A SAR AUTOFOCUS ALGORITHM BASED ON PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

A SAR AUTOFOCUS ALGORITHM BASED ON PARTICLE SWARM OPTIMIZATION
A SAR AUTOFOCUS ALGORITHM BASED ON PARTICLE SWARM OPTIMIZATION

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,159–176,2008

A SAR AUTOFOCUS ALGORITHM BASED ON PARTICLE SW ARM OPTIMIZATION

T.S.Lim,V.C.Koo,H.T.Ewe,and H.T.Chuah

Faculty of Engineering&Technology

Multimedia University

Jalan Ayer Keroh Lama,Bukit Beruang,75450Melaka,Malaysia Abstract—In synthetic aperture radar(SAR)processing,autofocus techniques are commonly used to improve SAR image quality by removing its residual phase errors after conventional motion compensation.This paper highlights a SAR autofocus algorithm based on particle swarm optimization(PSO).PSO is a population-based stochastic optimization technique based on the movement of swarms and inspired by social behavior of bird?ocking or?sh schooling.PSO has been successfully applied in many di?erent application areas due to its robustness and simplicity[1–3].This paper presents a novel approach to solve the low-frequency high-order polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors.The power-to-spreading noise ratio (PSR)and image entropy(IE)are used as the focal quality indicator to search for optimum solution.The algorithm is tested on both simulated two-dimensional point target and real SAR raw data from RADARSAT-1.The results show signi?cant improvement in SAR image focus quality after the distorted SAR signal was compensated by the proposed algorithm.

1.INTRODUCTION

Synthetic Aperture Radar(SAR)system achieves?ne azimuth resolution by taking the advantage of the forward motion of the radar platform to synthesize a very large antenna aperture and special processing of the backscattered echoes.A major challenge in SAR system development involves compensation for undesirable variations in the azimuth SAR phase history.Primary causes of these phase variations include oscillator and other subsystem phase instabilities, uncompensated sensor motion,and atmospheric propagation.

160Lim et al.

The uncompensated along-trackmotions errors can cause a severe loss of geometry accuracy and degrade SAR image quality.In a typical airborne SAR system,an inertia navigation unit(INU)and a global positioning system(GPS)are employed to provide real-time data for motion error compensation.After conventional motion compensation,autofocus techniques are widely used to improve image focus.Autofocus refers to the computer-automated estimation and compensation of residual phase errors in SAR imagery.

Basically phase errors may be categorized as low-frequency phase errors and high-frequency phase errors.The detail classi?cation of phase errors can be found in[4].Depending on its nature and magnitude,phase errors can signi?cantly degrade the image quality in terms of geometry linearity,resolution,image contrast,and signal-tonoise ratio(SNR).Basically the low-frequency phase errors a?ect the mainlobe of the system impulse response while high-frequency phase errors a?ect the sidelobe region.

Many autofocus algorithms have been proposed and developed since the early SAR development.A common approach in existing autofocus algorithms is to model the phase error as one-dimensional multiplicative noise in the azimuth domain.In general,autofocus techniques can be divided into two groups,namely model-based and non-parametric.Model-based autofocus techniques estimate the coe?cients of an expansion that models the phase error.Elementary model-based autofocus may determine only the quadrature phase error(QPE),while more elaborate methods estimate higher order polynomial-like phase errors as well.The mapdirft(MD)and multiple aperture mapdrift(MAM)are examples of model-based autofocus algorithms for low-frequency phase errors compensation[5].The MD and MAM’s performance is only guaranteed if the phase error estimated is correctly modeled.However,these types of techniques are often unable to extract high-frequency phase errors due to the complexity of the problem.

Another group of autofocus techniques,commonly known as non-parametric autofocus,does not require explicit knowledge of the phase errors when estimate the phase errors.The Eigenvector method (EV)[6]and Phase Gradient Autofocus(PGA)[7]are among non-parametric autofocus algorithms capable of estimating a variety of phase errors.However,these algorithms are generally time-consuming as their implementation involve long Fourier Transform operations and require large memory storage to store the entire synthetic aperture length.In addition,the performance of PGA will be degraded if the window size is not properly selected for high-frequency sinusoidal phase errors estimation.It should be noted that most of the existing

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008161 nonparametric algorithms apply mainly to spotlight SAR imagery.The autofocus algorithm for spotlight mode imagery cannot be directly applied to imagery formed by the conventional stripmap mode.The main di?erence is that in the spotlight mode,the individual target apertures coincide,but in the stripmap case the apertures are o?set from each other.

This paper proposes a non-parametric autofocus algorithm for motion compensation in SAR imaging based on particle swarm optimization.It is an algorithm that capable to minimize both the low-frequency polynomial-like phase errors and high-frequency sinusoidal phase errors in a distorted SAR signal.Furthermore,it is applicable to spotlight and stripmap SAR imagery.

2.SYSTEM MODEL

Consider a SAR system that travels along cross-range(y)direction. The x direction(slant-range)is the direction perpendicular to the?ight path of the radar platform and k x as it corresponding spatial frequency, the SAR raw signal s(x,y)can be de?ned as[8]:

s(x,y)=

r(x i,y i)g(x?x i,y?y i,x i)dx i dy i(1)

where r(·)is the surface re?ectivity pattern,and g(·)is the impulse response of the system(the return due to a unity point scatterer).

The uncompensated or distorted SAR raw signal(S me)in two-dimensional(k x,y)domain is de?ned as

s me(k x,y)=

r(x i,y i)e?jk x x i g(k x,y?y i,x i)e jθe dx i dy i(2)

whereθe(·)is a two-dimensional multiplicative phase error in(k r,y) domain.The SAR autofocus algorithm is to determine or estimate the phase errorθe(·)based on the uncompensated SAR raw signal.The phase errors of the distorted SAR raw signal can then be minimized from the estimated phase error of the autofocus algorithm.Figure1 shows the basic blockdiagram of a typical SAR autofocus algorithm.

SAR autofocus is inherently a two-dimensional estimation problem.Two assumptions commonly made by most of the existing autofocus algorithms are that the phase error is space-invariant and range independent to simplify the problem.The proposed algorithm also applies the two assumptions in simulation and real SAR raw data processing.Space-invariant compensation is adequate in many operations of SAR systems where motion measurement errors are the

162Lim et al.

Uncompensated SAR raw signal

s (kx, y )me SAR data s (kx, y )

m SAR Autofocus

>Figure 1.Blockdiagram of a typical SAR autofocus.

major cause of phase errors.This assumption makes the phase error separable from the integral of Eq.(2).The second assumption relies on the fact that the e?ects of azimuth (cross-range)phase errors are generally more dominant than the range phase errors.With these assumptions,the perturbed SAR raw signal in range-compressed domain is given by

s e (y b )=|s a (y b )|e j (φa (y b )+θe (y b ))a =1,2,...,A ;b =1,2,...,B (3)where subscript a refers to the a th range bin,y b is the b th azimuth position along the synthetic aperture for A range bins and B azimuth positions of a discrete sample of SAR image.The magnitude and phase of the range-compressed data for range bin a are de?ned by |s a (y b )|and φa (y b ),respectively.The uncompensated phase errors,θe is assumed common to all range bins and independent of a .Therefore,the vector of phase errors,?e is given by:?e =[0,θe (y 2),...,θe (y b )](4)

Low-frequency phase error is one having a period larger than the coherent processing interval [9].Motion measurement errors are the primary source of lowfrequency phase errors.A practical model to describe these errors in azimuth domain of the K -th order polynomial is given as:

θeLF (y )=K

k =1a k y k ?L syn 2≤y ≤L syn 2(5)

where a k is the unknown coe?cient of K -th order polynomial error and L syn is the synthetic aperture length.Basically,linear phase error will only make a displacement in the output image.Since constant phase

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008163 errors do not a?ect SAR image focus,the error model in Eq.(5)does not include zero-order term.

In addition,high-frequency sinusoidal phase errors have more rapid variations over the coherent aperture[9].The major source of high-frequency phase errors is uncompensated vibration of the antenna phase center.A practical model to describe the high-frequency sinusoidal phase errors,θeHF(y)in azimuth domain is given in[4]and can be rewritten as follows:

θeHF(y)=

N h

k=1

R k cos(ωk y)(6)

ωk=2πf s

N

k(7)

where f s is de?ned as sampling frequency of the signal,N is the number of discrete sample points,R k is random noise amplitude at harmonic frequencyωk and N h is the total number of e?ective harmonics inθeHF.

In order to minimize the phase errors,the taskof the proposed algorithm is to?nd the best estimate ofθeLF andθeHF from the distorted or uncompensated SAR raw data,s e.In this paper,the e?ects of the low-frequency phase errors and high-frequency sinusoidal phase errors will be analysed and the proposed algorithm will be utilized to recover the phase errors.

The proposed algorithm not only tested in two-dimensional simulated data but also veri?ed in actual SAR raw data extracted from RADARSAT-1.The phase errors estimation is formulated as a nonlinear optimization problem for both the low-frequency high-order polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors.These problems are di?cult to solve using traditional search techniques because of its multimodal,non-convex nature,resulting in multiple local minima.

3.PARTICLE SW ARM OPTIMIZATION BASED AUTOFOCUS(PSOA)

Particle swarm optimization(PSO)is an evolutionary algorithm based on the intelligence and co-operation of group of birds or?sh schooling.It is a populationbased,stochastic optimization technique ?rst introduced by Kennedy and Eberhart in1995[10].Compared to conventional optimization techniques like genetic algorithms(GA), PSO take the advantage of its algorithmic simplicity and robustness. The major di?erence between PSO and other evolutionary algorithms such as GA[11]is that PSO does not implement survival of the?tness,

164Lim et al. since all particles in PSO are kept as members of the population through the course of the searching process.Each particle in the swarm is in?uenced by its own successful experiences as well as the successes experiences of other particles.In a PSO algorithm,the particles are ?ying through multidimensional search space and have two essential reasoning capabilities:their memory of their own best position and knowledge of the swarm’s best position.A?tness function needs to be de?ned in PSO algorithm to quantify the performance of each particle. All the encountered positions of the particles are evaluated by the ?tness function to represent how well the particle satis?es the design parameters.Finally,most the particles converge to global optimum, which is expected to be the best desire result.

The PSR is used as the focal quality indicator to search for global optimum solution in the SAR phase errors problem.The relationship between peakpower,spreading noise and N h for SAR system can be found in[4].The objective and constraint functions of the PSO based SAR autofocus algorithm for low-frequency K-th order polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors may be summarized in Table1. The goal is to determine optimum solution that yields maximum PSR. Table1.The objective and constraint functions of the PSO based SAR autofocus.

Given sγ(y)

Type of multiplicative phase noise or errors

Low-frequency K-th order polynomial High-frequency sinusoidal

Objective function P SR=max

(|S e(y b)|2)

var(|S e(y b)|2)

where

S(ω)=F

sγ(t)e?jγ(t)

P SR=max

(|S e(y b)|2)

var(|S e(y b)|2)

where

S(ω)=F

sγ(t)e?jγ(t)

Constraint functionγ(y)?

K

k=1

a k y k=0γ(y)?

N h

k=1

R k cos(ωk y)=0

for k=1to K for k=1to N h Bounded by?5≤a k≤50≤R k≤1

The?tness function is a combination of the objective and constraint functions as given in the following equation:

For low frequency K-th order polynomial phase errors:

θLF=P SR?E

γ(y)?

K

k=1

a k y k

(8)

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008165 For high-frequency sinusoidal phase errors:

θHF=P SR?E

γ(y)?

N h

k=1

R k cos(ωk y)

(9)

where E[x]=|x|denotes the constraint violation errors.

The PSO algorithm in conjunction with a local improvement procedure for estimating low-frequency polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors can be found in[4]and may be summarized as: 1.Initialize a population of the potential solutions,called“particles”,

and each particle is assigned a randomized velocity and position.

2.Evaluate the?tness value for each solution vector using Eqs.(8)

and(9)to?nd the best solution which minimizeθe.

3.Update the velocity and position of the particles according to the

following equations:

V t+1

id

=ω×V t id+c1×rand1×(p id?x t id)+c2×rand2×(p gd?x t id)(10)

x t+1 id =x t id+V t+1

id

(11)

where c1and c2are two positive acceleration constants representing a“cognitive”and a“social”component,respectively;

ωis an inertia weight and rand1and rand2are two independent uniform random numbers.The velocity of each particle is updated according to its previous velocity(V id),the personal best location of the particle(p id)and the global best location(p gd).

4.Repeat steps2–3until the best solution is achieved,or a speci?ed

maximum number of iterations is reached.

In actual implementation,the program was developed using MATLAB 6.5application software running on an Intel Centrino Duo at1.6GHz laptop with1GB memory.

4.RESULTS AND DISCUSSIONS

In order to evaluate the performance of the proposed autofocus algorithm,the following two standard tests are applied:

i)Two-dimensional(2-D)simulated SAR image test for point target. ii)Two-dimensional(2-D)actual SAR image test(raw data extracted from RADARSAT-1).

The one-dimensional point target response test is not included in the performance analysis because it has been covered in[4].For each

166Lim et al. test,two most common phase errors,namely low-frequency high-order polynomial phase errors(LF-HPE),and high-frequency sinusoidal phase errors(HF-SPE)are introduced into the system.The low-frequency quadrature phase error is not included in the tests due to this type of error can be easily removed by conventional model-based autofocus techniques such as Mapdrift algorithm[5].Table2shows the summary of the two standard tests setup of the proposed algorithm corrupted by LF-HPE and HF-SPE.

Table 2.Two standard tests setup of the PSO based autofocus algorithm.

4.1.Two-dimensional Simulated SAR Image Test

The?rst test of the proposed algorithm performance examines the2-D simulated SAR image of a point target.The two primary focal quality metrics used in evaluating the quality of two-dimensional SAR image are SNR and IE.The SNR is a measure of the average signal power (within?3dB mainlobe)to noise power(in all sidelobes)ratio.On the other hand,image entropy is a conventional focal quality indicator used to measure how well an image is focused.The IE increases as the image becomes more blurred and decreases as the image becomes more focused.In other words,when the value of entropy is minimum, it indicates that an image is best focused.Given that the SAR data is

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008167in discrete form,an approximation of the IE [12,13]is given as:

IE =?M ?1 m =0N ?1

n =0s m,n ln s m,n (12)

where s m,n is the normalized target re?ectivity of an image.

Figure 2illustrates a simulated SAR image of an ideal 2-D SAR signal for a point target processed by Range-Doppler Algorithm (RDA).Figure 3and Figure 4show a simulated 2-D SAR image for point target corrupted by low-frequency high-order polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors respectively.The number of both range and azimuth samples in the simulation test is 1024.As depicted in Figure 3,the LF high-order polynomial phase errors defocus the mainlobe and cause minor distortion in the sidelobes regions of the point target.It can also be observed that the HF sinusoidal phase errors cause pair echoes to appear as spurious targets as shown in Figure

4.

Figure 2.Ideal 2-D SAR image.

Figures 5and 6show the compensated 2-D SAR image by using PSO based autofocus algorithm for point target corrupted by LF-HPE and HF-SPE respectively.The visual inspection of Figure 5as compared to Figure 3shows some improvement of the image quality.It can be observed from Figure 5that the defocus of mainlobe and sidelobe of the point target has been minimized after compensated by PSO based autofocus algorithm.In addition,when compared Figure 6to Figure 4by visual inspection,signi?cant image quality improvement

168Lim et al.

can be observed where spurious targets caused by HF-SPE have almost totally been eliminated.

Figure3.2-D SAR image corrupted by LF-HPE.

Figure4.2-D SAR image corrupted by HF-SPE.

Furthermore,the results of the SNR and IE as shown in Table3 clearly indicate that the simulated2-D SAR image for point target shows great improvement in image focus quality after compensated

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008169by PSO based autofocus algorithm.From Table 3,it is found that higher SNR and lower IE value are obtained for the simulated 2-D SAR image as a result of the minimization of the phase errors by PSO based autofocus algorithm.(It should be noted that the smaller value of IE indicates better focus of the image).

Figure 5.2-D SAR image corrupted by LF-HPE (compensated by PSO autofocus).

Table 3.SNR and IE of the simulated 2-D SAR image.Standard Test 1

5-th order LF-HPE HF-SPE (N h =5)SNR (dB)IE SNR (dB)IE 1

2-D Simulated SAR Image (Ideal)9.25967.727929.25967.7279222-D Real SAR Image (Corrupted by

phase errors)

8.83158.734718.84919.5216032-D Real SAR Image

(Compensated by

PSO based autofocus

algorithm)9.05917.832899.20227.93074

170Lim et al.

Figure6.2-D SAR image corrupted by HF-SPE(compensated by PSO autofocus).

Figure7.Selected portion of the fully processed image of RADARSAT-1SAR data.

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008171

(a)

(b)

Figure8.SAR image from RADARSAT-1raw data.(a)Zoom-in version for comparison with Figures9&11,(b)Original version for comparison with Figures10&12.

172Lim et al.

4.2.Two-dimensional Actual SAR Image Test

In order to further verify the e?ectiveness of the proposed algorithm,a particular set of real SAR raw data[14]extracted from an existing space-borne SAR sensor(RADARSAT-1)is employed.The image entropy is used again as a measure of the image quality.However,the SNR is not used in this test as the signal and noise is no longer clear in the case of natural terrains of actual SAR image.RADARSAT-1is Canada’s?rst commercial Earth observation satellite and was launched in1995.It uses a SAR sensor to image the Earth at a single frequency of5.3GHz(C band)and its data are stored in Committee of Earth Observations Satellites(CEOS)format.For this test,only a selected portion(a port and bridge)of the fully processed image(Vancouver, Canada)of RADARSAT-1SAR raw data is employed as shown in Figure7.

As shown in Table2,the raw data of selected portion are corrupted by LFHPE and HF-SPE and the proposed algorithm is applied subsequently to minimize the phase errors.Figure8shows a processed SAR image of the selected portion of the RADARSAT-1 SAR raw data processed by RDA.In addition,Figure9and Figure10 show the same SAR images but corrupted by the LF-HPE and HF-SPE respectively.As illustrated in Figure9,the LF-HPE defocuses the image but the basic shape of the image(a port and bridge)still can be maintained.This is due to the fact the LF-HPE mainly defocus the mainlobe without a?ects much on the sidelobe regions. The degree of distortion depends on the number of order and value of the coe?cients of LF-HPE.Figure10shows that the HF-SPE create a lot spurious targets(ghost image)as the e?ects of the pair echoes. On the other hand,Figures11and12show the compensated SAR images from RADARSAT-1raw data by using PSO based autofocus algorithm which was corrupted by LF-HPE and HF-SPE respectively. The visual inspection of Figure11as compared to Figure9shows a little improvement in the image focus quality since the LF-HPE(up to ?fth-order for this case)did not introduce high degree of distortion of SAR image as compared to HF-SPE.However,when compared the Figure12to Figure10by visual inspection,signi?cant image focus quality improvement can be observed where most of the spurious targets(ghost image)caused by HF-SPE have been removed.

Table4shows the results of the IE for the uncompensated and compensated SAR images from RADARSAT-1raw data.From Table4,it can be seen that smaller IE value is obtained for the SAR images after compensated by PSO based autofocus algorithm.The results of IE further con?rmed that the proposed algorithm has robust performance in estimating the LF-HPE and HF-SPE.

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008173

Figure9.SAR image from RADARSAT-1raw data corrupted by LF-HPE.

Figure10.SAR image from RADARSAT-1raw data corrupted by HF-SPE.

174Lim et al.

Figure11.SAR image from RADARSAT-1raw data corrupted by LF-HPE(compensated by PSO autofocus).

Figure12.SAR image from RADARSAT-1raw data corrupted by HF-SPE(compensated by PSO autofocus).

Progress In Electromagnetics Research B,Vol.1,2008175 Table4.IE of the RADARSAT-1SAR image.

Standard Test25-th order LF-HPE HF-SPE(N h=3)

IE IE

12-D Simulated SAR

Image(Ideal)

16.583716.5837

2

2-D Real SAR

Image(Corrupted

by phase errors)

17.909018.5361

3

2-D Real SAR

Image(Compensated

by PSO based

autofocus algorithm)

16.716617.1098

Based on results of the standard test1and2,it is clearly shown

that the proposed PSO based autofocus algorithm is a non-parametric and capable of estimating all types of phase errors in two-dimensional space.The strength of the PSO derives from the interactions among particles as they search the problem space collaboratively[15].The main reason for the success of PSO algorithm lies in its particles ability to communicate information they?nd about each other by updating their velocities in terms of local and global bests.

5.CONCLUSION

A SAR non-parametric autofocus algorithm based on particle swarm optimization has been presented.The proposed algorithm is capable of estimating both low-frequency and high-frequency of phase errors in two-dimensional space.It is also applicable to stripmap SAR imagery. The simulated and real SAR raw data testing results clearly show that the proposed algorithm is e?ective to minimize both the low-frequency high-order polynomial and high-frequency sinusoidal phase errors. REFERENCES

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176Lim et al.

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初中几何做辅助线知识点

初中几何做辅助线知识点 中点问题: 说明:当考试题目中出现了“中点”两个字的时候,同学们可以构造:中位线、倍长中线、斜边中线、三线合一这四种辅助线。当然如果题目非常难,很有可能同时构造这四种辅助线当中的两种甚至三种。 梯形构造辅助线的8种方法: 说明: 平移一腰:当梯形的两个底角互余时,可以选择平移一腰,把一个梯形分割成一个平行四边形和一个直角三角形。 做双高:当梯形的底角出现特殊角时,可以构造高。

构造底边中点:目的构造三个全等等边三角形。 平移对角线:当已知出现“上底加下底”,并且题目中出现对角线时,可选择平移对角线。 取一腰中点:当已知出现“上底加下底”,并且题目中无对角线时,可取一腰中点。 过上底中点平移两腰:目的构造直角三角形。 过腰中点:可构造平行四边形 延长两腰:构造三角形(可能出现三线合一) 三大变换: 说明:三大变换是初中几何的精华所在,在初三的上学期期末,一模考试以及中考中都占有很重要的位置,初二的期末考试开始逐渐向初三过度,同学们在平常的联系中也会感觉到运用三大变换进行解题的方便,故而在此次期末考试复习中,一定要尽快熟悉起三大变换。 1、平移:平移模型有三种。 a)“相等线段相交模型”我们需要通过平移将两条线段构造成共顶点的图形,进而构造出三角形去凸显条件。 b)“相等线段不相交模型”此类模型的辅助线构造方法与第一种类似,都是通过平移线段使得两条线段共顶点,进而解决问题。实际上平移线段就是构造平行四边形,而我们

初二的学习重点就是平行四边形,所以在复习过程中有关平移的题目一定不能马马虎虎。 c)当题当中出现了两条相等的线段并且相等线段共线或平行时,可选择平移。 2、旋转:一般来说旋转的模型都有着“共顶点的等长线短”这个特点,当然有些很难的题目没有这种特点那么我们则需要去将此特点构造出来,例如费马点的证明。当同学们做了很多有关旋转的题目之后可以总结出来哪些题目比较“像”能有旋转做出来的题,要多总结一些模型,例如半角模型,构造等边三角形的模型等等。下面说一些关键点给同学们参考。 a)确定有没有“共顶点等长线短”,没有则需要构造。 b)确定要旋转谁。一般来说旋转对象为等长线短其中一条所在的三角形。 c)确定转多少度。这个度数基本上由等长线短的夹角决定。 d)确定旋转之后的等量关系以及是否需要添加其他辅助线以构成特殊图形。 3、轴对称:轴对称是我们初二上学期的学习内容,期末也会考察希望同学们不要遗忘掉这部分知识。下面给出几种常见考虑要用或作轴对称的基本图形。 a)线段或角度存在2倍关系的,可考虑对称。 b)有互余、互补关系的图形,可考虑对称。 c)角度和或差存在特殊角度的,可考虑对称。

高分辨率影像的空间定位误差分析

高分辨率影像的空间定位误差分析 高分辨率遥感影像的空间几何精纠正是影像处理的一个重要步骤,其空间定位的误差与不确定性已成为遥感与GIS研究的一个热点。高分辨率影像的空间定位误差是在几何校正、地面控制点判读和选取、1:1万地形图上地面控制点的坐标读取等过程中引入的误差而产生的,并导致误差与不确定性从地形图上传播到影像上。为了验证高分辨率影像定位的误差,本文通过使用手持GPS进行野外测点,用实测坐标与SPOT5(2.5m)遥感影像的同名点的空间坐标进行对比,确定两者的一致性,验证SPOT5(2.5m)遥感影像的空间定位。同时通过两台GPS平行观测,对比同步观测机的数据,分析手持GPS的误差来源以及稳定性对定位精度的影响,并探讨手持GPS测点作为高分辨率影像空间定位的可能性。 标签:高分辨率影像地面标志定位精度误差分析 0 引言 本文的遥感影像是采用法国SPOT5生成的2.5m分辨率的图像产品。但遥感影像的获取会由于平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲而产生几何畸变,如像元大小与地面大小对应不准确,将给位置配准造成困难。同时,进行几何校正和数据空间配准时,由于地形图的现势性弱,许多明显地物在地图上都没有显示,很难从地形图上选择符合精度的地面控制点,而且在几何校正的过程中,地面控制点的判读和选取,从1:1万地形图上选取地面控制点坐标的过程,以及使用PCI配准影像产生的误差都会将误差累积传播到最终结果,影响空间定位的精确度。因此,本文希望通过GPS野外测量与遥感影像数据的误差计算来提高高分辨率影像定位精度。 1 高分辨率遥感影像的几何精纠正 几何精纠正的方法及原理 几何纠正包括粗纠正和精纠正两种,粗纠正根据有关参数进行纠正;经常用的是精纠正。几何精纠正是将一幅含有几何畸变和比例尺差异的原始遥感影像,通过一种数学变换,生成一幅符合数字化地图实际的新的遥感影像。几何精纠正的具体方法为: 先在每幅原始遥感影像上选取若干个控制点,再求出这些控制点在数字化地图上对应点的真实坐标,然后把这些已知坐标的控制点代入计算机的校正软件进行运算。校正运算实际上包含着两个基本的运算过程: 一是将每个原始像素点的行列值换算成它在新生成的遥感影像中的坐标值,二是重新计算出每个原始像素点在新生成的遥感影像中的像元亮度值。当所有的控制点被选好后,其校正运算的过程由计算机校正软件自动完成。而控制点的选取则需要人工干预,其选择的准确性与合理性将直接影响到校正的处理效果。 2 东圳水库SPOT5(2.5m)遥感影像图几何纠正过程

高分辨率遥感卫星介绍

北京揽宇方圆信息技术有限公司 高分辨率遥感卫星有哪些 高分辨率遥感可以以米级甚至亚米级空间分辨率精细观测地球,所获取的高空间分辨率遥感影像可以清楚地表达地物目标的空间结构与表层纹理特征,分辨出地物内部更为精细的组成,地物边缘信息也更加清晰,为有效的地学解译分析提供了条件和基础。随着高分辨率遥感影像资源日益丰富,高分辨率遥感在测绘制图、城市规划、交通、水利、农业、林业、环境资源监测等领域得到了飞速发展。 北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构,而且是整合全球的遥感卫星数据资源,分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像,包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务,各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据,是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构,提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务,最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。 一、卫星类型 (1)光学卫星:worldview1、worldview2、worldview3、worldview4、quickbird、geoeye、ikonos、pleiades、deimos、spot1、kompsat系例、spot2、spot3、spot4、spot5、spot6、spot7、landsat5(tm)、Sentinel-卫星、landsat(etm)、rapideye、alos、kompsat系例卫星、planet卫星、北京二号、高景一号、资源三号、高分一号、高分二号、环境卫星。 (2)雷达卫星:terrasar-x、radarsat-2、alos雷达卫星、高分三号卫星、哨兵卫星 (3)侦查卫星:美国锁眼卫星全系例(1960-1980) 二、卫星分辨率 (1)0.3米:worldview3、worldview4 (2)0.4米:worldview3、worldview2、geoeye、kompsat-3A (3)0.5米:worldview3、worldview2、geoeye、worldview1、pleiades

与中点有关的辅助线与模型

题型切片(三个)对应题目 题型目标三角形中位线例1,例2,例7,练习1,练习2,练习3;中点四边形例3,练习4; 直角三角形斜边中线例4,例5,例6,练习5. 题型切片 知识互联网 与中点有关的几何辅助线与模型

E D C B A F A B C E G E D C B A F E D C B A 三角形中位线 定义:连接三角形两边中点的线段; 定理:三角形中位线平行于三角形的第三边且等于第三边的一半. 如图:若DE 为ABC △的中位线,则DE BC ∥,且1 2 DE BC = 三角形中位线中隐含的重要性质: ①一个三角形有三条中位线. ②三角形的三条中位线将原三角形分割成四个全等的三角形. ③三角形的三条中位线将原三角形划分出三个面积相等的平行四边形. ④三角形的三条中位线组成一个三角形,其周长为原三角形周长的一半,其面积为原三角形面积的四分之一. 如图:EF 、GE 、GF 是ABC △的三条中位线,则有 ①AEG EBF GFC FGE △≌△≌△≌△ ②AEFG EBFG EFCG S S S ==平行四边形平行四边形平行四边形 ③12EFG ABC C C =△△,1 4 EFG ABC S S =△△ 【引例】 如图,已知ABC △,D E 、分别是AB AC 、的中点,求证:DE BC ∥且1 2 DE BC =. 【解析】 延长DE 到点F ,使EF=DE ,连接FC ,DC ,AF . ∵AE=EC ∴四边形ADCF 是平行四边形 ∴CF//DA 且CF=DA , CF //BD 且CF=BD 例题精讲 思路导航 题型一:三角形中位线

遥感影像分类精度与空间分辨率的关系验证

实验一遥感影像分类精度与空间分辨率的关系验证 实验目的: 1、掌握相同传感器多光谱影像与全色影像融合方法; 2、掌握监督分类的基本流程; 3、验证遥感影像分类精度与空间分辨率的关系。 实验要求: 1、对多光谱影像和全色影像进行融合; 2、利用马氏距离法进行监督分类; 理论基础:高分辨率影像能反映更多细节信息,但是过高的的空间分辨率也会造成地物类别内部光谱可分性下降(同物异谱和异物同谱现象更严重),通过不同分辨率遥感分类精度的比较来验证这一理论。 原始实验数据:北京市朝阳区2002年奥运公园规划区IKONOS多光谱影像4个波段与IKONOS 全色波段(两者成像时间都是2002年8月26日,即是同一传感器同时成像,植被覆盖情况一致),全色波段影像大小4000*4000。class1.roi是1m空间分辨率的参考分类ROI模板。 实验步骤: 1、将IKONOS多光谱影像4个波段与IKONOS全色波段数据进行融合,操作如下: (1)打开图像bjikonospan.img和bjikonosmultispectral.img,在Available band list对话框中,选中bjikonospan.img,点击右键,选择Edit header,查看bjikonospan.img的头文件。记 录该文件的行列数,下图1~2。

图1 图2 查看头文件

(2)在ENVI主菜单,点击Basic Tools→Resize Data,在弹出的对话框中,选择bjikonosmultispectral.img,点击OK,在接下来弹出的Resize Data Parameters对话框中,Samples后输入4001,点击回车,Lines后输入4001,点击回车,设置存储路径,OK。将重置了大小后的图像bj_resize按432的RGB模式显示,与前两个图像对比,观察其变化。 图3

初中几何辅助线大全-最全

三角形中作辅助线的常用方法举例 一、延长已知边构造三角形: 例如:如图7-1:已知AC =BD ,AD ⊥AC 于A ,BC ⊥BD 于B , 求证:AD =BC 分析:欲证 AD =BC ,先证分别含有AD ,BC 的三角形全等,有几种方案:△ADC 与△BCD ,△AOD 与△BOC ,△ABD 与△BAC ,但根据现有条件,均无法证全等,差角的相等,因此可设法作出新的角,且让此角作为两个三角形的公共角。 证明:分别延长DA ,CB ,它们的延长交于E 点, ∵AD ⊥AC BC ⊥BD (已知) ∴∠CAE =∠DBE =90° (垂直的定义) 在△DBE 与△CAE 中 ∵?? ???=∠=∠∠=∠)()() (已知已证公共角AC BD CAE DBE E E ∴△DBE ≌△CAE (AAS ) ∴ED =EC EB =EA (全等三角形对应边相等) ∴ED -EA =EC -EB 即:AD =BC 。 (当条件不足时,可通过添加辅助线得出新的条件,为证题创造条件。) 二 、连接四边形的对角线,把四边形的问题转化成为三角形来解决。 三、有和角平分线垂直的线段时,通常把这条线段延长。 例如:如图9-1:在Rt △ABC 中,AB =AC ,∠BAC =90°,∠1=∠2,CE ⊥BD 的延长于E 。求证:BD =2CE 分析:要证BD =2CE ,想到要构造线段2CE ,同时 A E F A B C D E 1 7-图O

CE 与∠ABC 的平分线垂直,想到要将其延长。 证明:分别延长BA ,CE 交于点F 。 ∵BE ⊥CF (已知) ∴∠BEF =∠BEC =90° (垂直的定义) 在△BEF 与△BEC 中, ∵ ?? ???∠=∠=∠=∠)() () (21已证公共边已知BEC BEF BE BE ∴△BEF ≌△BEC (ASA )∴CE=FE= 2 1 CF (全等三角形对应边相等) ∵∠BAC=90° BE ⊥CF (已知) ∴∠BAC =∠CAF =90° ∠1+∠BDA =90°∠1+∠BFC =90° ∴∠BDA =∠BFC 在△ABD 与△ACF 中 ?? ? ??∠=∠∠=∠)()()(已知=已证已证AC AB BFC BDA CAF BAC ∴△ABD ≌△ACF (AAS )∴BD =CF (全等三角形对应边相等) ∴BD =2CE 四、取线段中点构造全等三有形。 例如:如图11-1:AB =DC ,∠A =∠D 求证:∠ABC =∠DCB 。 分析:由AB =DC ,∠A =∠D ,想到如取AD 的中点N ,连接NB ,NC ,再由SAS 公理有△ABN ≌△DCN ,故BN =CN ,∠ABN =∠DCN 。下面只需证∠NBC =∠NCB ,再取BC 的中点M ,连接MN ,则由SSS 公理有△NBM ≌△NCM ,所以∠NBC =∠NCB 。问题得证。 证明:取AD ,BC 的中点N 、M ,连接NB ,NM ,NC 。则AN=DN ,BM=CM ,在△ABN 和△DCN 中 ∵ ?? ???=∠=∠=)() () (已知已知辅助线的作法DC AB D A DN AN 1 11-图D C B A M N

几何辅助线之手拉手模型初

手拉手模型教学目标: 1:理解手拉手模型的概念,并掌握其特点 2:掌握手拉手模型的应用 知识梳理: 1、等边三角形 条件:△OAB,△OCD均为等边三角形 结论:;; 导角核心: 2、等腰直角三角形 条件:△OAB,△OCD均为等腰直角三角形 结论:;; 导角核心: 3、任意等腰三角形 条件:△OAB,△OCD均为等腰三角形,且∠AOB = ∠COD 结论:;;

核心图形: 核心条件:;; 典型例题: 例1:在直线ABC的同一侧作两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD,证明:(1)△ABE≌△DBC;(2)AE=DC; (3)AE与DC的夹角为60°;(4)△AGB≌△DFB; (5)△EGB≌△CFB;(6)BH平分∠AHC;GF∥AC 例2:如果两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD,证明: (1)△ABE≌△DBC;(2)AE=DC;(3)AE与DC的夹角为60°; (4)AE与DC的交点设为H,BH平分∠AHC 例3:如果两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD,证明: (1)△ABE≌△DBC;(2)AE=DC;(3)AE与DC的夹角为60°; (4)AE与DC的交点设为H,BH平分∠AHC 例4:如图,两个正方形ABCD和DEFG,连接AG与CE,二者相交于H 问:(1)△ADG≌△CDE是否成立?(2)AG是否与CE相等? (3)AG与CE之间的夹角为多少度?(4)HD是否平分∠AHE?

例5:如图两个等腰直角三角形ADC与EDG,连接AG,CE,二者相交于H.问(1)△ADG≌△CDE是否成立?(2)AG是否与CE相等? (3)AG与CE之间的夹角为多少度?(4)HD是否平分∠AHE? 例6:两个等腰三角形ABD与BCE,其中AB=BD,CB=EB,∠ABD=∠CBE,连接AE与CD. 问(1)△ABE≌△DBC是否成立? (2)AE是否与CD相等?(3)AE与CD之间的夹角为多少度? (4)HB是否平分∠AHC? 例7:如图,分别以△ABC 的边AB、AC 同时向外作等腰直角三角形,其中 AB =AE , AC =AD,∠BAE =∠CAD=90°,点G为BC中点,点F 为BE 中点,点H 为CD中点。探 索GF 与GH 的位置及数量关系并说明理由。 例8:如图1,已知∠DAC=90°,△ABC是等边三角形,点P为射线AD任意一点(P与A不重合),连结CP,将线段CP绕点C顺时针旋转60°得到线段CQ,连结QB并延长交直线AD 于点E. (1)如图1,猜想∠QEP=_______°; (2)如图2,3,若当∠DAC是锐角或钝角时,其它条件不变,猜想∠QEP的度数,选取一种情况加以证明; (3)如图3,若∠DAC=135°,∠ACP=15°,且AC=4,求BQ的长.

高低分辨率影像解译对比

不同分辨率影像解译效果分析 根据地物的成像规律,在遥感影像上识别出它的性质和数量指标的过程,称为遥感影像的解译,也称为判读。遥感影像上不同地物有其不同的影像特征,这些特征是解译时识别各种地物的依据,这种依据叫做遥感影像的解译标志,也叫做识别特征。直接解译标志如色调、颜色、阴影、形状、大小、纹理、图形。间接解译标志如相关位置、相互关系等。 随着遥感技术的发展,人们得到的遥感影像的质量越来越好,空间分辨率越来越高。目前商用卫星可提供0.6米左右空间分辨率的卫星图像(如Quick bird,Worldview等),在这种具有高空间分辨率特性的图像上,大型建筑物、道路、飞机场和其它人造地物形状特征和纹理特征清晰可辨,这为从遥感影像中提取空间结构信息提供了物质基础。影像分辨率不同,在辨别地物上有很大的影响。主要地物有如下特征:

(一)低分辨率影像 低分辨率遥感适合进行一些宏观的地物监测,因为分辨率低,每个像元代表的面积很大,所以能覆盖地面较大的范围。另外,低分辨率遥感通常光谱分辨率会比较好,包含除可见光以外的近红外等波段,可以用来监测大面积的植被,区分植被和非植被。 低分辨率影像对于一些较小的图斑,很容易被遗漏,对于这些零星小地块的补测只有通过外业调查的方式对研究区展开全面覆盖调查,这不仅大大增加了外业调绘工作量,而且一定程度上否定了3S方法能够快速获取土地利用信息的这一特点。 低分辨率的一大优点是经济实惠,购置成本低。 (二)高分辨率影像 高分辨率卫星影像具有以下特点:具有丰富的空间信息、地物几何结构和纹理信息明显。例如本项目使用的Quickbird影像上人工地物、水体和植被之间的光谱差异明显,建筑物和道路形状结构特征突出,耕地和林地纹理信息丰富。 高分辨率卫星遥感影像,可以在较小的空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺遥感制图以及监测人为活动对环境的影响。影像纹理清晰,能够很清楚的分辨出道路、沟渠等水利设施。具有广阔的应用前景。 高分辨率遥感比较适合研究小尺度的地物。由于分辨率高,能看清地面的道路和建筑,适合进行城市的测绘。

遥感影像的分类处理

摘要 在面向对象的影像分类方法中,首先需要将遥感影像分割成有意义的影像对象集合,进而在影像对象的基础上进行特征提取和分类。本文针对面向对象影像分类思想的关键环节展开讨论和研究,(1) 采用基于改进分水岭变换的多尺度分割算法对高分辨率遥感影像进行分割。构建了基于高斯尺度金字塔的多尺度视觉单词,并且通过实验证明其表达能力优于经典的词包表示。最后,在词包表示的基础上,利用概率潜在语义分析方法对同义词和多义词较强的鉴别能力对影像对象进行分析,找出其最可能属于的主题或类别,进而完成影像的分类。 近些年来,随着航空航天平台与传感器技术的高速发展,获取的遥感影像的分辨率越来越高。高分辨率遥感影像在各行业部门的应用也越来越广泛,除了传统的国土资源、地质调查和测绘测量等部门,还涉及到城市规划、交通旅游和环境生态等领域,极大地拓展了遥感影像的应用范围。因此,对高分辨率遥感影像的处理分析成为备受关注的领域之一。高分辨率遥感影像包括以下三种形式:高空间分辨率(获取影像的空间分辨率从以前的几十米提高到1 至5 米,甚至更高);高光谱分辨率(电磁波谱被不断细分,获取遥感数据的波段数从几十个到数百个);高时间分辨率(遥感卫星的回访周期不断缩短,在部分区域甚至可以连续观测)。本文所要研究的高分辨率遥感影像均是指“高空间分辨率”影像。 相对于中低分辨率的遥感数据,高空间分辨率遥感影像具有更加丰富的空间结构、几何纹理及拓扑关系等信息,对认知地物目标的属性特征更加方便,如光谱、形状、纹理、结构和层次等。另外,高分辨率遥感影像有效减弱了混合像元的影响,并且能够在较小的空间尺度下反映地物特征的细节变化,为实现更高精度的地物识别和分类提供了可能。 然而,传统的遥感影像分析方法主要基于“像元”进行,它处于图像工程中的“图像处理”阶段(见图1-1),已然不能满足当今遥感数据发展的需求。基于“像元”的高分辨率遥感影像分类更多地依赖光谱特征,而忽视影像的纹理、形状、上下文和结构等重要的空间特征,因此,分类结果会产生很严重的“椒盐(salt and pepper)现象”,从而影响到分类的精度。虽然国内外的很多研究人员针对以上缺陷提出了很多新的方法,如支持向量机(Support Vector Machine,SVM) 、纹理聚类、分层聚类(Hierarchical Clustering) 、神经网络(Neural Network, NN)等,但仅依靠光谱特征的基于像元的方法很难取得更好的分类结果。基于“像元”的传统分类方法还有着另一个局限:无法很好的描述和应用地物目标的尺度特征,而多尺度特征正是遥感信息的基本属性之一。由于在不同的空间尺度上,同样的地表空间格局与过程会表现出明显的差异,因此,在单一尺度下对遥感影像进行分析和识别是不全面的。为了得到更好的分类结果,需要充分考虑多尺度特征。 针对以上问题,面向对象的处理方法应运而生,并且逐渐成为高空间分辨率遥感影像分析和识别的新途径。所谓“面向对象”,即影像分析的最小单元不再是传统的单个像元,而是由特定像元组成的有意义的同质区域,也即“对象”;因此,在对影像分析和识别的过程

高空间分辨率遥感森林参数提取探讨

高空间分辨率遥感森林参数提取探讨 刘晓双,黄建文,鞠洪波 (中国林业科学研究院资源信息研究所,北京100091) 摘要:介绍了高空间分辨率遥感在森林参数提取方面的研究和应用情况,并结合国内外学者在此方面所做出的研究成果,对不同森林参数的提取分别做了阐述,包括单木树冠轮廓信息、胸径、森林生物量、树种识别和分类、叶面积指数、森林郁闭度、木材结构和性质。最后分析了高空间分辨率遥感在森林参数提取方面存在的问题,并对该领域的应用前景作了展望。 关键词:高空间分辨率;遥感;森林参数;树冠提取;生物量 中图分类号:TP79 文献标识码:A 文章编号:1002-6622(2009)02-0111-07 Study on Extraction of Forest Parameters by High Spatial R esolution R emote Sensing L IU Xiaoshuang ,HUAN G Jianwen ,J U Hongbo (Research Instit ute of Forest Resources and Inf ormation Technique ,CA F ,Beiji ng 100091,Chi na ) Abstract :Study and application of forest parameters extraction by high spatial resolution remote sens 2ing was introduced in this article ,combined with achievements in this field made by researchers all over the world 1Extraction of such different forest parameters was described respectively as single tree crown contour ,diameter at breast height ,biomass ,identification and classification of species ,LAI ,canopy den 2sity ,wood structure and property 1Finally ,the problems of forest parameters extraction by high spatial resolution remote sensing were discussed ,and the prospect of forest parameters extraction by high spa 2tial resolution remote sensing was expected. K ey w ords :high spatial resolution ,remote sensing ,forest parameters ,extraction of tree crown ,biomass 收稿日期:2009-01-04;修回日期:2009-04-03 基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金(RIFRITZ J Z 2007006);国家自然科学基金“基于高分辨率 遥感的树冠信息提取技术研究”项目(40771141) 作者简介:刘晓双(1985-),女,甘肃兰州人,在读硕士生,主要从事遥感、GIS 技术应用研究。通讯作者:鞠洪波(1956-),男,黑龙江人,研究员,研究方向:林业信息技术。 现代林业的经营管理得以顺利进行主要依赖于对各种森林参数的调查,而森林限于其特殊的自然地理条件往往会给研究数据的采集造成很大的困 难。传统的森林调查方法一般是基于随机抽样和统计学,其样本的选择是否具有代表性对调查的精确性有很大的影响。这种传统的以个体来推断总体的 2009年4月第2期林业资源管理 FOREST RESOURCES MANA GEMEN T April 2009No 12

1初中数学《几何辅助线秘籍》中点模型的构造1倍长中线法;构造中位线法

学生姓名学生年级学校 上课时间辅导老师科目 教学重点中点模型的构造(倍长中线法;构造中位线法;构造斜边中线法) 教学目标系统有序掌握几何求证思路,掌握何时该用何种方法做辅助线 开场:1.行礼;2.晨读;3.检查作业;4.填写表格 新 课 导 入 知识点归纳 1.已知任意三角形(或者其他图形)一边上的中点,可以考虑:倍长中线法(构造全等三角形);2.已 知任意三角形两边的中点,可以考虑:连接两中点形成中位线; 3.已知直角三角形斜边中点,可以考虑:构造斜边中线; 4.已知等腰三角形底边中点,可以考虑:连接顶点和底边中点利用“三线合一”性质. 新 课 内 容 做辅助线思路一:倍长中线法 经典例题1:如图所示,在△ABC中,AB=20,AC=12,求BC边上的中线AD的取值范围. 【课堂训练】 1.如图,已知CB、CD分别是钝角△AEC和锐角△ABC的中线,且AC=AB,给出下列结论: ①AE=2AC;②CE=2CD;③∠ACD=∠BCE;④CB平分∠DCE,则以上结论正确的是 ( ) A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①②③④ 第1题图第2题图 2.如图,在正方形ABCD中,E为AB边的中点,G、F分别为AD,BC边上的点,若AG=1, BF=2,∠GEF=90°,则GF的长为() A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 3.如图,在△ABC中,点D、E为边BC的三等分点,则下列说法正确的有( ) ①BD=DE=EC;②AB+AE>2AD;③AD+AC>2AE;④AB+AC>AD+AE。 A. 1个B. 2个 C. 3个 D. 4个

4.如图,在△ABC 中,A B>BC,E 为BC 边的中点,AD为∠BAC 的平分线,过E 作AD 的平行线,交AB 于F ,交C A的延长线于G,求证:BF=CG. 5.如图所示,已知在△ABC 中,AD 是BC 边上的中线,F 是AD 上的一点,连接BE 并延长交AC 于点F,AE =EF ,求证:AC =B F. 6.如图所示,在△ABC 中,分别以AB 、AC为直角边向外做等腰直角三角形△ABD 和△ACE,F 为BC 边上中点,FA 的延长线交DE 于点G ,求证:①DE=2AF ;②FG ⊥DE . F G E D B C A F D B C A E G F B C A D E

遥感影像分辨率的概念及常见传感器的分辨率

遥感影像分辨率的概念 1空间分辨率 遥感影像空间分辨率是用于记录数据的最小度量单位,一般用来描述在显示设备上所能够显示的点的数量(行、列),或在影像中一个像元点所表示的面积。 空间分辨率指像素所代表的的地面范围的大小,即扫描仪的瞬间视场,或是地面物体能分辨的最小单元。当分辨率为1km时,一个像元代表地面1kmX1km的面积,即1km2;当分辨率为30m时,一个像元代表地面30m×30m的面积;当分辨率为1m时,也就是说,图像上的一个像元相当于地面1m x 1m的面积,即1m2。 因为遥感拍摄的像片是由位于不同高度,装在不同载体(如飞机、卫星等)上的不同清晰度(分辨率)照相设备,以不同的照相(采集)方式,获取的遥感像片(图像、数据、影像等),这些遥感图像是具有不同清晰度、不同分辨率的照片。类似我们在生活中用135 照相机拍摄一棵树,从汽车上拍一张,然后再从飞机上拍一张,两张135底片在放大同一棵树时,其放大效果是不一样的。肯定是高度低的135照片放大后的效果最清晰,也就是说分辨率最高。 遥感卫星的飞行高度一般在4000km~600 km之间,图像分辨率一般从1 km~1m之间。图像分辨率是什么意思呢?可以这样理解,一个像元,代表地面的面积是多少。像元是什么意思呢?像元相当于电视屏幕上的一个点(电视是由若干个点组成的图像画面),相当于计算机显示屏幕上的一个象素,相当于一群举着不同色板拼成画图的人中的一个。 光谱分辨率,指成像的波段范围,分得愈细,波段愈多,光谱分辨率就愈高,现在的技术可以达到5~6nm(纳米)量级,400多个波段。 2光谱分辨率 光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小,分辨率越高。 光谱分辨率指成像的波段范围,分得愈细,波段愈多,光谱分辨率就愈高,现在的技术可以达到5~6nm(纳米)量级,400多个波段。

几何中常见的辅助线添加方法

几何专题——辅助线 平面几何是初中教学的重要组成部分,它的基础知识在生产实践和科学研究中有着广泛的应用,又是继续学习数学和其他学科的基础,但许多初中生对几何证实题感到困难,尤其是对需要添加辅助线的证实题,往往束手无策。 一、辅助线的定义: 为了证实的需要,在原来图形上添画的线叫做辅助线。 二、几种常用的辅助线:连结、作平行线、作垂线、延长等 注意:1)添加辅助线是手段,而不是目的,它是沟通已知和未知的桥梁,不能见到题目,就无目的地添加辅助线。一则没用、二则辅助线越多,图形越乱,反而妨碍思考问题。 2)添加辅助线时,一条辅助线只能提供一个条件 三、正确添加辅助线歌 人说几何很困难,难点就在辅助线。辅助线,如何添?把握定理和概念。 还要刻苦加钻研,找出规律凭经验。图中有角平分线,可向两边作垂线。 也可将图对折看,对称以后关系现。角平分线平行线,等腰三角形来添。 角平分线加垂线,三线合一试试看。线段垂直平分线,常向两端把线连。 要证线段倍与半,延长缩短可试验。三角形中两中点,连接则成中位线。 三角形中有中线,延长中线等中线。平行四边形出现,对称中心等分点。 梯形里面作高线,平移一腰试试看。平行移动对角线,补成三角形常见。 证相似,比线段,添线平行成习惯。等积式子比例换,寻找线段很关键。

直接证实有困难,等量代换少麻烦。斜边上面作高线,比例中项一大片。 半径与弦长计算,弦心距来中间站。圆上若有一切线,切点圆心半径连。 切线长度的计算,勾股定理最方便。要想证实是切线,半径垂线仔细辨。 是直径,成半圆,想成直角径连弦。弧有中点圆心连,垂径定理要记全。 圆周角边两条弦,直径和弦端点连。弦切角边切线弦,同弧对角等找完。 要想作个外接圆,各边作出中垂线。还要作个内接圆,内角平分线梦圆假如碰到相交圆,不要忘作公共弦。内外相切的两圆,经过切点公切线。 若是添上连心线,切点肯定在上面。要作等角添个圆,证实题目少困难。 辅助线,是虚线,画图注重勿改变。假如图形较分散,对称旋转去实验。 基本作图很关键,平时把握要熟练。解题还要多心眼,经常总结方法显。 切勿盲目乱添线,方法灵活应多变。分析综合方法选,困难再多也会减。 虚心勤学加苦练,成绩上升成直线。几何证题难不难,关键常在辅助线; 知中点、作中线,中线处长加倍看;底角倍半角分线,有时也作处长线; 线段和差及倍分,延长截取证全等;公共角、公共边,隐含条件须挖掘; 全等图形多变换,旋转平移加折叠;中位线、常相连,出现平行就好办; 四边形、对角线,比例相似平行线;梯形问题好解决,平移腰、作高线; 两腰处长义一点,亦可平移对角线;正余弦、正余切,有了直角就方便; 非凡角、非凡边,作出垂线就解决;实际问题莫要慌,数学建模帮你忙; 圆中问题也不难,下面我们慢慢谈;弦心距、要垂弦,碰到直径周角连; 切点圆心紧相连,切线常把半径添;两圆相切公共线,两圆相交公共弦; 切割线,连结弦,两圆三圆连心线;基本图形要熟练,复杂图形多分解;以上规律属一般,灵活应用才方便。

高分辨率卫星影像卫星参数表

北京揽宇方圆信息技术有限公司 表1:商业光学高分辨率卫星参数一览表

北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构,而且是整合全球的遥感卫星数据资源,分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像,包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务,各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据,是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构,提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务,最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。

优势: 1:北京揽宇方圆国内老牌卫星数据公司,经营时间久,行业口碑相传,1800个行业用户选择的实力见证。 2:北京揽宇方圆遥感数据购买专人数据查询一对一服务,数据查询网址是卫星公司网。 3:北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件,遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验,并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权,最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。 4:北京揽宇方圆国家高新技术企业,通过ISO900认证的国际质量管理操作体系,无论是遥感卫星品质和遥感数据处理质量,都能得到保障。 5:影像数据官方渠道:所有的卫星数据都是卫星公司授权的原始数据,全球公众数据查询网址公开查询,影像数据质量一目了然,数据反应客观公正实事求是,数据处理技术团队国标规范操作,提供的是行业优质的专业化服务。 6:签定正规合同:影像数据服务付款前,买卖双方须签订服务合同,提供合同相应的正规发票,发票国家税网可以详细查询,有增值税普通发票和增值税专用发票两种发票类型可供选择。以最有效的法律手段来保障您的权益。 7:对公帐号转款:合同约定的对公帐号,与合同主体名发票上面的帐号名称一致,是由工商行政管理部门核准的公司银行账户,所有交易记录均能查询,保障资金安全。 8:售后服务:完善的售后服务体制,全国热线,登陆官网客服服务同步。 技术能力说明 北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件,遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验,并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权,最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。

遥感影像分辨率

遥感分辨率与制图比例尺关系 张益新 (淮海工学院测绘工程学院,江苏连云港 222005) 摘要:分析遥感影像分辨率与制图比例尺相关的关系,从遥感分辨率与制图比例尺的数学定律来阐述两者的关系,最后指出如何选取适当空间分辨率的卫星影像,为制图提供帮助 关键词:遥感影像分辨率比例尺关系 1.引言 当今世界随着信息技术和传感器技术的飞速发展,各种测量技术日新月异,各种测量技术为社会的进步作出了巨大的贡献。其中遥感技术作为目前测量顶端技术,已经被广泛的应用到各个领域。在科学家的努力下,遥感影像的空间分辨率有了很大提高。原来只有航空影像能够达到的精度,如今遥感影像也能够满足需要。卫星遥感影像是平面几何精度与地物类别精度的统一,影像空间分辨率是决定影像精度的一个重要指标,影像精度要满足相应比例尺地图更新对于影像识别能力和成图精度要求,同时又要考虑地图更新成本。冗余的分辨率会增加影像购买成本和加重内业处理的负担;而若分辨率达不到一定要求,细小的地物就无法判读、影像控制点精度得不到保证,满足不了成图精度。现在我们就来讨论遥感影像分辨率与制图比例尺的关系。 2.遥感影像空间分辨率与成图比例尺的数学关系 资源卫星遥感影像空间分辨率R (单位为m ) 与可制作的合理成图比例尺m (m 为比例尺分母) 以及图件要求的误差范围e (单位为mm ) 存在以下关系: e ×m × 10-3= C ×R (1) 式中 C ——影像几何校正系数, 即: 经几何校正以后,最差的像元位置均方根差(Roo t M ean Squa re, 简称RM S) , 以像元为单位, 达到多少个像元; e——人眼的分辨率, 通常采用0.2mm。式(1) 的左边是一般图件允许的实地误差(以m 为单位) , 而右边是遥感影像校正后存在的实地误差, 这两个误差在遥感制图中应当相等, 也是(1) 式成立的基础。几何校正系数C 是一个待定变量。以RTK GPS(Real T ime Kinemat ic GPS) 测量值作为真值, 求出精校正遥感影像与真值的误差, 计算得到误差的均方根差, 就可以求出精纠正遥感影像均方根差的像元个数,即C 的值。C 值确定后, 利用(1) 式可以计算出此遥感影像可以制作的合理成图比例尺。通常, 遥感影像空间分辨率越低, 几何校正系数C 就应设置越大, 这是因为空间分辨率越低, 影像边缘几何变形就越大, 几何校正的效果就越差。

谷歌卫星影像地图各级比例尺及空间分辨率列表

谷歌卫星影像地图各级比例尺及空间分辨率列表 级别实际距离像素图上距离图像分辨率比例尺空间分辨率第2级5000公里70 2.47厘米72dpi2亿:171公里第3级2000公里55 1.94厘米72dpi1亿:136公里第4级2000公里115 4.06厘米72dpi5千万:117公里

第5级1000公里115 4.06厘米72dpi 2.5千万:19公里第6级500公里115 4.06厘米72dpi 1.2千万:14公里第7级200公里91 3.21厘米72dpi6百万:12公里第8级100公里176 6.21厘米72dpi160万:1568米第9级50公里91 3.21厘米72dpi155万:1549米第10级20公里72 2.54厘米72dpi80万:1278米第11级10公里72 2.54厘米72dpi40万:1139米

第12级5公里72 2.54厘米72dpi20万:169米第13级2公里57 2.01厘米72dpi10万:135米第14级2公里118 4.16厘米72dpi5万:117米第15级1公里118 4.16厘米72dpi 2.5万:18米 第16级500米118 4.16厘米72dpi 1.2万:14米 第17级200米93 3.28厘米72dpi2300:1 2.15米第18级100米93 3.28厘米72dpi3000:1 1.07米

第19级50米93 3.28厘米72dpi1500:10.54米第20级20米74 2.61厘米72dpi800:10.27米 第21级10米72 2.54厘米72dip393.70(1000/2.54)0.138(10/72)米/像素第22级5米72 2.54厘米72dip196.85(500/2.54)0.0694(5/72)米/像素

高空间分辨率图像

高空间分辨率图像 卫星影像空间分辨率能够被传感器辨识的单一地物或2个相邻地物间的最小尺寸。空间分辨率越高,遥感图像包含的地物形态信息就越丰富,能识别的目标就越小。广西善图科技有限公司 高空间分辨率图像(简称“高分图像”)包含了地物丰富的纹理、形状、结构、邻域关系等信息,可主要应用于地物分类、目标提取与识别、变化检测等。 目前,已经商业化运行的光学遥感卫星的空间分辨率已经达到“亚米级”,如2016年发射的美国WorldView-4卫星能够提供0.3 m分辨率的高清晰地面图像。 近年来,随着我国空间技术的快速发展,特别是高分辨率对地观测系统重大专项的实施,我国的卫星遥感技术也迈入了亚米级时代,高分2号卫星(GF-2)全色谱段星下点空间分辨率达到0.8 m。

上海陆家嘴高分辨率图像 GF-2号卫星0.8 m全色与3.2 m多光谱融合结果 商业化高分图像的多领域应用 农业 法国SPOT-5 2.5 m融合图像已经被应用于农作物种植面积的小区域精细抽样调查,基于空间排列结构特征分析,可以实现人工种植园中冬小麦、水稻和棉花等种植区域的提取。 城市规划管理 GF-2图像可准确地识别城市街道、行道绿地、公园、建筑物、甚至车辆数量信息。 海岸带调查 应用美国WorldView-2高分数据,大幅提高了海岸线提取的精度,实现了围填海状况监测。 灾情评估 高分图像可以实现滑坡和洪水淹没区快速提取、建筑物毁坏等监测,还可利用如美国IKONOS高分影像生成立体像对地震灾害前后房屋做精准的损毁状况评估。 军事国防 高分图像可以精确识别敌方的人员与装备,包括装备的型号、数量、调动等重要信息。

空间分辨率

空间分辨率——数字射线照相的关键参数 分类:X-Ray2010-03-17 13:28 341人阅读评论(0) 收藏举报概念:空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限,即对细微结构的分辨率。 以下: 强天鹏撰 模拟图像是指由连续信号构成的图像,射线照相得到的底片图像就是模拟图像;而数字图像是指由大量的点(像素)构成,可用二进制数字描述的图像。数字图像早已进入我们的生活:数码相机已把胶卷相机逼入绝境;数字电视也已开始与模拟电视分庭抗礼;在医院里,CR、DR和CT装置用得越来越多,已逐步取得人体透视和拍片——这些技术得到的都是数字图像。但在工业上的应用,即工业CR、工业DR的应用则相对迟缓,目前仍然是胶片照相占据绝对优势。究其原因,主要是分辨率问题:工业应用数字图像比医用的数字图像的分辨率要求要高得多,人体检查一般要求的分辨率水平是厘米级或毫米级,而承压设备焊缝检测的分辨率水平要求达到0.1毫米级,甚至更小。 分辨率是描述数字图像质量的重要参数。分辨率包括空间分辨率和灰度分辨率两项指标。数字图像的空间分辨率取决于像素尺寸的大小。像素(Pixel)是构成数字图像的基本单元。如果把数字图像放大许多倍,会发现这些连续图像其实是由小点组成。把一幅图像按行与列分割成m×n个网格,就可用一个m×n的矩阵来表达该图像。每一格即为一个像素,m与n数值越大,像素量就越大,单个像素的尺寸就越小,图像就越细腻,空间分辨率就越高。灰度分辨率取决于灰度的模数转换位数。每个像素的亮度称为灰度(对彩色图像则是颜色),可用一个有限长度的二进制数值表示。位数越长,灰度级别就越多,层次就越丰富(或颜色就越逼真),灰度分辨率就越高。如果是8位模/数转换,则灰度可分为28=256个级别;如果是16位模/数转换,则灰度可分为216=65536个级别。 提高数字图像的灰度分辨率相对比较容易,只要增加模/数转换位数就行,而提高数字图像的空间分辨率则困难的多。 应用于工业射线检测的数字技术有: 1、底片数字化扫描技术; 2、图像增强器实时成像技术; 3、计算机X射线照相技术(CR); 4、线阵列扫描成像技术(LDA); 5、非晶硅和非晶硒数字平板成像技术; 6、CMOS数字平板成像技术; 以上六种技术的空间分辨率各不相同,比较其分辨率高低大致如下:图象增强器的空间分辨率约为100-300微米,二极管阵列(LDA)的空间分辨率约为100?200微米,非晶硅/硒

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