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运用同态加密的高分遥感影像交换密码水印算法

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激光与光电子学进展 2022年第18期59卷 319-328页

作者：李玉张黎明王昊王小龙兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室甘肃兰州730070

交换密码水印是一种新兴的加密技术与数字水印技术相结合的方法,具有数据安全传输和版权追踪双重保护能力,这类方法在多媒体数据安全领域得到了广泛的应用。然而已有算法没有顾及高分辨率遥感影像的敏感性和特殊性,无法为高分辨率遥感... 详细信息

交换密码水印是一种新兴的加密技术与数字水印技术相结合的方法,具有数据安全传输和版权追踪双重保护能力,这类方法在多媒体数据安全领域得到了广泛的应用。然而已有算法没有顾及高分辨率遥感影像的敏感性和特殊性,无法为高分辨率遥感影像提供完全保护。为解决这一问题,运用同态加密技术提出了一种适用于高分辨率遥感影像的交换密码水印算法。首先对原始影像进行分块处理;然后运用整数小波变换提取每个子块的低频系数和高频系数;最后利用Paillier算法加密每个子块的低频系数和高频系数,同时基于Paillier算法的加法同态特性,将水印信息嵌入到低频系数。实验结果表明,所提算法实现了加密操作和水印操作之间的可交换性,在明文数据和密文数据中均能成功重构原始水印,并且具有较高的加密安全性和良好的水印鲁棒性。

关键词：遥感影像交换密码水印 Paillier加密安全分发版权保护

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兰州植物园植被春季物候无人机监测

江苏农业学报 2023年第8期39卷 1707-1712页

作者：龚志远李雪梅李秋萍赵俊卓李帆帆兰州交通大学测绘与地理信息学院/甘肃省地理国情监测工程实验室/地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃兰州730070

针对卫星遥感影像难以准确提取局部地区植被物候的问题,本研究以兰州植物园草坪草、连翘、牡丹、黄刺玫和香荚蒾等5种植被为研究对象,基于多时相无人机影像,提出了一种局部地区植被春季物候期估算方法。首先利用无人机获取的多时相兰州... 详细信息

针对卫星遥感影像难以准确提取局部地区植被物候的问题,本研究以兰州植物园草坪草、连翘、牡丹、黄刺玫和香荚蒾等5种植被为研究对象,基于多时相无人机影像,提出了一种局部地区植被春季物候期估算方法。首先利用无人机获取的多时相兰州植物园植被影像,分析各植被超绿指数(ExG)、超绿超红差分指数(ExGR)、绿叶指数(GLI)和植被因子指数(VEG)等植被指数的时序变化特征,并进行一元三次多项式拟合,使用导数法提取各植被的发芽期、开花期、结果期等春季物候期,然后与人工观测物候资料进行比较,明确不同植被指数下物候期的估算精度。结果表明:除草坪草的发芽期和结果期以及牡丹的发芽期,4种植被指数估算得到的物候期基本一致,但其和实际物候期均存在不同程度的误差;发芽期估算误差最大的是黄刺玫,平均提前27 d,最小的是香荚蒾,平均推迟8 d;开花期估算误差较大的是草坪草和牡丹,平均误差均在20 d以上,最小的是连翘和香荚蒾;结果期估算误差最大的是香荚蒾,平均提前35 d,最小的是牡丹,平均提前5 d。基于ExG指数估算的开花期和结果期与实际观测期一致性最好,均方根差分别为14.01 d和17.28 d,而VEG指数估算发芽期效果最好,均方根差为13.81 d。本研究基于无人机遥感影像数据筛选出植被春季物候期监测适宜的植被指标,对局部地区植被物候监测研究具有一定意义。

关键词：植被物候无人机监测植被指数

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耦合梯度互信息与PV插值的影像配准算法

测绘科学 2021年第4期46卷 68-74页

作者：臧丽日杨树文张萌生申顺发兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

由于合成孔径雷达(SAR)影像与光学影像之间存在明显的辐射和几何差异,将两者配准仍是影像精确配准领域亟待解决的难题。针对配准时出现的精度差效率低、计算量较大且配准易陷入局部极值等问题,该文提出一种耦合梯度互信息和部分体积(PV... 详细信息

由于合成孔径雷达(SAR)影像与光学影像之间存在明显的辐射和几何差异,将两者配准仍是影像精确配准领域亟待解决的难题。针对配准时出现的精度差效率低、计算量较大且配准易陷入局部极值等问题,该文提出一种耦合梯度互信息和部分体积(PV)插值的SAR与光学影像配准算法。首先,将该文改进的梯度互信息方法(NGMI)作为配准的相似性测度;其次,利用改进PV插值法计算NGMI,采用余弦函数作为插值核函数,以扩大插值的邻域范围;最后,将NGMI与PV插值法耦合进行SAR与光学影像的配准。实验表明,该文方法行之有效,在减少计算量的同时提高了配准精度,一定程度上抑制了局部极值,降低了影像误配的概率。

关键词： SAR 光学影像梯度互信息 PV插值算法图像配准

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平面特征约束下的多视点云配准方法

测绘科学 2023年第4期48卷 192-198,230页

作者：党空雁魏冠军吴志才赵丰炯兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对由于多视点云的密度不同,将同名特征点作为配准基元的点云配准方法无法找到具有精准对应关系的点对,从而存在配准精度不高的问题,该文提出一种基于同名特征平面的点云配准方法。该方法将坐标原点在同名特征平面上的投影点作为同名... 详细信息

针对由于多视点云的密度不同,将同名特征点作为配准基元的点云配准方法无法找到具有精准对应关系的点对,从而存在配准精度不高的问题,该文提出一种基于同名特征平面的点云配准方法。该方法将坐标原点在同名特征平面上的投影点作为同名特征点,以空间点面关系具有旋转不变性为约束条件,引入对偶四元数描述空间变换参数,基于最小二乘准则构建目标函数,利用Levenberg-Marquardt法解决配准模型的非线性优化问题。最后通过实测数据实验验证算法的正确性与有效性。结果表明:该方法能够实现实际场景中建/构筑物的多视点云配准;采用Levenberg-Marquardt法在迭代过程中可有效避免局部最小陷阱;对偶四元数有效减少了解算空间变换参数中的耦合误差。

关键词：点云配准平面特征对偶四元数空间相似变换

基于空间模糊C均值聚类和贝叶斯网络的抗噪声遥感图像变化检测

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自然资源遥感 2023年第4期35卷 96-104页

作者：王子浩李轶鲲李小军杨树文兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

目前,大部分遥感变化检测算法无法有效处理受高斯、椒盐和混合噪声污染的图像。为了解决这一问题,文章将能够在噪声污染条件下有效分解混合像元的5种基于邻域空间信息的模糊C均值聚类(FCM_S1,FCM_S2,KFCM_S1,KFCM_S2和FLICM)算法分别与... 详细信息

目前,大部分遥感变化检测算法无法有效处理受高斯、椒盐和混合噪声污染的图像。为了解决这一问题,文章将能够在噪声污染条件下有效分解混合像元的5种基于邻域空间信息的模糊C均值聚类(FCM_S1,FCM_S2,KFCM_S1,KFCM_S2和FLICM)算法分别与简单贝叶斯网络(simple Bayesian network,SBN)相结合,在后验概率空间变化向量分析(change vector analysis in posterior probability space,CVAPS)框架下,实现了5种能够较好地抗高斯、椒盐和混合噪声的遥感变化检测方法。对比实验证明,该文所提出的变化检测算法对高斯、椒盐和混合噪声具有较好的鲁棒性。

关键词：变化检测模糊C均值聚类简单贝叶斯网络后验概率空间变化向量分析

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甘肃金川矿区地表三维形变InSAR监测

自然资源遥感 2022年第1期34卷 177-188页

作者：杨旺何毅张立峰王文辉陈有东陈毅兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

金川矿区是我国最大的镍矿生产基地,2018年提出复采计划以来,对该矿区地表形变的监测还是空白。该文基于3个轨道(升轨128、降轨33和135)的Sentinel-1A数据,利用小基线集雷达干涉(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)和结合先验条... 详细信息

金川矿区是我国最大的镍矿生产基地,2018年提出复采计划以来,对该矿区地表形变的监测还是空白。该文基于3个轨道(升轨128、降轨33和135)的Sentinel-1A数据,利用小基线集雷达干涉(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)和结合先验条件的最小二乘迭代法获得金川矿区2018—2020年的地表三维分量形变速率和时序形变量,并使用水准实测数据对垂直向累计形变值进行验证。结果表明:金川矿区在3个开采区(龙首矿、西二矿、东三矿)形成了3个大面积的形变区域,主要表现为地表沉降,其中最大垂直向形变量和形变速率发生在西二矿区,分别为-408.9 mm和-162.8 mm/a。龙首矿区西南和东北边坡向矿脉处收缩,西二矿区和东三矿区形成的形变区域位移方向相似,均为沉降漏斗东西两侧向矿脉处收缩。金川矿区地表形变与人机采动、地质断层以及岩性构造紧密相关,其中人机采动是地表形变的主要原因,断层和岩性构造是地表形变的控制性因素。研究结果为金川矿区安全生产和开采规划提供理论支撑。

关键词：形变监测 SBAS-InSAR 三维分解金川矿区

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用于多尺度道路网匹配的语义相似性计算模型

测绘科学 2022年第3期47卷 166-173页

作者：吴冰娇王中辉杨飞兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对目前用于道路网匹配的语义相似性计算模型对权重和相似度匹配阈值的确定大多采用专家赋值法,匹配精度相对较低的问题,提出一种基于主客观集成赋权法的道路网语义相似性计算模型。根据每个属性项的描述特征计算其单一属性项语义相似... 详细信息

针对目前用于道路网匹配的语义相似性计算模型对权重和相似度匹配阈值的确定大多采用专家赋值法,匹配精度相对较低的问题,提出一种基于主客观集成赋权法的道路网语义相似性计算模型。根据每个属性项的描述特征计算其单一属性项语义相似度;采用主客观集成赋权法进行权重的确定;利用回归分析确定其相似度匹配阈值。实验结果表明,将该模型应用于多尺度道路网匹配,可有效提高其匹配率、召回率以及F值。主客观集成赋权法相比于均值法和主观赋权法,其权重组合能更合理反映出每个属性项的重要性。通过回归分析选出的最优相似度匹配阈值相较于专家赋值法更有针对性,能有效提高道路网匹配效率。

关键词：相似度语义分析属性特征主客观集成赋权道路网匹配

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城市空间发展战略研究的分析内容与方法

地理空间信息 2020年第10期18卷 25-27,I0005页

作者：何丽华李建松於新国廖子同赵玉敏谭蓓于胜杰湖北省地理国情监测中心湖北武汉430071 武汉大学湖北武汉430072

城市空间发展战略研究是进行国土空间规划的前期研究工作。基于自然资源调查数据,结合社会经济统计数据、各类规划数据和专题大数据,开展相关数据分析与评价,获取城市空间发展的相关信息,不仅可以有效服务城市空间规划,而且也可支持其... 详细信息

城市空间发展战略研究是进行国土空间规划的前期研究工作。基于自然资源调查数据,结合社会经济统计数据、各类规划数据和专题大数据,开展相关数据分析与评价,获取城市空间发展的相关信息,不仅可以有效服务城市空间规划,而且也可支持其体系的建立。基于已有的工作基础,总结和归纳了包括分析内容、指标构建和评价方法等研究方法。研究成果具有理论和应用意义。

关键词：城市空间发展战略指标体系评价方法

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顾及道路约束的面状居民地匹配方法

测绘科学 2023年第11期48卷 245-254页

作者：杨雷挺王中辉兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对现有居民地匹配方法仅关注单个面要素,对匹配候选集范围选取过大,易产生漏匹配、误匹配现象,提出一种顾及道路约束的面状居民地匹配方法:①建立道路网眼,划分居民地;②利用MST(最小生成树)构建居民地群组,以多边形逼近法化简群组轮... 详细信息

针对现有居民地匹配方法仅关注单个面要素,对匹配候选集范围选取过大,易产生漏匹配、误匹配现象,提出一种顾及道路约束的面状居民地匹配方法:①建立道路网眼,划分居民地;②利用MST(最小生成树)构建居民地群组,以多边形逼近法化简群组轮廓;③叠置并计算不同尺度数据之间的重叠面积,确定匹配候选集;④分别计算同名居民地之间的形状、距离、面积、方向相似度,利用曲线拟合法与层次分析法设置匹配阈值与各相似度权重,计算总相似度,得到最终匹配结果。实验结果表明,该文方法可减小位置偏移对匹配结果造成的影响,有效提高居民地匹配准确度以及效率,能够很好地适用于多尺度面状居民地匹配。

关键词：面状居民地空间相似性同名实体最小生成树道路网眼层次分析法