扩充,应该包括空间关系及其运算;传统的结构化查询语言应该扩充,把空间关系及其查询包括在里面;以倒排表为基础的数据库索引机制应该扩展,建立至少包括拓扑关系在内的新的索引机制;数据存储机制应该适应空间数据提取和计算的要求等。只有实现数据真正的一体化存储和处理,才能自由地、方便地、快速地实现人们所期望的处理功能。在功能上,第四代GIS软件应该具备支持数字地球(区域、城市)的能力,成为OS、DBMS之上的主要应用集成平台,它具有统一的海量存储、查询和分析处理能力、一定的三维和时序处理能力、强大的应用集成能力和灵活的操纵能力,且具有一定的虚拟现实表达。
3 结束语
通过以上对GIS现状及发展趋势的分析,可以看出,GIS作为信息产业的重要组成部分,正以前所未有的速度向前发展。把握当前GIS的技术发展现状及不足,有利于人们预见GIS的发展趋势,站在更高更远的角度去扬长避短,较好地促进GIS技术的快速发展。随着地理信息系统产业的建立和数字化住处产品在全世界的普及,GIS将深人到各行各业以至千家万户,成为人们生产、工作、学习和生活中不可缺少的工具和助手。
⑷ 遥感图像分类方法研究现状
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YGXX200605023.htm
⑸ 摄影测量学的现状
摄影测量学的现状当今科技发展的一项前沿技术.我国摄影测量与遥感技术领域取得一系列成绩。非常好。摄影测量与遥感技术颤携是当庆神今茄差伏科技发展的一项前沿技术.我国摄影测量与遥感技术领域取得一系列成绩:覆盖全国陆地,海域以及我国周边国家和地区1500万平方公里的地球表面。本文将就摄影测量与遥感的现状及发展趋势进行相关探讨。
⑹ 摄影测量与遥感技术发展论文
摄影测量与遥感技术发展论文主要通过对摄影技术与遥感技术的发展进行了研究,并对其在各个方面的运用进行了论述。
摄影测量与遥感技术发展论文【1】
摘要:随着经济的不断发展,科学的不断进步,摄影测量与遥感技术因其运用范围广、作用大而走上了逐渐发展的道路物团,并且对国民经济生活起着重要的影响。
关键词:摄影测量;遥感技术;发展;应用
摄影测量与遥感技术被划分在地球空间信息科学的范畴内,它在获取地球表面、环境等信息时是通过非接触成像传感器来实现的,并对其进行分析、记录、表达以及测量的科学与技术。
3S技术的应用、运用遥感技术以及数字摄影测量是其主要研究方向。
在多个领域内都可以运用遥感技术与摄影测量,比如:自然灾害、勘查土木工程、监测环境以及国土资源调查等。
随着我国经济的不断发展,运用到遥感技术与摄影测量的领域也在逐渐的增多。
在人类认识宇宙方面,遥感技术与摄影测量为人类提供了新的方式与方法,也为人类对地球的认知以及和谐共处提供了新的方向。
遥感技术和摄影测量可以提供比例不同的地形图以服务于各种工作,并且还能实现基础地理信息数据库的建立;遥感技术与摄影测量与地图制图、大地测量、工程测量以及卫星定位等构成了一整套技术系统,是测绘行业的支柱。
一、摄影测量与遥感技术的发展
从摄影测量与遥感技术的发展来看,摄影测量与遥感技术在近30年的时间里已经涉及到城市建设、水利、测绘、海洋、农业、气象、林业等各个领域,在我国的经济发展中起着至关重要的作用。
摄影测量从20世纪70年代后期从模拟摄影中分离出来,并逐渐步入数字摄影阶段,摄影测量正在逐渐的转变为数字化测绘技术体系。
(一)摄影测量与遥感技术有利于推动测绘技术的进步
我国的摄影测量从上世纪70年代后期经历一个系统的转变。
在经历了模拟摄影测量以及解析摄影测量纤蚂如阶段之后,摄影测量终于步入了数字摄影测量的阶段,这也成为我国传统测绘体系解体,测绘技术新体系兴起的标志。
首先,从数字影像的类型来看,当前我国已经建立了数字栅格图、数字高程模型以及数字正射影像,土地利用与地名数据库也随之建立起来,摄影测量与数据库的多样性在一定程度上为生产运用提供了可能,从而进一步推动了测绘技术的发展。
其次,由于摄影测量与遥感技术的飞速发展,也逐渐被国家所重视,并利用这两项技术来完成了各种地理比例尺地形图的绘制。
此外,还推动了诸多具有全国界别的基础地理信息数据库的建立。
比如:比例尺级别为1:50000,1:1000000等的国家级地理信息数据库;除开国家级的,还有省级、县级等的地理信息数据库等。
(二)摄影测量与遥感技术有利于提升空间数据的获取能力
我国获取空间数据的能力在经过五十年的发展,有了较大的提升。
对具有自主知识产权的处理遥感数据平台进行了研发,从而推动了国产卫星遥感影像地毁启面处理系统的建立,并在摄影测量方面积极进行研究和探索,为我国独立处理信息、获取观测体系的建立提供了坚实的基础。
首先,从获取数据的能力方面来看,传感器在国家863以及973计划的支持上成功被研制出来,成功发射了对地观测的包括通信卫星、海洋卫星、气象卫星以及资源卫星等五十多颗卫星,并推动了资源、风云、环境减灾以及海洋四大民用对地观测卫星体系的建立,实现了从太阳和地球同步轨道对地球多传感器、多平台的观测以及对地球表面分辨率不同的雷达和光学图像的获取,并将这些获取的数据用于对海洋现象、大气成分、自然灾害以及水循环等各个方面的监测。
其次,从数据储备方面来看,数据积累已经成功的覆盖了全国海域、陆地以及我国周围国家和地区的包括一千五百万平方公里的地球表面数据。
二、摄影测量与遥感技术在国民经济各项领域中的运用
(一)摄影测量与遥感技术在应对自然灾害中的运用
在发生自然灾害时,为了能够第一时间了解灾情的具体分布,获取高分辨率灾区遥感影像,可以采用低空无人遥感、航天、航空遥感等方式,对灾区原有的地理信息以及尺度进行整合,推动地理信息服务平台的建立,将多尺度影像地图制作出来,及时、有效的提供地理信息以及地图数据支持,为及时制定出应对自然灾害的措施提供了依据。
比如在汶川地震时,在灾区道路交通与通信严重受损的情况下,通过摄影测量与遥感技术在第一时间获取了灾区的详细信息与资料,并利用航空遥感技术和无人机连续、动态的实现对灾区的监测,并对道路交通以及房屋倒塌等情况进行分析,建立起灾区地理信息综合服务平台,将灾区的地理信息数据进行整合,比如水系、居民地以及交通等,为各级抗震救灾指挥部门作出正确的决策以及救援人员的搜救工作提供了及时有效的灾情信息。
在灾区的救援工作中,发挥着至关重要的作用。
(二)摄影测量与遥感技术在气象中的运用
在气象方面中,摄影测量与遥感技术主要运用在对各种气象灾害的.预报和监测两方面。
在热带天气系统的监测方面,气象卫星发挥着极其重要的作用,尤其是对于台风的预报和监测。
在我国的春、夏季中,雷雨、暴雨等作为多发性的灾害性天气,在监测和分析方面,如果运用常规的气象观测资料是非常困难的。
利用具有高空间分辨率和高时间密度特点的卫星云图以及卫星产品,可以对对流系统的演变、发生、移动以及发展过程进行全方位的监测,从而为对流天气的分析和提前预警提供了非常重要的信息。
三、结语
摄影测量与遥感技术的应用已经逐渐步入信息化阶段。
随着我国航空航天技术的不断发展,如何将各行各业的发展与摄影测量和遥感技术相结合从而推动我国经济的发展,已经成为未来摄影测量和遥感技术发展的主要方向。
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摄影测量与遥感技术的新特点及技术【2】
摘要:本文主要分析了近年来我国摄影测量与遥感技术表现出的许多新的特点,分别从航空摄影自动定位技术、近景摄影测量、低空摄影测量、SAR数据处理、多源空间数据挖掘等方面进行了总结与论述。
关键词:电子科技论文发表,科技论文网,自动定位技术,近景摄影测量,低空摄影测量,SAR数据处理,多源空间数据挖掘
前言:摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体,主要是地球及其环境的可靠信息,并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术。
随着摄影测量发展到数字摄影测量阶段及多传感器、多分辨率、多光谱、多时段遥感影像与空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他边缘学科的交叉渗透、相互融合,摄影测量与遥感已逐渐发展成为一门新型的地球空间信息科学。
1、航空摄影自动定位技术
近年来,随着卫星导航和传感器技术的进步,遥感对地目标定位逐步摆脱了地面控制点的束缚,向少控制点甚至是无控制点的方向发展。
1.1 利用基于载波相位测量的GPS动态定位技术测定航空影像获取时刻投影中心的3维坐标,以此为基础研究了GPS辅助空中三角测量理论和质量控制方法,在加密区四角布设地面控制点的GPS辅助光束法区域网平差的精度可满足摄影测量规范的精度要求,大量减少了航空摄影测量所需的地面控制点。
研究成果已大规模用于国家基础测绘,产生了显着的社会和经济效益。
1.2 开展利用在飞机上装载IMU和GPS构成的POS系统直接获取航摄像片6个外方位元素的多传感器航空遥感集成平台研究,可实现定点航空摄影和无地面控制的高精度对地目标定位。
研究成果表明,在1:5万及以下比例尺的4D产品生产中,可直接使用POS系统测得的像片外方位元素进行影像定向,基本无需地面控制点和摄影测量加密,从而改变了航空摄影测量的作业模式,并使无图区、困难地区的地形测绘和空间信息数据的实时更新成为可能。
2、近景摄影测量技术
近景摄影测量的研究应用领域已涉及空间飞行器制造、航空工业、船舶工业、汽车工业、核能工业、化学工业以及医学、生物工程、公安刑事侦破、交通事故及其他事故现场处理、古建筑建档和恢复、大型工程建设监测等方面。
2.1 利用数字相机与实时数字近景摄影测量技术相结合建立相应的工业零件检测系统。
该类系统使用高重叠度序列图像作为影像数据源,利用较多同名特征的冗余观测值成功地进行粗差剔除,根据2维序列图像导出物体不同部位的3维信息,然后将这些3维信息融为统一的表面模型,实现了高精度3维重建。
2.2 利用数码相机与全站仪集成形成一个全新的测量系统——摄影全站仪系统。
尽管传统近景摄影测量近年来得巨大发展,但必须在被测物体表面或周围布设一定数量的控制点,摄影测量工作者心中的“无接触测量“没有真正实现。
全站仪作为一种高精度测量仪器在工程测量中被广泛接受,本质上它是一种基于”点“的测量仪器。
将它与基于”面“的摄影测量有机地结合起来,形成一个全新的测量系统——摄影全站仪系统。
在该系统中,量测数码相机安装在全站仪的望远镜上,测量时利用全站仪进行导线测量,在每个导线点利用量测数码相机对被测物体进行摄影。
每张影像对应的方位元素可以由导线测量与全站仪的读数中获取。
3、低空摄影测量技术
近年来随着低空飞行平台(固定翼模型飞机、飞艇、直升机、有人驾驶小型飞机)及其辅助设备的进一步完善、数码相机的快速普及和数字摄影测量技术的日趋成熟,由地面通过无线电通讯网络,实现起飞、到达指定空域、进行遥感飞行以及返回地面等操作的低空遥感平台为获取地面任意角度的清晰影像提供了重要途径。
3.1 建立基于无人驾驶飞行器的低空数字摄影测量与遥感硬件系统。
硬件平台包括无人驾驶遥控飞行平台,差分GPS接收机,姿态传感器,高性能数码相机和视频摄像机,数据通讯设备,影像监视与高速数据采集设备,高性能计算机等等。
需要深入研究无人驾驶飞行平台的飞行特性,并研制三轴旋转云台、差分GPS无线通讯、视频数据的自动下传、自动曝光等关键技术。
3.2 研究无人驾驶飞行平台的自动控制策略。
在飞行器上搭载飞控计算机,由差分GPS数据得到飞艇(相机)的精确位置,在此基础上对较低分辨率的视频序列影像进行匹配,结合姿态传感器的输出信号实时自动确定飞行器的姿态,从而进行飞行自动控制,并将所有数据同时下传到地面监控计算机。
3.3 研究多基线立体影像中连接点的多影像匹配方法与克服影像几何变形的稳健影像匹配方法。
3.4 数字表面模型与正射影像的自动获取及立体测图。
4、SAN数据处理技术
SAR成像具有全天时、全天候的工作能力,它与可见光红外相比具有独特的优势。
随着我国SAR传感器研制技术的进一步发展,先后研制了不同波段,不同极化方式,空间分辨率达到0.3 In的传感器,并在SAR立体测绘方面设计了不同轨道和相同轨道的重复观测,为我国开展SAR技术的相关研究奠定了数据基础。
4.1 根据不同应用目的的SAR图像与可见光图像的融合。
利用SAR和可见光反映地物不同特性的特点,在提取不同土壤性质以及洪水监测和灾害评估方面采用不同的融合方法,取得了一定的理论成果,并完成了国家和部门的科研课题。
4.2 SAR图像噪声去除方法。
由于SAR的成像特点,造成了SAR图像的信噪比低,噪声严重。
提出了自适应滤波思想,基于图斑的去噪方法以及噪声去除方法的评价等。
4.3 机载和星载重复轨道的SAR立体测图技术以及星载的InSAR技术和D—InSAR的突破。
完成了星载InSAR生成DEM及D—InSAR形变检测的相关软件开发,利用极化SAR数据提取地物目标,开展极化干涉测量的研究。
5、多源空间数据挖掘技术
多源空间数据挖掘技术主要研究应用数学方法和专业知识从多源对地观测数据中,提取各种面向应用目的的地学信息。
5.1 从遥感图像数据中挖掘GIS数据。
在统计模式识别的基础上,通过神经网络、模糊识别和专家系统等技术实现图像光谱特征自动分类。
5.2 基于纹理分析的分类识别。
包括基于统计法的纹理分析、基于分形法的纹理分析、基于小波变换的纹理分析、基于结构法的纹理分析、基于模型法的纹理分析和空间/频率域联合纹理分析等。
5.3 遥感图像的解译信息提取。
把计算机自动识别出来的影像,结合GIS数据库或解译员的知识,确定其对应的地学属性。
包括基于GIS数据的图像信息识别、基于地学知识辅助的图像信息识别、基于专家知识辅助的图像信息识别、基于立体观察的图像信息识别、基于矢量栅格转化的信息提取和基于多源数据融合的信息识别等。
摄影测量与遥感的现状及发展趋势【3】
摘 要:随着信息时代的来临,人类社会步入全方位信息时代,各种新兴的科学技术迅猛发展,并广泛应用于人类生活中去。
摄影测量与遥感技术被广泛应用于我国测绘工作去,本文探讨了我国摄影测量与遥感的发展现状以及展望了发展趋势。
关键词:摄影测量;遥感;现状
随着信息时代的来临,人类社会步入全方位信息时代,各种新兴的科学技术迅猛发展,并广泛应用于人类生活中去。
摄影测量经历了模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量三个阶段。
而在这期间,从遥感数据源到遥感数据处理、遥感平台和遥感器以及遥感的理论基础探讨和实际应用,都发生了巨大的变化。
数字地球(digitalearth)的概念是基于信息高速公路的假设和地理空间信息学的高速发展而产生的,数字地球为摄影测量与遥感学科提供了难得一遇的机会和明确的发展方向,与此同时,也向摄影测量和遥感技术提出了一些列的挑战。
而摄影测量和遥感学科是为数字地球提供空间框架图像数据及从数据图像中获得相关信息惟一技术手段
一、国内外摄影测量与遥感的现状
(一)摄影测量现状
摄影测量经历了漫长的发展过程,随着计算机技术以及自动控制技术的高数发展,进入20世纪末期的时候,基于全数字自动测图软件的完成,数字摄影测量工作站获得了迅猛发展并普遍存在于测量工作中。
进入21世纪后,科学技术的提升帮助摄影测量进入了数字化时代,数字摄影测量学学科与计算机科学有了大面积的知识交叉,摄影测量工具也变为较为经济的计算机输入输出设备,这种革命性的变革,使得数字摄影测量提升到了另一个台阶,数字摄影测量的语义信息提取、影像识别与分析等方面均产生了从质到量的变化。
目前我国各省测绘局均已广泛应用了数字摄影测量,建立了数字化测绘生产基地,实现了全数字化摄影测量与全球定位系统之间的有机合成,并且应用与测量实际工作中。
(二)遥感技术现状
目前遥感技术主要应用在日常的天气、海洋、环境预报及灾害监测、土地利用、城市规划、荒漠化监测、环境保护等方面,为社会带来了巨大的经济利益。
尤其要提出的是航天遥感,是利用卫星遥感获取各种信息是目前最有效的方法。
在实现数字地球概念,卫星遥感技术具有很重要的地位。
数字地球的实际意义就是将地球转为一个虚拟的球体,以数字形式来表达地球上的不同种类的信息,实现三维式和多分辨形式的地球描述。
数字地球是一个数量庞大的工程,从长远来看,信息量的更新一集信息的收取都需要卫星遥感技术提供可靠的信息源,换句话说,卫星遥感是实现数字地球的必要手段,也是其他手段不能够替代的。
二、摄影测量与遥感的应用与主要技术
(一)摄影测量与遥感在地籍测量中的应用
应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。
航空航天事业的飞速发展,为高分辨率卫星遥感影像技术为空间地理信息提供主要的数据元。
主要以激光成像雷达、双天线SAR系统等三维数字摄影测量系统。
利用卫星遥感进行土地资源调查和土地利用动态监测,为快速及时的变更地籍测量做好参照,同时还能顺利的完成地籍线画图的测绘,还可以得到正射影像地籍图、三维立体数字地籍图等附属产品。
数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象,利用该技术在航片上采集地籍数据,实行空三加密。
数字摄影测量与模式得到的地籍图信息丰富,实时性强;大部分工作均在室内完成,降低劳动强度与人工成本,还能大幅度提高工作效率,是一种非常实用的地籍测量模式。
(二)摄影测量在三维模型表面重建的应用
三维物体的重建技术可广泛应用于古建筑重建和文物保护、医学重建、工业量测、人脸重建、人体重建及程勘察等方面,这种技术主要通过手持量测数码相机进行操作,得到一组具有短基线和多度重叠的图片,通过立体匹配获取可靠的模型点数据。
基于短基线多影像数字摄影测量的快速三维重建技术能够解决静静摄影测量中不能同时兼顾变形早点近景和远景的问题,在操作过程中采用量测数码相机以及手持拍摄方式,使得这种技术简单快速,并且具有高度自动化的有点。
(三)遥感自动定位技术的应用
遥感自动定位技术能够确定影响目标的实际位置,并且准确的解译影响属性,在GPS空中三角测量的基础上,利用惯性导航系统,形成航空影响传感器,实现高精度的定点摄影成像。
在卫星遥感条件下,精度甚至可以达到米级。
遥感自动定位技术的应用,有助于实现实时测图和实时数据更新的作业流程,能够大量减少野外像控测量的工作量。
三、摄影测量与遥感发展展望
目前,摄影测量与遥感技术在数据获取与处理、信息服务和数据分析方面都有了新的进展,数据获取装备发展迅猛,数据处理系统自动化程度相应的提高,航空摄影测量软件实现模块化和标准化,实现了内外一体化的航空摄影测量方法,遥感影像信息管理能力增强。
除此之外,还可以看到测绘领域的全球化进程日益加剧。
四、结语
虽然现在摄影测量与遥感技术相对发展迅速,并且已经广泛应用与测绘工作中,逐步实现数字化与智能化。
在我国目前,摄影测量与遥感装备存在产品种类单一、生产效率低等实际生产问题,这是与飞速发展的信息产业背道而驰的,达不到国际水平。
需要国家发展测绘仪器制造业和专业软件开发能力,跨学科展开合作,集中优势力量,通过政府出台政策来引导市场发展,我国想要在摄影测量与遥感上取得更大的飞跃,还有一段很长的路要走。
参考文献:
[1]李德仁等.地球空间信息学与数字地球[C].空间数据基础设施与数字地球论文集,1999.
[2]刘经南.激光扫描测高技术的发展与现状[M].武汉大学学报,2003(2):132-137.
[3]郑立中,陈秀万.中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展[A].中国遥感奋进创新二十年学术论丈集[C].北京:气象出版社,2001.
⑺ 数字图像处理的国内外研究现状
图像制式的统一是要做到进步提高的工业标准所必须的先决过程。
⑻ 如何单从照片里判断一个人的身高
利用其他景物的大小算出照片与真实场景的比例
然后可以算出来
但是因为角度等因素的不同
算出来肯定有误差
陌上人如玉,公子世无双。
宗之潇洒美少年,举觞白眼望青天,皎如玉树临风前。
看拍照角度,如果镜头朝上,可以把人拉高,如果镜头朝下,会把人拍矮,所以尽可能利用人物身边闭神仿的东西作参照物,对比一下即可。
找个附近的参照物
如何单从照片里判断一个人的身高? -
。。。^_^ 当然是根据 照片中其他物体的高度来计算了.如果是白背景那就惨了…… 如果是全身照,可以看看他的全身长是头部的长度的几倍.不论人的升高差异多大,脑袋的差异都不会太大,你可以瞎稿取一个头部长度的平均值来计算他的全身高度.例如模特一般都是9头身,就是用头的长度x9=身高 一般侏儒就是5头身.身高是 头的长度x5 我想这个方法应该可以算个大概出来.
从照片里可轿纤以算出一个人的身高吗? -
。。。^_^ 对啊 利用其他景物的大小算出照片与真实场景的比例 然后可以算出来 但是因为角度等因素的不同 算出来肯定有误差
手机拍的照片能看出一个人的身高吗? -
。。。^_^ 我个人认为,用手机拍照片可以看出人的身高.但要看拍照的时候,他是否附近有参照物,如果拍照的时候拍拍到他附近的参照物,就能大概的估计到是个人的身高.如果在给这个人拍照的时候附近一点参照物都没有的话,是很难估计这个人身高的.
怎样从一张照片中辨别一个女孩的身高?我没有见过这女孩,只看过照片,不知道如何知道她的身高? -
。。。^_^ 一般在照片里面不怎么能看出身高,如果照片里面有什么参照物的话,可以对照一下能推出身高.
看照片能看出一个人身高吗? -
。。。^_^ 用背景和人对此一下……能看出个大概!但前提是不要PS过的……这样才真实.
怎么凭相片判断一个人的身高 -
。。。^_^ 根据参照物和人体比例可以近似估计 但误差很大
有谁可以从照片看出一个人的身高,有的联系我,我给照片,别瞎猜,要有得出的过程和依据
。。。^_^ 照片上要有参照物才行,比如树,栏杆等,单单一张脸是无法看出来的.
可以从照片上推断出一个人的身高吗?七寸照片怎么算比例? -
。。。^_^ 除非在这个人的旁边有参照的物体,否则算不出来,如果没有参照物是数码的PS后就根本算不出来了.比如同一张照片PS一下,这个身高比例是不是就变了.
从照片能看出我有身高有多高吗 -
。。。^_^ 一米五左右吧
看照片怎么能看出一个人有多高 -
。。。^_^ 要有全身图,然后看有几头身,一个头基本都是20多厘米,大概就可以算出身高了
⑼ 图像识别的研究现状
图像识别的发展经历了三个阶段:文字识别、数字图像处理与识别、物体识别。文字识别的研究是从 1950年开始的,一般是识别字母、数字和符号,从印刷文字识别到手写文字识别, 应用非常广泛。
数字图像处理和识别的研究开始于1965年。数字图像与模拟图像相比具有存储,传输方便可压缩、传输过程中不易失真、处理方便等巨大优势,这些都为图像识别技术的发展提供了强大的动力。物体的识别主要指的是对三维世界的客体及环境的感知和认识,属于高级的计算机视觉范畴。它是以数字图像处理与识别为基础的结合人工智能、系统学等学科的研究方向,其研究成果被广泛应用在各种工业及探测机器人上。现代图像识别技术的一个不足就是自适应性能差,一旦目标图像被较强的噪声污染或是目标图像有较大残缺往往就得不出理想的结果。
图像识别问题的数学本质属于模式空间到类别空间的映射问题。目前,在图像识别的发展中,主要有三种识别方法:统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别。图像分割是图像处理中的一项关键技术,自20世纪70年代,其研究已经有几十年的历史,一直都受到人们的高度重视,至今借助于各种理论提出了数以千计的分割算法,而且这方面的研究仍然在积极地进行着。
现有的图像分割的方法有许多种,有阈值分割方法,边缘检测方法,区域提取方法,结合特定理论工具的分割方法等。从图像的类型来分有:灰度图像分割、彩色图像分割和纹理图像分割等。早在1965年就有人提出了检测边缘算子,使得边缘检测产生了不少经典算法。但在近二十年间,随着基于直方图和小波变换的图像分割方法的研究计算技术、VLSI技术的迅速发展,有关图像处理方面的研究取得了很大的进展。图像分割方法结合了一些特定理论、 方法和工具,如基于数学形态学的图像分割、基于小波变换的分割、基于遗传算法的分割等。
⑽ 矩阵在数字图像处理中研究到什么地步了
矩阵应用在数字图像处理中,可以得到像素点一世界坐标点之间的对应关系为:光学三角法知识点总结 光学三角测量法是一种最常用的一种光学三维测量技术,以传统的三角测量为基础,通过待测点相对于光学光学基准线偏移产生的角度变化计算该点的深度信息。根据具体的照明方式的不同,三角法可以分为被动三角法和主动三角法。 双目立体视觉双目立体视觉属于被动三维测量技术,优点在于其适应性强,可以在多种条件下灵活测量物体三维信息。但是被动三维测量技术需要大量相关匹配运算和较复杂的空间几何参数的标定等,测量精度低,常用于对三维目标的识别、理解,以及用于位置、形态分析。尤其在无法采用结构光照明的时候优势凸显。主动三维测量 主动三维测量采用结构照明方式,能快速、高精度地获取物体表面三维信息,因而获得了广泛的研究和应用。根据三维面形对结构光调制方式的不同,主动三角法可分为时间调制飞行时间法和空间调制结构光:直接三角法、光栅投射法等两大类。 光学三角法属于主动视觉测量方法,由于该方法具有结构简单、测试速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点,在长度、距离以及三维形貌测量中有着广泛的应用。按照入射光线与被测表面法线的光学,单点式光学三角法可分为直射式和斜射式两种。