利用高光谱激光雷达检测木材的霉变与含水量

为了快速无损地检测评估木材的霉变及含水量,利用高光谱激光雷达系统主动获取木材的高光谱数据,设计了一种分析霉变特征并建立含水量预测模型的方法。首先选取白松为样本,进行时长为4个月的间隔性测量,分析其霉变发生发展过程(正常、潮湿和霉变状态)的光谱特征变化;然后在分析样本不同含水量光谱特性的基础上,采用竞争性自适应重加权采样算法、连续投影算法及竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法提取特征波长;最后分别建立偏最小二乘回归预测模型。结果表明,正常状态的光谱反射率最高而霉变状态最低;当霉变状态稳定时,光谱反射率随时间变化缓慢并趋于稳定;基于竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法建立的模型预测性能最佳,预测集的相关系数和均方根误差分别为0.9073和0.7564。利用高光谱激光雷达主动获取的高光谱信息可以评估木材的霉变并实现含水量预测,为木质建筑的快速无损检测提供了新思路。

一种广域稀布雷达低旁瓣波束形成方法

广域稀布雷达具有抗干扰、抗摧毁能力强等优点,但是其方向图会因阵元稀布而存在大量的高旁瓣;提出一种脉组内捷变频联合波束形成方法,通过在雷达的连续脉组内发射不同频率的信号,并将不同频率的信号进行相参合成,在使主瓣电平不变的情况下,得到更低的旁瓣电平;通过与遗传算法相结合,并设定适当的约束和适应度函数,经迭代优化后的布局,可以得到具有更低的旁瓣电平的方向图;仿真结果表明:经该方法优化后,广域稀布线阵旁瓣电平降低至-11.85 dB,广域稀布面阵方位向和俯仰向旁瓣电平分别降低至-14.18 dB及-14.73 dB;该方法可以有效降低广稀疏阵列的旁瓣电平。

基于高光谱激光雷达的绿萝叶绿素3维重建

为了准确重建正反面叶片叶绿素3维分布,利用高光谱激光雷达,采集了不同生长状态的绿萝叶片与植株的空间-光谱域点云数据,设计了一种基于分类预测的重建方法。通过偏最小二乘回归构建叶片正面与反面光谱的叶绿素含量预测模型,采用光谱自适应阈值选择方法实现植株点云中叶片正反面的分类,并根据类别标签选择模型计算叶绿素含量,重建植株的叶绿素3维分布。结果表明,该方法得到的植株叶绿素3维分布更接近真实值,决定系数达到0.69,均方根误差为4.97。这一结果可为植物表型研究提供新的数据基础和理论方法。

基于墨西哥帽小波变换的机载SAR海面风场反演

针对从机载SAR探测图像中反演风向中如何提取图像中的风条纹信息的问题,给出基于墨西哥帽小波的风条纹信息提取方法,结合二维快速Fourier变换反演海面风向。以中国南海海域一组机载SAR实测数据为例,采用该方法反演风向,并运用CMOD4、CMOD-IFR2和CMOD5模式反演风速,验证海面风场反演方法特性。结果表明,墨西哥帽小波法较好地解决了机载SAR探测图像的风条纹信息提取问题,反演精度优于局部梯度法,3种风速反演模式均可用于机载SAR探测数据风速反演。

目标反射特性与激光测距回波强度关系的研究

激光测距方程的表达形式与目标反射模型的选取有关。不同文献中的测距方程不尽相同,通过对不同反射模型测距方程的推导,指出不同文献中测距方程的联系及测距方程差异产生的原因。用数值模拟的方法,直观给出不同目标模型回波信号的差别及其强度随探测距离、仰角的变化关系。在设计脉冲激光测距仪时,模拟结果可以帮助选取合适的参数。

采用边缘探测技术的海表温度测量精度及误差分析

采用边缘探测技术测量布里渊频移量的误差会对海表温度测量精度带来很大影响。文章根据布里渊频移量与海表温度之间的关系以及边缘探测技术的测量原理，建立了边缘探测技术中布里渊频移量的测量误差与海表温度精度的理论模型，分析了边缘探测技术对海表温度测量精度的影响。仿真结果表明，在布里渊频移量为7．2～7．9GHz的范围内，布里渊频移量的最大测量误差约为0.33MHz，根据布里渊频移量反演的海表温度测量精度为0．0105℃。该研究对海表温度的监测系统设计有着很好的指导意义。

基于尺度分离的SAR图像梯度反演海面风向

基于数字图像处理知识和大气边界层理论,提出了一种利用合成孔径雷达图像局部梯度反演海面风向的新方法.该方法定义尺度分离后的合成孔径雷达图像梯度方向与风向垂直,而风向就是由所选图像区域出现最多频率的局部梯度所确定.实例研究表明由梯度方法所确定的风向结果与数值预报值十分吻合,其风向均方根误差为3.414°.并且梯度方法在使用谱方法无法获得结果的情况下,仍然能求得正确的风向结果,为提高海面风场反演率奠定了应用基础.

合成孔径声呐Chirp Scaling成像算法

在合成孔径声呐领域中经典的成像处理方法是距离-多普勒算法。距离-多普勒算法的主要缺点是在进行方位处理时需要进行距离二次脉压和在进行距离徙动校正时需要进行插值处理,这样将导致运算量迅速增加,并且降低了成像精度。而ChirpScaling算法是在二维频域中精确实现距离门徙动校正和二次距离压缩,避免了插值运算,用该算法处理了仿真点目标的回波数据,结果表明该算法既能够实现更加精确的成像又能够避免插值运算而提高运算效能。

高性能POS及其在移动测图系统中的应用

针对车载移动测图系统无控制点成像的特殊要求,设计并实现了一种基于IMU/GPS的车载移动测图系统用高性能位置姿态系统;采用了前向滤波和后向平滑的后处理方法,以提高POS系统精度。最后,进行了车载成像试验,试验结果表明,该系统可以满足车载移动测图系统对GPS失锁2 min定位误差小于2 m的精度要求。

干涉合成孔径声呐复图像配准

利用干涉合成孔径声呐技术能够获得海底的三维地貌图,而干涉合成孔径声呐复图像之间的精确匹配技术是提高合成孔径声呐干涉测量精度的关键之一.首先讨论了干涉合成孔径声呐复图像配准过程中所要考虑的问题.然后给出了一种复图像配准方法,在该复图像配准过程中,使用的是基于窗口区域的图像配准方法,并把复图像中相应配准窗口之间的相关系数作为评估配准精度的标准,使用该方法能够获得子像素级的配准精度.最后把该数据处理方法应用到了仿真和消声水池试验数据的干涉处理之中,最终取得了令人满意的结果.

OpenGL建模技术在C#中的实现

目前,还没有在C#中开发OpenGL的标准和规范的方法,而且,.NETframework中也没有提供OpenGLAPI的接口,因此,在C#中实现OpenGL是一个富有挑战性的问题。阐述了在C#中实现OpenGL建模的关键步骤。与在VC++中的实现相比,在动态链接库文件csgl.dll的支持下,使在C#中进行OpenGL建模变得简单,程序调试更加容易,代码也简洁易读。

空间激光遥感技术研究

通过与地面应用激光雷达的对比分析了空间激光遥感系统的工作特点。根据测距方程,对影响空间激光遥感系统回波功率的外部因素进行讨论。分析了回波探测系统的设计要素,对激光遥感系统探测概率与信噪比间关系进行讨论,并针对雪崩光电二极管(APD)的最佳工作点控制技术和雪崩高压稳定控制技术进行了深入分析,同时根据最佳线性滤波器匹配设计理论给出了接收通道带宽与增益的理论设计结果。

ENVISAT ASAR影像地理定位方法

随着 ENVISAT ASAR传感器成功通过调试阶段 ,国内将有越来越多的用户能够获取到 ASAR数据。如何进行 ASAR数据的地理定位是实际应用中需要解决的第一个关键问题。基于距离 -多普勒 (RD)模型发展了对ASAR主要影像产品进行地理定位的方法 ,重点解决了不同影像产品类型距离向方程的构建方法 :对于斜距产品 ,距离向方程由第一斜距和影像距离向像元大小所确定的直线方程描述 ;精确地距模式影像元数据中仅提供一套SRGR参数 ,可直接用于建立距离向方程 ;而中分辨率地距模式影像在元数据中提供了若干套 SRGR参数 ,需根据方位向成像时间与 SRGR参数的方位向更新时间的关系 ,通过插值方法建立距离向方程。利用该方法对 APP- 1P、APM- 1P、APS- 1P、IMP- 1P和 IMM- 1P共 5景 ASAR数据进行了地理定位试验。 SAR处理器在生成 ASAR数据产品时 ,已经对影像 4个角点的地理位置进行了定位 ,并将定位结果记录在 ASAR数据的元数据中。本文以这些定位结果为基准对所发展的定位方法的相对精度进行了评价 ,实验结果表明 :对于 APP- 1P、APS- 1P和 IMP- 1P数据产品 ,经度和纬度相对误差都小于 1m ;对于中分辨率 APM- 1P和 IMM- 1P数据产品 ,最大经度误差为5 9.73m,最大纬度误差为 83.38m,分别是影像像元大小的 0 .8倍和 1.1倍 ;

多接收基元合成孔径声呐频域数据融合算法

单接收基元合成孔径声呐基阵的速度是严格受到限制的,这主要是由于为了保证方位向不出现栅瓣,方位的采样间隔必须小于换能器的半径。通过使用Vernier阵技术可以增加声呐平台的速度,同时在相同的时间内获得比单个接收基元合成孔径声呐更大的测绘面积。虽然我们可以通过预处理把多接收基元的回波数据转换成单接收基元的回波数据,但是这种处理需要耗费大量的时间,因此最终影响整个合成孔径处理算法的效能。文章提供了一个高效的多接收基元合成孔径声呐数据融合方法,该方法主要是利用了快速的傅里叶变换算法把数据变换到频域,然后再进行数据预处理,因此提高了数据融合的有效性,水池试验结果表明该算法是有效的和精确的。

分析法和数值解算法相结合的星载SAR直接定位算法

星载合成孔径雷达(SAR)直接定位算法是发展SAR影像椭球表面校正地理编码(GEC)和地形校正地理编码(GTC)算法的基础。发展高精度的直接定位算法对促进SAR影像的应用具有重要意义。本文在距离-多普勒(RD)定位模型定位算法的基础上,发展了一种将纯分析法(AGM)和纯数值计算法相结合的算法(AIRGM)。新的定位算法兼有纯分析法和纯数值计算法的优点。利用一景ERS-2 SAR SLC数据,采用两种精度评价方法,将所发展的算法与现有的两种算法的定位精度进行了对比。第1种精度评价方法以影像产品中提供的四角点大地坐标为参考,第2种方法以从1∶5万地形图上获取的14个控制点为参考。评价结果表明AIRGM算法不仅定位精度较高,而且执行效率比纯粹的数值解算法(ASF)有了很大的提高。

基于Chirp Scaling成像算法的高分辨聚束式合成孔径声呐

基于两步处理算法和ChirpScaling算法,提出一种适用于条带式成像算法的通用高分辨聚束式合成孔径声呐(SAS)模型。该模型结合了谱分析(SPECAN)算法和ChirpScaling算法的优点,算法首先采用deramp和升采样处理技术实现方位的粗聚焦,消除了聚束式SAS特有的方位频谱混迭现象,然后应用ChirpScaling原理实现距离的精确聚焦,并补偿deramp处理引起的方位相位误差,实现方位精聚焦。基于该通用模型,给出了实现的步骤,整个算法无需任何插值操作,只需复乘和FFT即可完成。该算法适用于宽测绘带高分辨率聚束式SAS的精确而高效成像处理。最后,通过计算机仿真,验证了该通用模型的有效性。

ALOS PALSAR影像地球椭球地理编码方法

ALOS PALSAR已经在轨运行1年多,由于其L-波段多极化观测能力,特别适合森林资源调查及生态环境相关遥感应用。然而,如何进行PALSAR数据的地理编码处理是实际应用中需要解决的一个关键问题。本文基于距离-多普勒(RD)模型发展了PALSAR Level-1.1影像产品的地球椭球地理编码校正(GEC)方法,重点论述了从PALSAR CEOS格式元数据记录中提取距离向方程、RD方程参数的具体方法。以一景已经经过几何精校正的Landsat ETM+影像为参考,获取了10个控制点,定量评价了本文所发展的GEC方法的有效性。评价结果表明:东西向均方根误差为32.529m,南北向均方根误差为32.527m,误差约是ETM+影像像元大小(28.5m)的1.14倍。本文针对PALSAR Level-1.1提出的GEC方法是进一步发展PALSAR其他数据产品的GEC和地形校正地理编码(GTC)方法的基础,对于PALSAR数据的定量化应用及其地理编码处理软件的开发具有重要的参考价值。

负反馈放大电路性能的研究

本文将实验和软件相结合研究负反馈对放大电路性能的影响,直观地验证了引入负反馈后电路性能的改善。将实验、软件与理论教学相结合,能够把抽象的理论感性化,提高学生的学习兴趣。

条带式合成孔径声呐相位梯度自聚焦算法

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法,在SAR领域得到广泛应用;但PGA是针对聚束式合成孔径雷达提出的,不能直接用于条带式合成孔径声呐,为补偿小运动误差对合成孔径声纳图像造成的影响,文中考察了条带式合成孔径声呐运动误差模型和聚束合成孔径声呐运动误差模型之间的内在关系,推导了条带式合成孔径声呐的误差模型,提出了把相位梯度自聚焦应用到条带式合成孔径声呐的相应方式.首先,将条带式合成孔径声呐的成像沿方位向分割为有重叠的小的条带,然后,用聚束式PGA算法分别对各分块后的图像进行自聚焦处理,最后将各聚焦后的分块图像以适当的方式拼接在一起形成新的图像,从而实现条带模式合成孔径声呐的PGA处理.水池数据的处理证实了本文方法的可行性和有效性.

合成孔径声纳频率变标成像算法

对小距离幅宽场景成像时,可以采用解线频调技术降低回波信号的带宽,从而降低距离向的采样率。线频调变标算法要求回波信号在距离向是线性调频的,因此无法直接处理这一数据形式。文中采用频率变标(FS)算法对解线频调后的回波信号进行处理,应用频率变标技术,在消除回波信号剩余视频相位项的同时校正距离徙动,整个成像过程不需要插值处理。最后用该算法处理了合成孔径声纳斜侧视工作模式下的仿真点目标的解线频调回波数据,得到了良好的成像结果。