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全息影像技术论文大全11篇

时间:2022-11-09 12:40:31

全息影像技术论文

全息影像技术论文篇(1)

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.154

[中图分类号]G642.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)06-0-02

1 全息影像技术概述

全息技术在三维立体空间对真实物体,利用波的干涉原理和衍射原理进行记录,并通过三维全息投影实现真实事物的虚拟和再现技术,其成像过程包括两步。第一步,全息摄影。图1给出全息投影的拍摄过程,如图1所示激光束被分成两部分,一部分作为参考光,另一部分经被摄物体形成漫反射,两部分光束叠加产生漫反射记录在全息干版上,经后期处理形成全息照片。第二步,物体全息影像的虚拟再现。全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象,再现的图像具有较强的立体感。其优势主要体现在三个方面:一是形成真实物品的立体影像资料,尤其是珍贵物品的立体影像资料,使探讨和交流可以脱离真实物体;二是全息投影产生的虚拟立体影像,立体感强、虚拟逼真并可借助激光束和360度全息显示屏在各种场合进行展示;三是记录物体信息时全息底片可以记录任何一点的信息,因此具有较强的纠错和修复能力。

全息影像技术经过一段时间的发展,已从理论研究走向应用研究领域,其应用范围广泛。全息影像基于波的干涉和衍射原理,适合各种形式的波动,如光波、超声波、电子波、X射线等。其应用可以渗入到影视等媒体、展览、医学3D影像、内部结构探测、珍贵物品信息存档等各个方面。目前,相对成熟的应用,首先是基于360度幻影成像系统的三维悬浮影像显示,系统可以在舞台等场地构建逼真的、具有特殊氛围的、可视化虚拟化立体影像,在真实的情境中植入虚拟的视觉立体影像,二者相互结合。其次,其在医疗领域的应用,如以色列开发了一种用于医疗手术模拟的立体影像模拟系统。系统的主要功能是通过全息影像技术构建虚拟化的手术模拟环境,医生或医学生可以在虚拟的、可视化立体幻境中进行方针演示或模拟,其在手术方案演练和医学手术实践等方面具有独到的作用,是医学教学辅助的理想形式。随着研究的不断深入和与各行业的融合,其他领域的应用研究也不断进行。成晋军 等就重点剖析了全息影像技术在教学中的应用。本文在此基础上进一步探讨了全息影像技术在辅助医学教育中的应用方向、应用形式和存在的相关问题,旨在用新技术推动医学相关教育的发展。

2 全息影像技术在辅助医学教育中的应用

2.1 应用形式

全息影像信息技术应用的核心是3D全息投影,其在辅助医学教育中的应用目标是构建及生产医学教育中高清晰的、色域逼真的、立体感强的三维医学影像,用于平时的医学教学,给医学学习者以强烈、新奇的视觉冲击,进而加深学习的印象,提高学习者的学习欲望,并最终取得较好的医学教学效果。其最主要的应用形式是在现代化的全息教室中,构建虚拟化的立体虚拟场景,并进行医学的侵入式、体验式、观摩式教学。

2.2 应用方向

要探讨全息影像技术在辅助医学教育中的应用,就要明确医学教育中哪些教学领域需要或可以引入全息影像辅助教学,明确其在辅助医学教学中的应用方向。就此问题,研究者对医学课程和具体教学内容进行了相关调研,分析得出其应用领域主要集中在以下几个方面。

2.2.1 医学解剖教学领域

人体解剖属于生物形态学范畴,是医学教育中一门最基本和最重要的课程。医学解剖理论与实践教学中最重要的问题有以下几个。首先,解剖图像是平面图像难以形成多角度、多方向、多层次的教学信息,视觉冲击力弱,难以激发学生的学习兴趣。其次,可供于课程实践的人体标本资源严重紧张,以南京医科大学为例,每年接收的可供解剖的遗体不足70具,国内多数医学院校几十名学生才有机会解剖一具遗体,这种情况非常普遍,严重影响了解剖的教学质量。为此,李一帆 等提出了采用三维虚拟数字化可视人体进行解剖教学的方案。全息影像技术的出现正好迎合了相应的教学解决方案,在教学中通过全息成像技术或者在已有断层扫描三维重建技术的基础上构建全息解剖影像,并在全息教室进行三维悬浮立体再现。在教学中教师可以就虚拟人体光学影像进行解剖讲解和虚拟实践演示,使教学摆脱稀有的遗体限制。

2.2.2 医学手术实践教学领域

t学手术实践是演练和提高医生(尤其是外科医生)的关键专业性技能,同时也是执业医师不断提升自身素质的关键,但其教学与实践却陷入了“瓶颈”。医院的手术室不可能让大量学生实时、长时间观摩,因为手术风险和医患关系问题也难给机会于学生实践锻炼,全程的手术影像视频出于患者隐私的要求和摄像角度等问题,很少具有可用性,有的即使可以播放、传播,但效果一般。全息影像技术为打破“瓶颈”带来了契机。如文中提到的由以色列“真实影像”公司和科技巨头飞利浦公司联合开发的医用3D全息投影系统,系统一方面是计算,也就是接收3D数据并算出全息图;另一方面是电光系统根据全息图把光线射入空间,并在真实环境中重建影像,这为使用者提供了极大的便利。基于全新的全息影像技术,医生可以用3D全息投影进行模拟操刀手术练习,从自身角度通过手术模拟练习可以在一定程度上降低手术风险,另一方面手术医师可以形象生动地给学习者进行生动的演示教学。从学生角度,首先其获得了最直观的手术观摩。其次,可以无压力、无限制地进行实践演练。总之,这些对医学手术教学具有极其重要的意义。

2.2.3 其他

全息影像技术在医学教学领域的方向同样还可以延伸到需要医学数字图像的领域。如在生物学和显微学中大大量的二维病理图片实例,借助全息技术可以实现2D到3D的转化,使教学更加生动、逼真。吴育民 等探讨了“数字全息显微在医学影像中的发展与最新应用”。如在医学诊断教育中同样可以应用全息影像技术构建虚拟病人进行诊疗模拟。

2.3 关键问题

全息影像技术在辅助医学教育中应用的主要问题包括两个方面。首先,全新医学教学影像的获取或生成。全息影像技术目前还是一个相对全新的应用领域,全息影像的生产需要一支全息影像建设队伍专门进行医学辅助教学影像的摄影与制作,这些需要教师、学校、研究机构等进行多方的沟通与协作,非教师个人力量所能完成,严重制约了其发展。其次,全息影像技术作为新技术,其应用还需医学院校在教学中进行大量的资金投入,一部分用来构建教学资源,一部分进行全息教学的基础设施建设,主要是构建全息教学多功能教室。

这些问题制约着全息影像技术在辅助医学教育的发展,要想突破还需做到以下几点。一是政府部门的政策性导向和激励。政府部门应鼓励相应的技术企业进入到医学及教育领域。二是提供资金支持,全息教育的引入,单靠学校本身的资金投入是远远不够的。三是做好试点。新事物的发展需要一个验证和带动的过程,试点无疑是最好的形式。

3 结 语

全息技术是光学技术、信息技术、多媒体技术和计算机技术等高度发展下的全新领域。相关技术发展趋于成熟,其应用的领域也在不断扩大。当前在各种商业广告和大型演出中都能看到相应的应用,其发展势头迅猛。全息影像技术在医学以及教育领域的发展也已经进入了起步状态,相关的研究和应用不断涌现。本文从辅助医学教育教学的视角,对此进行了探究式的讨论,其内容涉及全息影像技术在辅助医学教育中的应用形式、应用方向和主要问题。但探讨只是未来发展的一个起步,未来全息影像技术在辅助医学教育方向走向实处还有较多的问题需要进一步研究。因此,笔者希望本文可以对全息影像技术在医学辅助教育的应用、发展具有一定的借鉴和指导意义。

主要参考文献

全息影像技术论文篇(2)

一、3D全息投影技术理论概述

(一)3D全息投影技术概念

全息投影技术是一项高新科技技术,通过全息膜之间的配合将图像或影像内容通过该技术进行投影和表现的一种方式。这种新型产品互动展示技术,更好的将产品的装饰性和实用性相结合,将图像进行完全透明化处理并显现出来,给观赏者全新的真实感受,并逐渐成为当前产品展示的最时尚和市场推广最有效的方式。全息投影根据其投影形式分为:180度、270度和360度全息投影。其中,270度目前在银行大堂使用效果较好,适应银行大堂环境,是当前银行展示的主流产品。随着高科技术的发展,全息投影技术得到完善,3D全息投影技术逐渐步入人们的视野。3D全息投影技术主要对光射进行干预,借助于光的特殊性,来记录和反映出真实物体的形态等。3D全息投影技术与以往的投影技术不同,其是传统技术的一次革新,同时,当人们在观赏3D全息投影过程中不需佩戴专门的3D眼镜便可以直接进行观看。

(二)3D全息投影技术应用

3D全息投影技术并不是单纯的利用数码技术来得已实现的,其是通过投影设备分别从不同的角度来将影像通过光的折射技术呈现在全息膜上面,进而让不同角度的观赏者都可以进行观赏。当前,我国的全息投影技术广更多的被应用于舞台演出、博物馆物品展示和展览馆等多个领域。除此之外,全息投影技术还生成了空气成像技术,其主要利用海市蜃楼成像原理,把图像在空气中得已呈现,实现仿真的三维立体效果。这种技术的应用,能够让人们在呈现出的立体图像中来回穿梭,实现人在虚拟中的真实效果。该技术被更多的应用于舞台剧、大型商场门口、旅游景点以及科技馆等。空气成像技术主要是通过制造大量的人工雾,并将其与空气流动学原理相结合,进而制造出能够产生行程平面武器的光影投射屏幕。随着高新技术的不断发展与进步,3D全息技术也随之发展并完善,3D全息投影技术的立体展示特殊性被越来越多的行业所认定并应用。

二、3D全息投影技术对银行业务的影响

(一)银行零售产品业务影响

随着科技的进步,我国银行逐渐采用3D技术来进行零售产品业务介绍。3D魔方是全息影像技术中的一种,全息影像主要是将实现真实的三维图像进行有效的记录和呈现,绝大多数的三维图像只在二维平面上,通过利用构图及色彩明暗变化来显现出来,而全息立体投影则是能够显现出物品的尺寸、形状、亮度和对比度等信息。观察者可以通过全息影像技术将物品的全部尽收眼底,就如同亲见实物一般。银行零售产品绝大多数选择采用270度全息投影进行展示,让客户在观赏的同时有一种耳目一新的感觉,客户无需佩戴任何眼镜便可以通过肉眼进行观赏,吸引客户目光,让客户对全息投影技术产生兴趣的同时,对银行零售业务有所全面了解。除此之外,3D投影技术还能够与自助服务机相结合,采用触摸屏技术,实现客户与机器之间的互动,让客户自由的选择满足自身需求的不同业务产品,为客户提供快捷的、便捷式全方位服务。

银行零售产品3D全息投影,主要通过展柜和技术相结合得以实现。其展示柜体具备时尚感、科学感等特点,柜体顶端三面呈透明状态,成像空间则彩色鲜艳且清晰识别度高,具有明显的空间感和透视感,两者之间形成鲜明对比;柜体设计结合空中幻象可能形成实物,并将银行零售产品与影像之间相结合,让产品更具立体感,产品介绍更为详细。展柜的三面透明,可以让客户不论站在任何角度都可以通过展柜来对银行零售产品进行了解,通过全新的3D全息投影技术让客户对银行零售产品产生浓厚的兴趣。

(二)银行金条、银等贵金属业务影响

目前,我国银行业务除各常规业务外,就唯数金条、银等贵金属业务最为主要。金条、银等贵重金属一直以来都是银行较为重要的投资业务,由于黄金和白银的产量较低,其价格和投资一直受到广泛关注。金条、金饰品以及银饰品等贵重金属在市场价值中价格较高,因此,银行的每次发行数量都相对较少,更具投资价值,但是各银行在全国各地的网点非常之多,金、银等贵重物品不能够实现在每个网点进行展示,绝大多数银行在金、银等贵重物品展示方面多以仿真物品来实现展示,所得到的宣传和展示效果并不明显,不能吸引更多的客户对其产生浓厚的购买兴趣。

然而,当银行金条、银等贵金属展示采用3D全息投影技术后则有了很大的变化。3D全息投影仪设备能够根据金、银等贵重物品的颜色、形状、形式进行制定,使其展示出来的贵金属物品更具时尚感和科技感。3D全息投影仪还能够将金、银等贵重金属与影像之间进行融合来展示,展示品达到亦真亦假的效果,吸引客户的目光、激发客户的浓厚兴趣。与此同时,3D全息投影技术能够实现动态物品展示,让金、银等贵重物品在展示的过程中,不但能够体现其立体感,还能够让其进行旋转,进而尽可能多的展示其全部,展示过程更具灵活、多变性。金条、银等贵金属展示能够让客户通过机器来进行选择,展示方式采用手势翻页功能代替传统的按钮翻页功能,让客户在观赏的同时可以随意切换想查看的内容,增加了产品的互动性和现代性。

全息投影通过利用一台机器便可以为银行的多种产品进行全方位展示,即能够让客户对银行产品有更全面的了解,也能够最大化的节约空间和人工费用,有效展示银行各项业务,为客户了解银行业务带来方便,实现银行业务便捷式推广。

三、总结

时代的发展决定了科技的进步,科技的进步决定了银行业务的科学化。随着我国经济形势的不断转变,给银行发展也带来了较为严重的影响和转机,因此,银行得已生存和发展需要不断的完善自身业务和创造更多的经济价值来实现。采用3D全息投影技术来对银行业务进行展示,能够有效的激发客户对银行业务的浓厚兴趣,通过3D全息投影技术将银行零售业务、金、银等贵重金属业务等进行全方位展示,让客户参与到其中,在体会不同的视觉效果的同时,对银行业务有个全新的整体认识,带动客户购买意识,提高银行经济收益。银行业务通过3D全息投影技术展示,为银行经营重新的注入了新鲜的血液,提升银行时代感和科学性,不但有效的推动了银行经济收益,还间接的促进了高新科学技术的发展。

参考文献

全息影像技术论文篇(3)

中图分类号:P2文献标识码: A 文章编号:

随着数字摄影测量不断的发展与进步,整个测绘领域已有逐渐向信息化测绘发展的趋势,但是目前我国信息化测绘领域还存在一定理论和技术上的障碍,目前我国正处于数字化测绘向信息化测绘发展的关键时期,经国务院批准基础测绘中长期规划纲要提出:到2020年我国要形成以基础地理信息获取空间化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化测绘体系,信息化测绘是数字化测绘发展的必然结果。现在就数字摄影测量谈一下信息化测绘的相关问题。

一 数字摄影测量技术

1概念:数字摄影测量技术是在DGPS/IMU组合导航技术和LIDAR激光雷达扫描技术基础上建立的一种数字测量手段。

2相关技术

2.1航空数码相机:这种技术的优点在于可通过不增加飞行成本而大幅度提高重叠度影像获取、匹配及三维重建的精度。

2.2无地面控制的卫星影像对地定位技术:这种技术已经广泛的应用到高空间分辨率卫星影像几何处理中,有广阔的应用前景。

2.3数码城市建模中数字摄影测量技术:这一技术是利用低空飞行为传感载体,将安装到旋转平台上的数码相机拍到的航带城区影像进行整体处理,生成城市立体影像拼图。这样一来大大降低劳动量同时减少一些由于地理复杂带来的误差。

二 信息化测绘技术

1内涵:信息化测绘没有改变测绘的本质,数字化测绘是信息化测绘的基础,离开了数字化测绘就没有信息化测绘,二者密不可分,也就是说,信息化测绘不是替代数字化测绘,而是数字化测绘的新一轮发展,是数字化测绘的发展的必然结果。

2信息化测绘技术组成

2.1智能化移动测量技术

智能化移动测量技术是结合了空间同步、自动提取及传输移动实时信息等技术,作用在于整个测绘过程中对于热点数据的采集。由于采取多项技术结合,能够实现地理信息服务的社会化、实时化和大众化。

2.2地理信息动态更新技术

地理信息动态更新技术有及时更新时态增量、地物变化信息以及数据保存等作用。由于这项技术的更新速度快、信息搜索及时以及能处理庞大复杂数据等优势使得整个信息化测绘的效率大大提高。

2.3数字化地图技术

数字化地图技术实现了纸制地图的数字化处理,是将能满足条件的纸制地图利用数字化地图处理仪处理后将产生的相关信息数据输入电脑中,生成相应的数字地图。这种地图具有保真、便捷等特性。

2.4全球定位系统技术

该技术为地面上GPS使用提供精确实时、高精度的三维坐标及相关信息,该技术广泛的应用到运输导航、城市建设及航空航天等

2.5数字摄影测量技术

数字摄影测量技术以数字影像和摄影测量为基础,结合计算机技术和数字影像匹配等技术广泛应用到大比例尺地形测量中,是信息化测量技术的基础。

3信息化测绘的核心

信息的集成和管理是信息化测绘的核心,在测绘领域,由于空间信息获取速度快、信息获取量大以及空间测绘产品多样,如各种比例尺的4D产品(DOM、DRG);还有各类更新信息乃至专题信息,如何将这些原始影像高度集中管理是一个十分复杂的问题。

4传统观念突破是信息化测绘发展的关键

随着信息测绘的发展,数字真影测量技术的流程、组织奖发生深刻的变化,如数字摄影测量中影像的“控制点库”建立有一定的作用及意义,但随着真正的信息化测绘技术的到来,新影像与已有正射影像直接匹配,这样一来“控制点库”的作用就不太大啦,因此不能只停留在传统的理念上来考虑数字摄影测量问题。

三 数字摄影测量技术对信息化测绘的积极作用

1数字摄影测量技术保障信息化测绘的科学实施

随着数字测绘技术水平的不断提高,整个测绘体系正朝着信息化测绘方向发展。发展的过程中数字摄影测量技术也在不断的发展成全数字化与计算机结合,覆盖面积更广,应用范围更大得技术体系。在信息化测绘技术将成为未来主流的大趋势下,完善的数字摄影测量技术将不断的有力的保障信息化测绘的科学实施。

2数字摄影测量理论的完善有利于信息化测绘体系的建立

科技不断进步使得数字摄影测量理论不断自我完善。数字摄影测量理论是数字摄影测量技术的基础,而数字摄影测量技术是信息化测绘技术的基石,信息化测绘技术则是信息化测绘的核心内容,总之,数字摄影测量理论的完善将会为信息化测绘体系提供一个科学可靠的理论平台,在对各种测绘技术中和整理后,信息测绘体系将会有建立起一个扎实可靠的理论基础,符合了我国信息测绘的可持续发展。

3传感器进步为信息化测绘提供技术手段

近些年来随着传感器的不断进步已经突破数字摄影测量依靠控制点进行测量的传统模式,这样一来将大大的提高传感器捕捉信息的及时性与准确性,从而减少控制点的复杂性造成的误差和其他一些不利的影响,传感器不断进步下衍生出的各种传感技术将为信息化测绘技术提供先进的技术手段,促进了信息化测绘的发展进程。

总结:数字摄影测量技术与信息化测绘二者密不可分,数字摄影测量技术是信息化测绘发展的基石,数字摄影测量技术也是数字摄影测量技术发展的必然产物,综上所述:信息化测绘解放整个测绘工作的劳动力,提高测绘效率应用前景广发,但是我国的测绘体系有数字化测绘向信息化测绘发展过程中还有很多问题亟待解决,在这过程中需要克服种种困难,资源利用最大化,才能推动信息化测绘体系的不断发展与完善,实现真正意义上的信息化测绘。

参考文献

[1] 张祖勋,张剑清,张力.数字摄影测量学发展的机遇与挑战[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(1):7-11

全息影像技术论文篇(4)

中图分类号: F301.2 文献标识码: A 文章编号:

多源遥感影像技术

随着遥感技术的迅速发展,光学、热红外以及微波等各类卫星传感器对地观测的应用,所获取的同一地区的多时相、多光谱、多传感器、多分辨率和多平台的多种遥感数据越来越多,我们把这些数据称为多源遥感影像数据。多源遥感影像数据与单源遥感影像数据相比,多源遥感影像数据所提供的信息具有冗余性、互补性和合作性。为了对观测目标有一个更加全面、清晰、准确的理解和认识,人们一直希望找到一种综合利用多源遥感影像数据的技术方法,因此多源遥感影像融合成为人们关注的热点。遥感影像融合是指:“采用一种复合模型结构,将不同传感器遥感影像数据源所提供的信息加以综合,以获取高质量的影像信息,同时消除多传感器信息间的信息冗余和矛盾,加以互补,降低其不确定性,减少模糊度,以增强影像中信息清晰度,改善解译精度、可靠性和使用率,以形成对目标相对完整一致的信息描述”。多源遥感影像融合优点有:①影像质量改善;②提高了几何配准精度;③生成三维立体效果;④实现动态观测;⑤克服目标提取与识别中数据的不完整性等。本文论述了多源遥感影像数据融合的过程、常用融合方法及关键技术。

随着社会的发展,地理信息系统(GIS)在国民经济中所处的地位越来越重要,GIS的基础是矢量数据,数据的现势性和准确性很重要。应用遥感技术进行土地利用动态监测在我国已有近20年的历史,动态监测目的有两个:一是利用遥感影像监测土地利用的动态变化情况;另一个是利用监测数据对影响土地利用变化的因素及其变化过程、变化趋势进行分析。由于不同自动发现方法对不同类型的土地利用变化信息敏感程度不一致,且影像噪声和目标的自动分割都会影响监测结果精度,因此,当前的动态监测是在人工干预下半自动完成的,监测结果受操作者的影响较大,数据处理效率不高,这对大区域动态监测来说是无法忍受的。另外,动态监测的最终成果表现为PHOTOSHOP的PSD数据、TIF数据、EXCEL表格及各种文档说明,不适宜GIS的统一管理;且区域动态监测是一个长期的过程,即监测数据有明显的时态特征,因此,需要将多时相监测结果以合适的数据表达,并能在GIS软件中进行统一管理和查询分析。本研究目的是对动态监测数据处理流程进行优化,将多方法得到的变化信息进行综合处理,提高数据处理精度,减少人工干预。选择的实验区位于四川省绵阳市及其郊区,实验数据包括TM多光谱影像、SPOT2全色影像、SPOT5全色和多光谱影像。本文对变化信息自动发现方法、变化信息自动分割进行了深入研究,并将监测数据统一管理于GIS数据库。

创新 (1)用二维小波变换处理两时相遥感影像,以自动发现土地利用变化信息,使用了两种方法:影像融合法和小波系数求差法。前者是利用两时相影像相应小波系数的加权平均法自动探测变化信息,后者是通过对两时相影像对应小波系数求差的方式自动发现变化信息。与多波段主成分变换法的监测结果对比,以及利用野外实测数据验证,上面两种算法得到的监测结果均能达到实际应用的要求。 (2)在分析自动发现影像特征的基础上,比较了两种分割图像定目标的算法。一是利用多个小区域的灰度直方图寻找大区域的分割双阈值,结合区域生长算法,以目标边界灰度差为限制条件,将特定目标以区域的方式分割出来;二是将灰度影像先在PHOTOSHOP中进行处理,对包含目标的区域进行粗分割,减少背景噪声的干扰,结合新影像小波系数和目标的灰度信息,可以将特定目标(变化信息)的边界提取出来。 (3)鉴于不同自动发现方法对变化信息敏感程度不一致,以及图像分割方法和影像噪声对监测结果精度均有影响,应用一种多图像基于邻域的像素统计法。该方法是将多种自动发现方法和图像分割方法得到的二值图像的数据矩阵相加求平均,寻找分割阐值,利用阂值将像素分为目标、背景和不确定目标等三类,进一步处理将不确定目标完全归入目标或背景。经本方法处理后,监测结果比常规监测方法(如多波段主成分变换法)的精度高5至6个百分点。该方法能满足大区域动态监测的需要。该方法最大限度地保留了多光谱信息并提高了影像清晰度和空间分辨率 ,最终变化区域得到了增强。

多源遥感作为一种获取和更新空间数据的强有力手段,能及时地提供准确、综合和大范围进行动态监测的各种资源与环境的信息,因此遥感数据是土地信息系统的一个重要数据源。所谓多源遥感就是将不同来源的遥感影像数据,经过信息处理,判读分析和野外实地验证,实现数据融合提取,得到有用信息,最终服务于有关部门的规划决策。土地治理部门可以运用多源遥感技术快速获取现状空间的信息。以卫多源遥感影像数据为信息源,以多源遥感影像解译的数据为基础,对多源遥感影像进行解译,并更新影像数据库;利用GIS技术的空间分析功能, 提取土地利用/覆被变化信息,得到高精度的土地利用/覆被变化数据库,已经成为土地利用动态监测基本形式及面向更远更广阔的发展方向。

总结:,依据多源遥感影像融合技术的基本理论,结合新时期土地利用更新调查的原则和方法,根据地物在影像的纹理特征,探讨了多源遥感影像技术在土地利用更新和变更调查中的应用,分析比较了融合方法的特点及其实际应用。

参考文献:

1张宇坤;多源控制点影像匹配策略及控制点影像库设计研究[D];西北大学;2008年

全息影像技术论文篇(5)

从测绘角度来讲,信息化时代的发展意味着社会对地理信息产品提出了越来越高的要求。在国际范围内,目前西方发达国家已经基本完成覆盖全国的基本比例尺地形图和正射影像的测图计划;而在国内,除北京、上海、天津、重庆、广东、浙江等一些省区实现了1:10000地形图或数据的全区覆盖,其他大部分省份覆盖率也达到50%~80%,据统计,面积较大省区的1:10000地形图或数据覆盖率逐年增加,但由于受到技术和数据源等客观条件限制,除北京、上海可以利用新的影像数据或现势资料对基础地理信息数据实现全市范围的100%更新率外,只有极少数省份能实现不同程度的即时更新。“当前测绘与地理信息产业的核心已经从数据生产转为数据更新,或者说,我国的测绘事业已经进入全面更新的时代。但显然,全国1:10000基础地理信息数据库的现势性还比较低,无论从内容的丰富程度还是一致性上来说,都难以满足应用需求。”张勇介绍说。

这样看来,摄影测量更新,首先需要解决的就是新获取的遥感影像数据与已有地理信息数据之间的配准问题。十多年来,国内外很多学者都从不同角度对新旧数据之间配准这一问题进行了尝试,主要包括新旧影像间匹配和新影像旧矢量间配准,但大部分研究都只是针对具体某种类型的问题而进行的,还处于对方法的研究和探索阶段,没有出现完全自动化的成熟系统。总体来说,对于更新模式下新遥感影像的快速定位,到目前为止还没有一个统一的解决途径。

为了破解这一问题,武汉大学立足于自主创新,早早展开了一系列的研究。2002年,著名摄影测量和遥感专家张祖勋院士就曾提出“基于影像的基础地理数据更新”的设想,同时,指出实现正射影像更新的两个途径:影像+影像、影像+线划图。2003年,他又提出广义点理论,解决了利用矢量空间信息进行更新的理论基础。2004年,武汉大学已正式开始着手研究摄影测量更新的技术和方法。多年来,在张祖勋院士的指导下,张勇副教授和课题组的其他老师一起,先后受到国家“863”、“973”计划、国家自然科学基金课题、国家测绘局2007年测绘科技项目、广东省国土资源厅测绘院项目以及国土资源信息中心项目的支持,并在2008年研制开发了具有自主知识产权的正射影像更新系统。同年,他们还与广东省国土资源厅合作开展了大规模的生产试验与应用;而2009年,针对城市地区,他们又开始研究大比例尺正射影像更新问题,并开始研究国产卫星影像在更新中的应用。以此为基础,他们的“基于多源控制信息的正射影像快速更新研究与应用”在2009年1月被国家测绘局组织的专家鉴定为整体上达到国际领先水平;2010年,又摘得“测绘科技进步一等奖”的桂冠。

创新 旗帜鲜明的国产

从想法出现到项目成熟,武汉大学历经近8年的时间。对于张勇副教授所在的团队来说,地图要全面更新,影像地图尤其要全面更新,这种来自时代和国家的迫切需求成为他们不断探索的动力。“我们先后结合国家基础地理信息数据库更新、2009年全国一张图工程建设项目、全国第二次土地大调查等国家重大工程项目的生产实践,以现代摄影测量与遥感科学技术理论为基础,融合计算机技术和网络通讯技术,重点研究航空航天影像基于已有地理信息数据进行快速正射影像更新的理论和技术。”以此为研究方向,课题组结合生产实际作业中遇到的困难和问题,开发和集成出专门针对正射影像更新的专业化高性能处理系统。该系统基于并行处理体系结构,综合使用高速局域网中的各种计算和存储资源,针对航空航天遥感影像进行大范围正射影像快速更新和制作,具有我国自主知识产权。

这是国内外第一套、面向正射影像图更新的专业化并行处理系统。作为该领域的“第一只螃蟹”,这套系统自然是有其独到之处。最显著的,便是首次提出了不依赖于外业控制的空中三角测量设想,并基于多影像匹配技术将外方位元素辅助的像点自动量测与控制点自动提取有机地结合在一起,利用已有航空影像及其空中三角测量成果,通过新旧航空影像的自动匹配转点快速提取海量地面控制点,使不依赖于外业控制的空中三角测量转化为实际应用,为全面提高空中三角测量作业效率开创了一条全新的技术方法。依据多影像匹配理论,该系统还将航空影像间的自动转点与航空影像与已有正射影像间的自动匹配有机结合起来,提出了一种从已有的地理信息数据(正射影像和DEM)中快速提取海量的控制点的算法,通过空中三角测量方法快速解求新航空影像的外方位元素,为国家基本比例尺正射影像快速更新提供了技术保障。

当然,它的好处不止如此。在不断的创新中,课题组利用原创的广义点摄影测量理论极大拓宽了传统摄影测量理论的应用范围;基于有理函数模型实现了卫星影像与已有地理信息数据之间的全自动配准(无需人工干预)和快速定向;基于影像分块、多级图像尺度索引和64位寻址技术实现了海量正射影像的读写和漫游显示。此外,还从全方位上消除了数据融合时常见的重影现象等影像测量中的各种问题,极大地提高了正射影像更新的生产效率,也难怪在国家测绘局组织的鉴定会上,被与会专家一致认为“思想新颖、技术先进,整体上达到国际领先水平”。现在,该项目技术成果已经完全转化为商业软件产品,已配备广东、浙江、河南等多家测绘部门,并且已经在国家基础地理信息数据库更新、全国第二次土地调查等国家重大工程项目得到大规模生产应用。初步统计,已经完成各种比例尺(1:2000、1:10000和1:50000)正射影像近20000幅,实现产值近3000万元。其中,广东国土资源厅目前每年更新广东省17万平方千米的正射影像,生产效率较过去提高5~8倍。

项目完成后,该课题组又在2011年将研究视线转向“国产高分辨率遥感卫星影像的精确对地定位与地貌信息提取”,在两个半月内完成了全国范围的CBERS-02B正射影像的生产,将其定位精度由过去的2000米左右提高到15~50米之间。

全息影像技术论文篇(6)

中图分类号:P237 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)23-0065-01

在地质工程施工建设过程中为了能满足建筑施工以及工程设计的要求,一般而言都会采用一些勘测技术对于工程施工所在地进行地质勘测,从而能对地质的剖面或是施工地质的岩石矿产进行全面的勘察,以便得到一个较为精确的地质测绘,以便往后工程施工的进展。作为地质工程中的基础性工作,地质测绘在社会经济发展的带动下得到了迅速的发展,先进的地质测绘技术也不断的替换掉以往传统测绘技术,如今国家的发展对于矿产资源的需求量逐年增长,地质测绘技术水平的高底也成为了一个国家综合实力判定的主要考虑因素之一,与此同时地质测绘技术的发展还关系到一个国家未来高新科技发展的趋势。

1 地质测绘的相关知识要点以及内容

在工程设计之前,地质人员需要对工程建设施工所在地进行地质点测量、地质剖面测量、物化探测量、矿区控制测量、矿区地形测量、勘探网布测、勘探工程定位测量、坑探工程测量、井探工程测量、贯通测量、露天矿测量、地表移动观测等精心的勘察,以便较为准确的得到当地地质空间变化的规律,水文特点,以及地层基本构造和所处地势地貌特征,还需要结合有关图件的绘制、坑探工程测量印制和地质矿产信息系统的建立而做出全面并详尽的工程地质测绘。工程地质测绘所描述的就是在应用到工程地质学的相关理论以及知识,对于工程建设的当地环境中各种有关的地质现象进行一个详尽的分析观察,并依据不同的地质条件要素用与之对应的颜色,符号等按照标准的精度要求和缩放的比例尺所绘制出来反应工程建设地段的地质条件地形图,一副完整且高水平的工程地质图还需要结合工程勘探,测试以及其他地质勘测工作所得到的相关资料所编制而成的。

2 影像定位技术的特征特点

目前地质工程施工建设过程中遥感影像定位技术是才被使用到的勘测技术手段,其主要应用原理是通过对遥感平上所配备的传感器对于远距离以外的勘测目标在不接触的情况上,接受勘测目标所发出的反射线或是勘测地域所发射出来的各种不同波段的电磁波信息,对于所收到的信息经过相关的处理或是解译之后,以实现到对远距离的勘测目标中的各种地质性质进行剖析识别的一种技术手段。遥感影像定位技术可以全方位较为精确的获取到工程地质施工现场,当地的地质地貌的综合信息,且在获取工程施工地质的环境监测信息源的过程是实时且动态的,这样对于地质环境监测的信息获取方法技术有助于工程施工在环境保护的决策下达等建设施工工作进展的有效推进。

遥感影像定位技术的基本特征特点:

1)在遥感影像定位过程中对于获取的某个像素的值会受到不同传感器的影响,而得到了不同的波段数,故此所获取到该像素的值是依据其波段的相应位置点上所显示的值作为共同表示的结果。

2)有损压缩会对遥感影像定位技术所获得的图像信息造成损害,但是在实际应用过程中常会为了节省空间而对得到的普通图像进行压缩,切记在遥感影像都不应该进项有损压缩。

3)遥感影像定位技术中所使用的传感器的种类不同,其所产生的文件组织方式也各不相同。因为在如今的社会中存有众多的遥感软件生产公司,所组织的影像数据也各有不同,故此不可以用一种方式以偏概全来读取或是解译所得到的影像信息。

3 影像定位技术在地质测绘中的应用

影像定位技术被广泛的应用到目前社会的生产生活中,无论是在医学还是在工程建设,汽车等行业中我们都会应用到影像定位技术,又或是在一些精算的理工科行业中都会有影像定位技术所涉及到的身影。目前在对矿产资源以及工程地质条件研究,甚至是在煤层顶板研究等工程建设中遥感定位技术的应用已发展的相当成熟。

影像定位技术是在地质测绘基础工作过程中所使用到的一项技术,对于建设施工地质的研究以及分析勘测地域的不同地质结构或是岩石矿产分布情况等,进行勘察了解,以便确定施工地质体的基本属性,及其地势划分类型等地形特征,以便地质测绘工作的进展和保证工程建设的安全。在一般的地质测绘过程中常会使用到的影像定位技术是遥感影像定位技术,这种技术能对地质工程建设施工现场所处的地形地貌特点,地形空间分布规律等地质测绘要素展开一个全局的宏观初步勘察,与之同时还会对所选择的建设施工场地的地形探测设立一个全方位的布控勘测区,给地质工程建设施工所处的地形构造,以及地质体性质,地势起伏等展开详尽的微观剖析。通过遥感定位技术所获取的图像信息分析能清楚的解译地质工程建设当地环境的地质标志,以及地质勘测路线选取所需要的特定条件。地质观测路线一般会是以垂直于区域构造线方向的穿越路线为主路线,在情况允许的情况下适当的辅以追索路线。在地质测绘中应用上遥感影像定位技术,与传统的勘测方法相比而言,遥感影像定位技术无论是从选取勘测的路线或是剖析地质结构方向的选择上,还是最终的图像获取上都具有以往传统技术上所无法比拟的优势,遥感定位技术以其高分辨率,高精度的特点优化了地质测绘的制图方案,在保证精度的同时遥感影像定位技术还能让地质测绘的整个编制过程达到事半功倍的效果。

4 结束语

影像定位技术的发展以及在地质测绘中得以广泛的应用,主要是社会经济发展和各种科学技术交错发展进步所推动下的结果。地质测绘工作也在各学科的相会交叉渗透过程中得到迅猛的发展,在各门学科相互联系不断增强与各项科学技术不断提升的同时,地质测绘也得到了一个较为广阔的扩展空间。经过在地质测绘中对影像定位技术应用的结果表明,影像定位技术的使用能大大的提升地质测绘过程中勘查的效率以及勘测的精确度,降低在外作业的时间,对于工程建设施工开展起到了积极的影响。

参考文献

全息影像技术论文篇(7)

全息技术是物理学中一重要发现,越来越多的应用于各个行业。伴随着CCD技术和计算机技术的发展,全息技术也得到一次质的飞跃,从传统光学全息到数字全息。传统光学全息将物光和参考光干涉得到全息照片来记录光的振幅和相位信息,而数字全息则用CCD记录物光和参考光的干涉,形成数字全息图,再通过计算机图像处理技术处理全息图。因此,影响数字全息技术发展有两个重要方面:CCD技术和计算机图像处理技术。

1.图像处理技术。图像是现代社会人们获取信息的一个主要手段。人们用各种观测系统以不同的形式和手段获得图像,以拓展其认识的范围。图像以各种形式出现,可视的、不可视的,抽象的、实际的,计算机可以处理的和不适合计算机处理的。但究其本质来说,图像主要分为两大类:一类是模拟图像,包括光学图像、照相图像、电视图像等。它的处理速度快,但精度和灵活性差。另一类是数字图像。它是将连续的模拟图像离散化后处理变成为计算机能够辨识的点阵图像。从数字上看,数字图像就是被量化的二维采样数组。它是计算机技术发展的产物,具有精度高、处理方便和重复性好等特点。

图像处理就是将图像转化为一个数字矩阵存放在计算机中,并采用一定的算法对其进行处理。图像处理的基础是数学,最主要任务就是各种算法的设计和实现。目前,图像处理技术已经在很多方面有着广泛的应用。如通讯技术、遥感技术、生物医学、工业生产、计算机科学等等。根据应用领域的不同要求,可以将图像处理技术划分为许多分支,其中比较重要的分支有:①图像数字化:通过采样和量化将模拟图像变成便于计算机处理的数字形式。③图像的增强和复原:主要目的是增强图像中的有用信息,削弱干扰和噪声,使图像清晰或将转化为更适合分析的形式。③图像编码:在满足一定的保真条件下,对图像进行编码处理,达到压缩图像信息量,简化图像的目的。以便于存储和传输。④图像重建:主要是利用采集的数据来重建出图像。图像重建的主要算法有代数法、傅立叶反投影法和使用广泛的卷积反投影法等。⑤模式识别:识别是图像处理的主要目的。如:指纹鉴别、人脸识别等是模式识别的内容。当今的模式识别方法通常有三种:统计识别法、句法结构模式识别法和模糊识别法。⑥计算机图形学:用计算机将实际上不存在的,只是概念上所表示的物体进行图像处理和显现出来。

2.计算机图像处理技术在全息学中的应用。图像处理技术在全息中的应用主要表现在:一是计算全息,基于计算机图形学将计算机技术与光全息技术结合起来,通过计算机模拟、计算、处理,制作出全息图。因此它可以记录物理上不存在的实物。二是利用图像的增强和复原,图像编码技术等对数字全息图像质进行提高以及实现的各种算法。它的应用大致可以分为两大类,即空域法和频域法:①空域法:这种方法是把图像看作是平面中各个像素组成的集合,然后直接对这一二维函数进行相应的处理。 空域处理法主要有下面两大类:一是领域处理法。其中包括梯度运算(Gradient Algorithm),拉普拉斯算子运算(Laplacian Operator) ,平滑算子运算(Smoothing Operator)和卷积运算(Convolution Algorithm)。二是点处理法。包括灰度处理 (grey processing),面积、周长、体积、重心运算等等。②频域法:数字图像处理的频域处理方法是首先对图像进行正交变换,得到变换频域系列阵列,然后再施行各种处理,处理后再反变换到空间域,得到处理结果。这类处包括:滤波、数据压缩、特征提取等处理。

3.模拟实验。本文运用matlab软件,利用图像处理技术,编写了程序,以模拟计算全息和实现全息图像的滤波。

本文将运用matlab程序设计语言实现计算全息的制作、再现过程。标有“涉”一字,图像尺寸为1024像素×1024像素;。模拟实验中用到的参数为:激光模拟了氦氖激光器,波长为638.2nm;再现距离为40cm;因为原始物图的尺寸用像素为单位表示,所以像素分辨率为1。

从模拟实验中可以看出,数字全息的处理过程其实就是计算机图像处理在全息技术的应用过程。利用计算机图像处理技术对全息图进行了记录,将物光和参考光干涉得到了全息图。并利用图像的增强和复原对图像进行了处理,以消除噪声,得到更好的全息再现象。

参考文献

[1]周灿林,亢一澜.数字全息干涉法用于变形测量.光子学报,2004,13(2):171-173。

全息影像技术论文篇(8)

测绘新技术的发展有效弥补了传统地图制图与土地规划方面的缺陷,使得土地规划管理与地图制图更加科学、实用。遥感技术是信息化时代产物,其具有效率高、信息量丰富、周期动态性等优势,现阶段遥感技术正向着科学化、信息化方面迈进,可以说,现阶段遥感技术是人类获取时空信息的有效手段与方式。

1 遥感技术概念及其应用发展

遥感技术rs,指的是远离目标物,通过遥感平台与遥感器接受物体电磁波,并将数据传输回地面,通过详细数据处理与分析,最终服务于用户。一般情况下,将这种接受信息、分析信息、处理信息、应用信息全过程称作是遥感技术。遥感技术资源比较丰富,而且,获得信息周期短、空间分辨率高。因其各种优势,遥感技术在环境监测、气象预报、资源规划与利用等方面得到广泛应用。现阶段,国内外充分利用遥感技术分析与监测地理资源信息,并准确预测发展形式,为各项管理工作提供客观数据。

2 地理信息获取中遥感技术的应用优势

2.1 地理信息调查中遥感技术的应用

地理信息调查指的是在实际土地利用基础上,以航空或卫星影像技术为依托,结合现阶段土地调查相关规定,对一定范围内的土地利用情况与更新情况,进行客观、全面调查。然后在此基础上建立健全完善的地图制图信息资源与影像资源,进一步实现我国土地利用图像与数据一致性的土地资源管理目标。结合全国土地调查情况来说,技术流程主要有几下部分:使用遥感技术获得影像资料并制作成基础图件。加强遥感影像与野外作业相结合,进行信息数据整理与分析。在此基础上,完善土地利用监测管理系统。对获得数据进行编辑与处理,有效地解决地理信息资源调查中精度差、任务繁琐等问题。

2.2 地理信息规划与勘测定界中遥感技术的应用

地理信息规划每一环节都包含大规模数据,比如说,土地资源位置、资源价值、资源数量等等。在进行全面的地图制图之前,必须做好详细的数据整理与分析工作。这样,一方面可以为土地规划提供客观、全面的数据,一方面,还可以对土地质量、性质进行参数分析,为土地资源规划奠定坚实的基础。在遥感技术支持下,直接获得全面的土地资源信息,然后经过自动化处理获得数字与图片结果。通过地理信息系统,建立完善的土地利用系统,全面分析与评估土地资源利用情况,形成土地资源利用数据库。

2.3 地理资源利用检测中遥感技术的应用

土地利用检测主要包括调查外业环节、测量外业环节、整理汇总环节、归档环节。在实际的土地利用检测过程中,可以充分利用遥感技术准确定位土地资源,进行外业操作。并将观测数据以及获得信息传输到流动站,经过gps观测,得到差分观测值,然后通过相对定位理论,估算流动站三维坐标。然后通过地理信息技术,对土地检查过程进行精准测量。

2.4 地理资源利用执法检查中遥感技术的应用

遥感获得数据一般具有地理坐标,在全球定位系统的精准定位之下,能够准确解译室内作业情况,进一步提高遥感技术的精确度与可靠性。加强全球定位系统、地理信息技术、遥感技术的三者结合,能对土地资源利用情况进行动态监测。通过遥感技术,来有效定位现阶段土地资源的利用与变化情况。通过全球定位系统,来准确获得土地利用变化数据,并对变化空间进行深入分析,进一步获得全新的土地利用数据。通过地理信息技术,来实现土地信息“可视化”管理,并对数据库进行及时更新,做好制图准备。同时,还能帮助执法人员对相关位置进行准确、及时定位,协助其进行核查与检查。

3 遥感制图在地图制图中的具体应用

现阶段,遥感制图的发展方向是在数字化环境中进行产品制作。在欧美的西方发达国家,已经有较为成熟的遥感影像软件,大大提高了制图自动化与智能化水平。现阶段,我国也积极展开了自主产权研发的遥感影像处理软件,在降低了人工干预的同时,大幅度提高了成图效率。

3.1 制作数字正射影像图

现阶段,作为一项重要的4d产品——数字正射影像图技术,已经逐步实现并得到快速发展。随着遥感处理软件

逐渐成熟与发展,数字正射影像图的制作变得非常简单。一般情况下,可以将数字正射影像图的制图模式分为两种类型。第一,单模型,在这种制图模型下,先建立单个的dem模型,然后通过单影像方式制作数字正射影像模型,或者说通过多影像方式制作数字正射影像模型。最后通过镶嵌环节,完成多影像拼接,最终形成正射影像。第二,多模型方式。结合图幅范围或者所需要的具体范围,直接生成立体模型,然后通过必要的编辑工作以及匹配处理建立相应范围。最后图幅范围内的正射影像正式生成。不管采用上述何种方式的模式,都必须在制图全过程中贯穿质量控制。

3.2 制作遥感影像地图

1)关于专题影像图具体分类

现阶段,大部分遥感影像图的制图产品都以专题形式为主。而专题影像图又可分为定性影像图与定量影像图两种。定性影像图主要显示空间上种类与现象的具体定位与分布。定量影像图主要显示数量现象的具体空间特性。

2)迭加专题要素与影像底面

对于每一幅专题影像图来说,迭加专题要素与影像底面是两个最重要的构成要素。在审判专题影像图时,需要将视觉与思维两者相互结合,由影像底图积极提供专题要素定位信息,由专题要素提供综合定量数据。可见,迭加专题要素的准确性以及选择影像地图的合理性,在很大程度上影响专题影像图的产生。

3)制作遥感影像地图的注意事项

制作专题影像图,需要结合不同专业的具体需求,在具体的遥感图像上通过叠加具体的专题信息,进而满足各行各业的具体需求。一般来说,构成专题影像图的方式包括以下几方面:①二维空间构图。②专题图形要素。③影像信息背景。同时,在编制与设计专题影像图的过程中,还需要严格遵照构图原则,加强专题要素与图像的独立与迭合。在整体的设计原则上,需要重视两者之间的平衡与协调,尽可能消除视觉混乱。

3.3 制作三维遥感影像图

数字高程模型以及遥感影像技术是三维地貌影像制作的重要数据,将其进行几何配准,这对于保障地图投影与坐标统一有非常重要的作用。现阶段,大部分的遥感处理软件与gis软件都可以生成三维地貌影像图。操作人员需要明确三维影像图制作目的,结合图形学以及计算机相关基本原理,生成三维影像图所需要的目标点、视角、光照模型、景深高程等因子。生成三维场景需要结合数字高程模型以及计算机生成,通过遥感影像填色然后生产三维影像图。

3.4 卫星影像辅助制图

获取影像。工作人员结合自身的实际需求下载相关影像资料。如果制作小比例的地图,只需下载ccd影像就可以,不需要下载hr影像。如果ccd影像达不到标准要求,则重新下载hr影像。通过这样的方式,一方面能有效节约下载时间,一方面能有效节约处理时间。

处理影像。处理影像是非常重要的环节,需要将ccd影像处理成不同波段的彩色图像,通过这种方式更有利于卫星综合信息的读取。合成图像之后,积极纠正图像比例,进一步生成精度较高的影像。若纠正之后的影像图依旧不清晰,可以使用ps等软件进行锐化处理,同时,进行调色处理,明显区分不同信息。同时,还需要注意进行投影变换,结合制图实际需求纠正影像资料。一般的出版地图,其对于精度要求比较低,而导航地图则需要高精度纠正。

绘图,鉴于不同绘图软件的各个特点,不能只绘制需要对象,还需要尽可能绘制出周围参照对象,尤其是对于持续更新的数据。

4 结语

综上所述,本文针对遥感技术概念、地理信息获取中遥感技术的应用优势开始入手分析,从三个方面:制作数字正射影像图,制作遥感影像地图,制作三维遥感影像图,详细论述了遥感制图在地图制图中的具体应用,旨在为一线工作提供理论指导。

【参考文献】

[1]司连法,吴川.遥感影像辅助地图制图的研究和应用[j].测绘通报,2011(03).

[2]王建敏,等.遥感制图技术的现状与趋势探讨[j].矿山测量,2009(12).

[3]方碧云.利用卫星影像实现gis电子地图的制作和快速更新[j].城市勘测,2008(15).

[4]胡辉,谢梅生,蔡斌,等.gis技术在县级土地利用总体规划修编基本农田划定中的应用:以江西省安义县为例[j].中国土地科学,2008(13)

[5]丁莉东.测绘新技术在土地规划与管理中的应用[j].安徽农业科学,2010(24).

[6]郑泽忠,范东明,杨武年

全息影像技术论文篇(9)

[中图分类号]P283.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-43-1

0引言

随着当前科学技术的不断进步,国家对于卫星遥感技术研究的资金不断加大投入,摄影测量正逐渐从单纯的依靠航空摄影测量向航空摄影测量和卫星遥感测量两方面并重发展,基于当前卫星遥感影像的单片测图与修测技术对航天摄影测量极为重要。由于地方经济建设速度的加快,地图的成图速度已跟不上经济发展的脚步,我们对地形图和各种专题地图等地理信息数据的需求量迅速增加,尤其是地理信息数据的现势性要求尤为突出,本文简要介绍如何利用卫星遥感影像的单片测图与修测来进行地理信息数据的快速更新。

1卫星遥感影像应用概述

卫星遥感技术是快速、全面、精确地测定全球地形,搜索目标定位数据以及杀伤武器制导的最有效手段,遥感影像获取的数据可在GIS或专业影像处理平台的支持下,为地形测绘、环境监测和资源勘查等提供信息服务;也可转化为数字化战场所需的军事地理信息,是军事指挥自动化的基础。

随着国家经济建设的不断进步,高分辨率遥感卫星所带来的巨大军事与经济效益,引起全球民用与军事应用领域的高度重视,出现了各国竞相研究开发高分辨率遥感卫星及其应用技术的热潮,在短短的几年时间内有了飞速的发展,出现了卫星遥感技术不断扩散的发展趋势。卫星遥感影像处理技术的不断发展,基于卫星遥感影像处理平台利用卫星遥感影像进行地理信息基础数据库的更新日趋成熟,目前可以获得的普通分辨率的卫星遥感影像主要有:IRS-1D、ASTER、JERS1-OPS、Resours-F的MK4和Kate200、COSMOS的TK-350等;获取的高分辨率卫星遥感影像主要有:QuickBird、Ikonos、EROS-A1、AVNIR、COSMOS的KVR-1000、Resours-F的KFA-3000等。由于可以获取不同分辨率卫星遥感影像数据,因此根据任务需求选择适合的卫星遥感影像数据进行相关地理信息数据的制作。

2画幅式卫星影像的内定向和空间后方交会

2.1画幅式卫星影像的全自动内定向

摄影测量从模拟摄影测量发展到解析摄影测量又到今天的数字摄影测量,内定向也经历了从手工内定向、半自动内定向、全自动内定向的发展过程。作为摄影测量测图的第一步,内定向的本质就是从一种坐标系转向另一种坐标系。

数字影像的内定向的定位是通过利用框标的检校坐标和扫描,首先通过计算扫描坐标系和像平面坐标系之间的变换参数及在数字影像中可能存在的变形。因为原始资料提供给框标的校检坐标,所以找到并精确定位框标点就是内定向的任务,换言之,就是得到框标的精确扫描坐标来求解变换参数。

2.2画幅式卫星影像的空间后方交会

画幅式卫星影像空间后方交会与航空摄影像片空间后方交会的主要区别在于两者关于外方位元素初值的获取方式以及外方位元素之间相关性的处理方式不同。画幅式卫星影像的六个外方位元素之间存在着一定的关联性,在用不同的控制数据解求同一副影像的外方位元素时,计算出来的结果差别较大,但是在控制点分布较为理想的情况下,可以利用最小二乘估计的方法老求解外方位元素。

3单线阵CCD卫星影像外方位元素的解算

3.1线阵CCD影像外方位元素间的相关性

经过大量实验表明,误差方程式中位置参数存在很强的相关性,使得求解精度低甚至无法求解。产生原因主要包括:(1)航天影像主距大,光束窄;(2)行高较高,导致误差方程式的各未知参数系数在数量级中相差巨大;(3)计算过程中引用了大量的待求参数。

3.2克服相关性解求外方位元素的常用方法

主要有:(1)在拥有大量数据的情况下,增加虚拟误差方程,从而使得各参数独立性增加,但其缺点是增加工作量,降低工作效率。(2)在近似垂直摄影的情况下,合并相关项,但由于将合并项参数合并后,其几何意义不易阐明,所以在实际应用中具有局限性。(3)将外方位元素线、角分开迭代求解。但是在数学角度上来看,这种方法不严密,而且所得过于依赖外方位元素的初值。

4引入粗差探测的外方位元素的测算

在解算外方位元素时,画幅式卫星影像和线阵CCD卫星影像需要控制点的地面坐标以及像坐标,但是在实际测量的过程中,粗差的出现是不可避免的,但其存在必然会影像测量的成果,所以将粗差剔除,特别是在外方位元素的解算过程中,十分必要。

粗差产生的原因多种多样,数值差别也有可能很大,通常情况下依靠联系实际通过某种预先处理的手段,将在数据中可能存在的大粗差以及中等的粗差剔除掉。而一些小粗差,则需要通过严格的统计检查。

但是在实际应用中,很多的估计方法,对含粗差的观测值极为敏感,粗差对于其估计的参数会产生极大的影像。而稳健估计便是针对这一状况提出的,其主旨在于构造一种估计的方法,使其可以对粗差具有一定的抵抗能力。

5利用卫星遥感影像测制和修测地形图

因为利用卫星遥感技术获得资料较快,成图迅速,制图成本低廉。而单张像片测图具有相对简单,快捷的特点,所以我们研究画幅式卫星影像同单线阵CCD卫星影像制图具有十分巨大的意义。

由于地形图只能反映出绘测当时的地面状况,但是由于受到工程建设等人为的生产活动以及自然变迁的影响,地形地貌会经常发生变化。所以地形图逐渐就与实际地形不一致,所以为了保持地形图的现势性,保障其使用价值,就需要定期对地形图进行修测。地形图的修测大致分为地物修测,地物修测方式主要是基于正摄影像的地形图修测和利用卫星遥感影像进行的地形图修测。

6总结

限于时间和篇幅的制约,本文只是对当前画幅式卫星影像以及单线阵CCD卫星影像的单片测量技术进行了简单的叙述,是相对于利用高分辨率的卫星遥感影像立体像对技术进行测图的一种补充方法,是对地理信息数据更新方法的一种尝试。

参考文献

[1]张海涛,贾光军,虞欣.基于GeoEye-1卫星影像的立体测图技术研究[J].测绘通报,2010年12期.

全息影像技术论文篇(10)

医院的医学技术装备建设是医疗、教学、科研的物质基础,也是提高医疗质量和服务质量、提升医院整体经济技术实力的重要前提和基本条件。医学影像学科体系是现代医院的一个重要组成部分。在医院中,医学图像信息量占医疗信息总量的70%左右,医院影像科室的组织结构、管理模式、设备配置、学术交流、人才培养以及与临床的分工协作问题对全院影像技术功能的发挥、医疗质量和服务质量的提高、科技实力的增强以及经济效益与社会效益的提高具有重要的作用。结构决定功能,效益取决于管理。对大型综合性医院来说,通过组建疗影像中心,从人才、设备、技术标准和管理效能等方面加强医学影像科室建设,在专业化、标准化、综合化的基础上充分发挥整体优势,逐渐成为主流趋势。

1.成立影像中心是现代医学影像技术飞速发展对影像科室管理模式的必然要求

技术决定战术,现代医学影像技术的迅猛发展对影像科室的管理模式发挥着决定性的作用。

近二十年来,伴随着影像技术的数字化、计算机化、网络化趋势和介人医学的兴起,医学影像学已经由传统的形态学检查发展成为组织、器官代谢和功能诊断及治疗为一体的,包括超声、放射性核素影像、常规x线机、pei,一ci’, ct, mri, dsa,cr, dr以及pacs、电子内镜等多种技术组成的现代影像学科体系,成为与外科手术、内科药物治疗并列的现代医学第三大治疗手段。医学影像学科已经是现代化医院的支柱之一,影像学设备占医院固定资产三分之一以上。医学影像技术的革命性变化必将改变医院对影像科室的管理模式,促进影像学科的发展。

1.1影像学科医技人员的专业化和临床实践的标准化将得到进一步的重视和加强,成为学科发展的立足之本。随着数字化、计算机化、网络化技术的广泛应用,在技术和设备进步的新形势下,影像学科的发展需要理、工、医的紧密结合,影像科医技人员按系统分专业将进一步强化,并且逐步向纵深专科领域扩展,影像科人员的工作模式也必须随之改变,向着人员专业化和临床实践标准化方向不断发展、完善、提高。这种专业化、标准化构成了医院医疗质量控制与管理的基础,也是影像学科发展的出发点和落脚点。

1.2随着影像学科医技人员的专业化进程,影像学科的亚专业与各临床学科之间的联系也更加紧密,临床与影像学科之间的互相渗透使彼此界限逐渐模糊,工作配合得更好,效率更高,使由于设立临床、影像科室和划分不同专业而引起彼此工作和知识脱节的问题得到解决。一方面影像学科医生的临床专业知识更加深人,另一方面临床学科医生对医学影像学知识的了解更好,或一人具有两个学科的行医资格,可以身兼两职。同时,影像学科亚专业各科在理论与实践上出现了许多交汇点,在诊断与治疗上相互借鉴、互相支持、密切配合,在一个新的、高层次上协作共进。

1.3数字化成像、存储、传输的实现,pads系统的建立,使各种影像技术手段得以优势互补、扬长避短、资源共享,使诊断综合化的目标得以实现。

pacs,医学影像存储与通讯系统(picture archiving and communication system, pals)是医学影像技术与数字化图像技术、计算机技术和网络通讯技术相结合的产物,它是通过计算机和网络通讯设备对医学影像资料进行采集、存储、处理、传输和管理的综合性系统。它使得影像设备不再是孤立的一台设备,而是pacs网上的一个节点。科室间数据流的屏障被解除,以实现资源共享和医院内数据流的无缝连接。

诊断的综合化是影像学料发展的一个方向,即在诊断台上比较多种诊断设备的图像,发挥各种设备的综合优势,进而可以用工作站将不同检查设备的图像进行“图像融合”,大幅度提高诊断准确率。随着诊断综合化的实现,在影像学科内部管理模式上,必将改变目前以诊断设备为主的“分工”分组,转向以人体器官/系统为主的专业化分组,充分发挥影像技术人员和装备的系统性、整体性优势,进一步提高技术一经济效益。

与技术进步相适应,在管理模式上影像科室的发展也经历了三个阶段:专科化发展阶段~专科协作发展阶段~系统专业化发展阶段。

当前,国内外医院pacs的规模有四种类型:

1.4成立医学影像中心是优化医院诊疗工作流程,提高效率,实现“以病人为中心”的根本保证。在传统的影像科室管理模式下,医学影像信息在医院各影像输出科室之间以及影像输出与输人科室之间传输、存储、使用过程中,存在着流程环节多、周期长、通道狭窄、手工作业化程度高,经常发生诊疗工作的延误和堵塞,影像信息的丢失和误差率也居高不下(有关资料表明:即使一个管理制度十分完善的医院,由于借出、会诊等,x光片丢失率也会在10%一20%之间)。通过对全院医学影像(输出)科室的服务与管理模式调整与改革,组建全院医学影像中心后,就可以通过pacs网络改造和优化医院诊疗工作的作业流程,简化医学影像流通环节、提高效率,为临床一线提供快捷、优良的医学影像信息服务,可以有效地缩短平均住院日、手术待诊时间、提高住院病人的三日确诊率,降低病人的诊疗费用,“把时间还给医生、护士,把医生、护士还给病人”成为现实,力争实现以病人为中心、努力争取最佳诊疗效果、提高医疗质量和服务质量的目标。以先进的技术包装陈旧的医院影像科室管理模式是行不通的。

1.5组建医学影像中心可以大幅度提升医院的学术水平和整体实力,通过组建全院医学影像中心,实现“强强联合”,使医院影像学科体系更加完备、科学、合理,影像学科体系和影像技术装备体系良性互动、相得益彰,人才培养、科研实力和学术水平有大幅度的提升。医院医学影像(输出)学科实力的增强也将带动全院学科建设的发展,从整体上提高医院的医、教、研能力。

全息影像技术论文篇(11)

Abstract: by using the PANSHARP algorithm, the ASTER15 band and SPOT5 panchromatic band fusion, in improving the image resolution at the same time, the greatest degree of retaining the original image information. Provides remote sensing image of high quality for land resource survey.

Keywords: image fusion; ASTER; SPOT5

中图分类号: TN822 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

1 引言

近年来,遥感技术获得了迅猛发展,各种面向复杂应用背景的多平台、多时相、多光谱和高分辨率卫星遥感系统也随之大量涌现,它被广泛地应用于地表植被的分类和环境观测等领域。利用图像处理技术,进行不同光谱与空间分辨率遥感图像的融合,可节省大量的研究经费。因此,基于多传感器的信息融合理论,多源遥感影像信息融合研究,于20世纪80年代应运而生,并成为目前遥感图像处理的重要研究手段[8]。多源图像融合属于多传感器信息融合的范畴,是指将不同传感器获得的同一景物的图像或同一传感器在不同时刻获得的同一景物的图像,经过相应处理后,再运用某种融合技术得到一幅合成图像的过程。多幅图像融合可克服单一传感器图像在几何、光谱和空间分辨率等方面存在的局限性和差异性,提高图像的质量,从而有利于对物理现象和事件进行定位、识别和解释[1]。

以往对于多源图像融合的研究多集中在同一卫星不同传感器的图像融合上,如SPOT5全色光和多光谱图像融合。但这类传感器获取的图像光谱覆盖范围较小,多在可见光范围;光谱分辨率较低,多光谱图像通常由3个或率多于3个波段构成。而具有较广光谱覆盖范围、较高光谱分辨率的图像通常空间分辨率较低。为获取高空间分辨率、高光谱分辨率的遥感图像,本次研究将由两种卫星获取的图像进行融合,并对融合方法的选取、融合过程的关键技术等问题进行了讨论。

2 多源图像融合关键技术

与同一传感器获得的图像相比,不同传感器获得的图像所提供的信息具有冗余性、互补性和合作性。因此,将多源遥感图像各自的优势结合应用,获得对环境正确的解译是极为重要的。多源遥感图像融合则是富集这些多种传感器遥感信息的最有效途径之一,是现代多源数据处理和分析中非常重要的一步[2]。

其关键技术[3-6]主要包括:数据配准、融合模型的建立与优化,以及融合方法的选择。

2.1 数据配准

各类不同来源的遥感图像数据,因轨道、平台、观测角度、成像机理等的不同,其几何特征相差很大。在图像数据融合前,必须首先进行数据配准,即解决各类遥感图像的几何畸变,实现以几何纠正为基础的空间配准,以达到同一区域不同图像数据地理坐标的统一。它涉及到几何纠正模型、重采样方法、投影变换、变形误差分析等问题。

2.2 融合模型的建立与优化

充分认识研究对象的地学规律和信息特征;充分了解每种融合数据的特性(空间、光谱、时间、辐射分辨率等)及适用性、局限性,通过多源数据的相互补充,以提供更多更好的数据源;充分考虑到不同遥感数据的相关性以及数据融合中所引起的噪声误差的增加,确定融合模型提取有用信息、消除无用信息,实现融合后数据的互补与信息富集。

2.3 融合方法的选择

根据融合的目的、数据源类型、特点,选择合适的融合方法。融合方法大体上可以分为3类:彩色技术,包括彩色合成、IHS变换、YIQ变换;数学运算,包括加与乘、差值与比值、混合运算;图像变换,包括主成分分析、相关分析、回归分析、滤波分析、小波分析以及其它的一些方法[3]。

3 融合方法

在本次研究中,遥感图像将应用于国土资源调查领域,需要将ASTER数据与SPOT5数据进行融合处理。SPOT5传感器由法国国家空间研究所(CNES)构思和设计的,于2002年5月4日成功发射,全色的影像分辨率为2.5 m,数据格式为8-bit无符号整数。ASTER(高级星载热发射和反射辐射仪)是涵盖可见光到热红外15个波段,集空间、光谱和辐射高分辨率多光谱传感器,包括3个15 m空间分辨率的可见光和近红外波,6个30m 空间分辨率的短波红外波段以及5个90m 空间分辨率的热红外波,数据格式为16-bit无符号整数。

鉴于以上数据差异较大,本次研究选择PANSHARP方法对其进行融合处理。

PANSHARP使用自动影像融合算法,用来融合高分辨率全色和多光谱影像,从而得到高分辨率彩色影像,通常称作全色锐化(pan-sharping)。它是一种基于成熟的最小二乘法,在原始多光谱、全色和融合后影像间寻求最佳近似灰度值关系,以达到最佳的色彩表现能力的算法。 其优势在于其算法简单和功能多样上。它可以使用任何数据类型,包括8-bit无符号整数、16-bit有符号/无符号整数、32-bit浮点数,而且高效计算。同时,它也可对同一传感器同时相影像或不同传感器影像进行融合[7]。

4 实验

4.1 实验数据

本次研究选择SPOT5全色光波段与ASTER数据进行融合处理。高分辨率数据采用SPOT5全色光波段,分辨率为2.5 m,使用图像轨道号为280/260,图1a;多光谱数据采用ASTER数据,对所有15个波段进行融合,轨道号为204/76,图1b。

图1aSPOT5全色图像图1bASTER假彩色图像

4.2 几何校正进行

图像几何校正分为两步进行。ASTER数据的可见光波段与短波红外、热红外波段不是同时获取,在时相与空间位置上存在一定差异。其数据在使用前需要将不同波段校正至相同位置,此为校正第一步,本次研究以分辨率最高的可见光波段作为理论值,对其他波段进行校正。第二步,以SPOT5数据作为理论值,对ASTER数据进行校正,校正误差在5个像元内。

4.3 融合处理

利用PCI软件,独立融合模块PANSHARP对ASTER数据15个波段进行融合处理,处理结果如图2。

图2 ASTER融合假彩色图像

4.4 效果评价

通过融合处理,提高了图像的分辨率,城镇街道、乡村小路清晰可见,图3a;并从原始图像中提取了大量的信息,通过目视可以清楚的分辨图像中的河流、沙漠中的河道,界线清晰,图3b。本次融合达到研究的预期目标。

图3a融合后的小镇图3b融合后的河流

5结论

本次研究将ASTER和SPOT5数据进行融合处理,在提供图像分辨率上取得很好的效果,并很好的保留了原始图像信息。但在评价方法上过于单一和主观,在今后的研究中,应多使用更加客观地评价方法,从而更精准、全面的对融合图像进行评价,为改进融合算法、提供融合效果提供依据。

参考文献

[1] 郁文贤,雍少为,郭桂蓉.多传感器信息融合技术述评[J].国防科技大学学报,1994,16(3):1—11.

[2] 孙洪泉,窦闻,易文斌 遥感图像融合的研究现状、困境及发展趋势探讨[J].遥感信息,2011,1:104-108

[3] 赵英时.遥感应用分析原理与方法(M].北京:科学出版社,2003

[4]美]John R.Jensen著,陈晓玲,龚威,李平湘等译.遥感数字影像处理导论[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[5]费鲜芸.高分辨率遥感影像在城市绿地信息提取中的应用研究[D].山东,泰安:山东农业大学,2006.