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中国大陆地区TanDEM-X 90m DEM误差空间分布特征

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地球信息科学学报 2020年第12期22卷 2277-2288页

作者：李文梁汪驰升朱武深圳大学自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518060 长安大学地质工程与测绘学院西安710054 深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室深圳518060

TanDEM-X 90 m数字高程模型(DEM)在其原始雷达影像的采集与DEM产品生产过程中,坡度、坡向和地表覆盖物等因素都会对误差产生一定的影响。为了便于该数据更好地为各领域的研究提供服务,本文以整个中国大陆为研究区域,运用ICESat/GLA14数... 详细信息

TanDEM-X 90 m数字高程模型(DEM)在其原始雷达影像的采集与DEM产品生产过程中,坡度、坡向和地表覆盖物等因素都会对误差产生一定的影响。为了便于该数据更好地为各领域的研究提供服务,本文以整个中国大陆为研究区域,运用ICESat/GLA14数据对该区域的TanDEM-X 90 m DEM对应位置的高程数据进行提取统计,对比分析了我国陆地区域TanDEM-X DEM数据与GLA14高程点数据的整体误差精度,并提取坡度、坡向地形因子,研究TanDEM-X 90 m DEM误差在不同坡度、不同坡向以及不同地表覆盖物影响下的分布规律。结果表明:①TanDEM-X 90 m DEM在中国区域整体的绝对误差均值为3.89 m,中误差为9.03 m,标准差为8.85 m;②受地形因子的影响,在坡度25°时,绝对误差均值20 m以上,标准差也达到30 m左右,即误差随着坡度的上升逐渐增大;③坡向对误差也有一定影响,在南北方向的绝对误差均值明显比东西方向小;④受地表覆盖物影响较大,在荒地误差最小,绝对误差均值仅为1.85 m,但在冰川积雪区绝对误差均值达到12.68 m。通过与无人机获取的等高线及剖面图对比分析发现,TanDEM-X 90 m DEM能较好地反映真实地形情况。最后,根据不同影响因素的权值,绘制全国范围的TanDEM-X 90 m DEM误差绝对值分布图,且验证了可靠性。

关键词：中国大陆区域 TanDEM-X 90 m DEM ICESat/GLA14 误差影响因素分布规律保真性

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基于系留无人机的应急测绘技术应用

国土资源遥感 2020年第1期32卷 1-6页

作者：王永全李清泉汪驰升朱家松王新雨深圳大学城市空间信息工程广东省重点实验室深圳518060 深圳大学海岸带地理环境监测自然资源部重点实验室深圳518060 自然资源部城市土地资源监测与仿真重点实验室深圳518000

传统测绘比较注重“准”,而忽视了“快”。现代应急测绘需要“既快又准”。如果使用传统的测绘技术方法将会消耗大量的时间,会影响到应急救灾的及时性。系留无人机可以采集高质量的数据,并且能够进行实时的长时间视频监测。首先,介绍了... 详细信息

传统测绘比较注重“准”,而忽视了“快”。现代应急测绘需要“既快又准”。如果使用传统的测绘技术方法将会消耗大量的时间,会影响到应急救灾的及时性。系留无人机可以采集高质量的数据,并且能够进行实时的长时间视频监测。首先,介绍了系留无人机应急测绘的应用现状、特点优势和应用场景;然后,提出一种利用系留无人机采集高质量的影像数据和视频数据生产测绘数据产品,并通过Darknet深度学习框架对视频目标进行识别的经验和方法;最后,在不同场景下进行模拟实验和实际应用。实验结果表明,该方法能够为救灾抢险提供及时有效的测绘保障。

关键词：系留无人机应急测绘 Agisoft Photo Scan Darknet

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基于多视角二维投影的实景三维模型解译

地球信息科学学报 2024年第3期26卷 654-665页

作者：曲俸磊胡忠文张英慧张金华邬国锋深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室深圳518060 深圳大学广东省城市空间信息工程重点实验室深圳518060 深圳大学建筑与城市规划学院深圳518060

实景三维是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体化反映和表达的数字虚拟空间,已作为基础数据广泛应用于智慧城市、可视化展览等领域。实景三维模型语义解译是充分发掘实景三维模型的数据价值以实现场景的自动理解与分析的基础。... 详细信息

实景三维是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体化反映和表达的数字虚拟空间,已作为基础数据广泛应用于智慧城市、可视化展览等领域。实景三维模型语义解译是充分发掘实景三维模型的数据价值以实现场景的自动理解与分析的基础。已有的三维解译方法中,存在被遮挡地物解译不完全,不同地物边界解译不准确等问题。针对该问题,本研究提出了一种基于多视角的实景三维模型解译方法。该方法首先模拟成像过程实现实景三维的多视角二维投影,进一步基于二维影像解译快速获取语义信息,最后将多个二维解译结果进行逆投影获得三维语义模型。本研究以深圳大学实景三维模型为实验数据,通过与基于正射影像的三维解译、面向对象的三维分层解译等方法对比,验证本文所提方法的有效性。结果显示本研究提出的基于多视角的解译方法获得了最高的分类精度(总体分类精度为96.69%,Kappa系数为0.942),在正射遮挡区域,以及不同地物边界区域有更好的解译效果。本方法充分利用实景三维数据的多角度信息,具有较高的理论和实践参考价值,为进一步促进实景三维建设及在自然资源监测领域的应用提供了方法支撑。

关键词：实景三维模型三维解译分层解译多视角投影面向对象语义信息视角加权投票倾斜投影

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基于空谱多路自编码器的高光谱图像异常检测

遥感学报 2024年第1期28卷 55-68页

作者：贾森刘宽徐萌朱家松深圳大学计算机与软件学院深圳518060 自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室深圳518060 粤港澳智慧城市联合实验室深圳518060

高光谱图像异常检测作为一种无监督的目标检测,主要存在异常目标类型多样化、异常与背景不易区分、以及检测精度受场景影响大等难题。针对以上问题,本文提出了一种基于空谱多路自编码器的高光谱图像异常检测方法。首先,提出一种加权空谱... 详细信息

高光谱图像异常检测作为一种无监督的目标检测,主要存在异常目标类型多样化、异常与背景不易区分、以及检测精度受场景影响大等难题。针对以上问题,本文提出了一种基于空谱多路自编码器的高光谱图像异常检测方法。首先,提出一种加权空谱Gabor滤波方法,提取高光谱图像的多尺度空谱特征;其次,采用多路自编码器降低多尺度空谱特征在光谱维的冗余度,提取空谱特征中的主要信息;最后,利用得到的主要空谱特征,结合形态学滤波与双曲正切函数进行特征增强,以提高异常与背景噪声的区分度。本文提出的方法是一种即插即用的异常检测方法,无需额外的参数输入;多路自编码器提取了多尺度主要空谱特征,以应对异常目标类型多样化的难题;通过特征增强提高了背景与异常的区分度。将本文提出的方法与9种流行的异常检测方法相比,在5个高光谱数据集上进行验证,通过对比异常检测结果图、接收机操作特性(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线、ROC曲线下覆盖的面积AUC(Area Under Curve)以及异常像元与背景像元的箱型图等评价指标,证明了本文方法优于其他9种方法。

关键词：高光谱图像异常检测多路自编码器加权空谱Gabor 双曲正切函数特征增强

民航客机平台夜光遥感方法在香港经济活动变化检测中的应用

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地球信息科学学报 2020年第5期22卷 1153-1160页

作者：王永全汪驰升王乐涵佘佳霓李清泉广东省城市空间信息工程重点实验室深圳大学建筑与城市规划学院深圳518060 自然资源部大湾区地理环境监测自然资源部重点实验室深圳大学深圳518060 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室深圳518060

大规模持续的示威游行活动会影响一个城市的经济活动。自2019年6月开始,香港地区持续性的示威游行活动对多个行业产生冲击,香港地区经济受到一定程度影响。快速准确地识别出经济活动受影响区域将有助于政府进行准确损失评估和制定有效... 详细信息

大规模持续的示威游行活动会影响一个城市的经济活动。自2019年6月开始,香港地区持续性的示威游行活动对多个行业产生冲击,香港地区经济受到一定程度影响。快速准确地识别出经济活动受影响区域将有助于政府进行准确损失评估和制定有效的经济恢复政策。本文首次提出使用民航客机夜光遥感结合VGI数据识别经济活动受影响区域的方法。首先在民航客机平台上用手机获取了研究区域2019年8月28日的高度重叠的照片,然后基于摄影测量技术对照片进行拼接处理生成夜光遥感影像,再与珞珈一号-01星夜光遥感影像、POI密度图对比初步筛选出受影响区域。最后通过VGI照片数据进行验证,检测出观塘区有2个经济活动下降的区域,并做了定量分析,发现在观塘区有2个区域的DN值相关比例分别下降了9.52%和19.42%。利用本文的方法能快速识别香港经济活动受影响区域,对于研究其他城市的经济变化有着借鉴意义,在城市精准治理方面也有重要的应用价值。

关键词：民航客机夜光遥感志愿者地理数据游行示威活动社会经济变化影响区识别光亮度珞珈一号

采样频率和激光脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响

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红外与激光工程 2022年第4期51卷 233-241页

作者：周昊毛庆洲李清泉武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 深圳大学自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室广东深圳518060

全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度... 详细信息

全波形激光雷达测距精度,又称测距重复精度或测距标准差,受激光器出光稳定性、激光脉宽、探测器响应时间抖动、电路噪声、波形形态、波形采样频率和波形处理算法等因素影响。理论分析了不同采样频率和不同脉宽对全波形激光雷达测距精度的影响,并采集不同的采样频率(1.25、2.5、5 GHz)和不同脉宽(1、2、3、···、10 ns)条件下的波形数据,经滤波、插值、波形提取等预处理后,利用线性高斯拟合、加权线性高斯拟合、迭代加权线性高斯拟合、期望最大化算法、和Levenberg Marquardt算法共5种算法计算测距值并统计测距精度。实验结果表明,EM算法获得的测距精度相比其他4种算法受到波形畸变的影响最小;加权线性高斯拟合算法获得的测距精度受采样频率变化的影响最小;相同波形幅值条件下,实际脉宽增加2.47倍,利用EM算法获得的测距精度从0.97 mm下降至1.18 mm,因此增加脉宽会降低测距精度;在光脉宽为4 ns的情况下,5 GHz采样频率数据在EM算法获得的测距精度分别为2.5 GHz、1.25 GHz采样频率数据的测距精度的1.71倍和3.07倍,而当2.5 GHz和1.25 GHz采样频率数据分别插值2倍和4倍至5 GHz后,仅为1.17倍和1.29倍,因此提高采样频率能够提高测距精度,而对低采样频率数据进行插值能够获得接近高采样频率数据的测距精度。

关键词：全波形激光雷达采样频率距离测量高斯拟合算法

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中国艾比湖湿地识别及其时空动态变化

自然资源学报 2021年第8期36卷 1949-1963页

作者：丁建丽葛翔宇王敬哲新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 深圳大学海岸带地理环境监测自然资源部重点实验室深圳518060

在资料稀缺的背景下,遥感数据是提供湿地系统长时间序列的理想方案。然而面向"一带一路"沿线地区复杂下垫面,国家级湿地缺乏系统的长时序梳理。利用Landsat系列数据,基于随机森林分类模型,研究近30年中国典型尾闾湖湿地的时空分布模式... 详细信息

在资料稀缺的背景下,遥感数据是提供湿地系统长时间序列的理想方案。然而面向"一带一路"沿线地区复杂下垫面,国家级湿地缺乏系统的长时序梳理。利用Landsat系列数据,基于随机森林分类模型,研究近30年中国典型尾闾湖湿地的时空分布模式、空间转换规律和景观连通性。结果表明:随机森林算法在艾比湖湿地分类应用中取得较高精度(Kappa系数大于0.9)。1991—2017年艾比湖湿地总面积增加425.06 km^(2),河流增加47.97 km^(2),湖泊增加233.95 km^(2),人工湿地增加48.74 km^(2),盐沼增加109.41 km^(2),沼泽减少15.01 km^(2)。艾比湖湿地年内时空变化显著,年内季节间盐沼转化率最大,湖泊年内逐渐缩小,主要转化为沼泽。此外,艾比湖湿地空间连通性理想度排序为:春季>夏季>秋季,湿地景观连通性取决于较大面积的湿地斑块,连通效率东移。相关结果可弥补稀缺资料区基础湿地资料,为"一带一路"地区生态补水长效机制提供典型示范。

关键词：湿地提取随机森林时间序列生态效应

利用Sentinel-2影像超分辨率重建的红树林冠层氮含量反演

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遥感学报 2022年第6期26卷 1206-1219页

作者：甄佳宁蒋侠朋赵德梅王俊杰苗菁邬国锋深圳大学生命与海洋科学学院深圳518060 自然资源部大湾区地理环境监测重点实验室深圳518060 深圳大学建筑与城市规划学院深圳518060

氮素是植被整个生命周期的必要元素,红树林冠层氮素含量(CNC)遥感估算对红树林健康监测具有重要意义。以广东湛江高桥红树林保护区为研究区,本文旨在基于Sentinel-2影像超分辨率重建技术进行红树林CNC估算和空间制图。研究首先基于三次... 详细信息

氮素是植被整个生命周期的必要元素,红树林冠层氮素含量(CNC)遥感估算对红树林健康监测具有重要意义。以广东湛江高桥红树林保护区为研究区,本文旨在基于Sentinel-2影像超分辨率重建技术进行红树林CNC估算和空间制图。研究首先基于三次卷积重采样、Sen2Res和SupReMe算法实现Sentinel-2影像从20 m分辨率到10 m的重建;然后以重建后的影像和原始20 m影像为数据源构建40个相关植被指数,采用递归特征消除法(SVM-RFE)确定CNC估算的最优变量组合,进而构建CNC反演的核岭回归(KRR)模型;最后选取最优模型实现CNC制图。研究结果表明:基于Sen2Res和SupReMe超分辨率算法的重建影像不仅与原始影像具有很高的光谱一致性,且明显提高了影像的清晰度和空间细节。红树林CNC反演波段主要集中在红(B4)、红边(B5)、近红外波段(B8a)以及短波红外波段(B11和B12),与“红边波段”相关的植被指数(RSSI和TCARIre1/OSAVI)也是红树林CNC反演的有效变量。基于3种方法重建后10 m的影像构建的模型反演精度(R^(2)val>0.579)均优于原始20 m的影像(R^(2)val=0.504);基于Sen2Res算法重建影像构建的反演模型拟合精度(R^(2)val=0.630,RMSE_val=5.133,RE_val=0.179)与基于三次卷积重采样重建影像的模型拟合精度(R^(2)val=0.640,RMSE_val=5.064,RE_val=0.179)基本相当,前者模型验证精度(R^(2)cv=0.497,RMSE_cv=5.985,RE_cv=0.214)较高且模型变量选择数量最为合理。综合重建影像光谱细节及模型精度,基于Sen2Res算法重建的Sentinel-2影像在红树林CNC估算中具有良好的应用潜力,能为区域尺度红树林冠层健康状况的精细监测提供有效的方法借鉴和数据支撑。

关键词：遥感红树林冠层氮素含量 Sentinel-2 影像重建 SVM-RFE KRR

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道路/轨道动态精密测量进展

测绘学报 2017年第10期46卷 1734-1741页

作者：李清泉毛庆洲深圳大学海岸带地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室广东深圳518060 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

传统精密工程测量采用人工静态离散观测和几何模型解算方法,无法满足道路/轨道等大型基础设施建设及其复杂运营维护管理所要求的大范围、连续、动态、高精度与精细测量。以多传感器集成技术为核心的动态观测和多源时空数据的协同解算是... 详细信息

传统精密工程测量采用人工静态离散观测和几何模型解算方法,无法满足道路/轨道等大型基础设施建设及其复杂运营维护管理所要求的大范围、连续、动态、高精度与精细测量。以多传感器集成技术为核心的动态观测和多源时空数据的协同解算是精密工程测量重要发展方向,并取得了重要的进展。本文首先介绍了道路/轨道动态精密测量所涉及的高精度时空基准统一与转换、多传感器同步控制、多源观测数据的融合配准、测量数据的质量增强以及基于精细三维模型的目标特征提取与识别等技术,然后阐述了动态精密测量技术在道路与轨道运营检测与测量领域的应用进展。

关键词：动态测量精密测量时空基准多传感器同步