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遥感图像并行算法的研究及其网格服务的实现

作　者: 常志明
导　师: 杨学军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 并行 遥感图像处理 网格服务 几何校正 流域分割 零树小波编码 PRIPP PRIPS-G
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 359次
引　用: 1次
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内容摘要


遥感技术是在近几十年中发展起来的一门综合学科,目前已经在民用和军用众多领域中发挥了越来越重要的作用。随着传感器、遥感平台、数据通信等相关技术的发展,通过遥感手段获取的数据量急剧膨胀。与此同时,许多应用领域对遥感图像处理速度的要求也越来越高。 当前,遥感图像的快速处理是各国研究的重点,并行处理却是解决这一问题的重要技术手段。但是遥感图像处理的并行算法还有诸多值得研究的内容,而且如何更好地解决遥感图像处理所带来的新挑战以及如何更好地应用遥感图像处理的并行算法,这些也都是亟待解决的问题。 本文针对上述需求展开深入研究,并将重点放在对遥感图像处理并行算法的研究以及对其网格服务的实现上。本文的主要创新与相关工作如下: 1.提出一种基于动态分界点计算的并行几何校正算法。本文对原有的并行几何校正算法进行了研究,分析了它们各自的局限性,然后提出了具有良好的数据局部性、负载平衡能力,而且全局操作量较少的一种改进的并行几何校正算法PIWA-DDC。 2.提出一种解决流域分割中过度分割问题的方法。本文在实现基于模拟浸没的OQ并行流域分割算法的同时,提出了一种新的平滑算子方法。该算法可以很好地解决流域分割中固有的过度分割问题,而且易于并行实现。 3.提出一种并行零树小波编码算法。本文研究了零树小波编码的算法,分析了该算法中潜在的并行性,然后提出了一种基于图像划分的并行零树小波编码算法PEZW-ID。 4.实现了PRIPP软件包,并且在网格环境下对其进行部署。文中介绍了PRIPP软件包的层次结构和设计框架。然后将PRIPP包装成为网格服务PRIPS-G,并说明了该服务的具体实现和部署工作。 论文中研究的算法都经过了理论分析,并且在并行环境下进行了实现和测试。实现的PRIPS-G网格服务也在ChinaGrid上面得到了具体的应用。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-19
  1．1 课题研究背景  11-13
    1．1．1 遥感领域应用的需求  11-12
    1．1．2 遥感图像处理并行化的需求  12
    1．1．3 遥感图像处理网格化的需求  12-13
  1．2 相关研究领域概述  13-15
    1．2．1 图像处理的并行性和并行模式  13-14
    1．2．2 网格技术  14-15
  1．3 课题简介  15-17
    1．3．1 课题来源  15
    1．3．2 课题研究重点  15-17
  1．4 论文结构  17-18
  1．5 论文的研究成果  18-19
第二章 并行几何校正算法的研究  19-32
  2．1 背景分析及研究现状  19-23
    2．1．1 几何校正的基本概念  19-20
    2．1．2 PGCA算法  20-21
    2．1．3 PIWA—LIC算法  21-23
  2．2 PIWA—DDC算法描述  23-27
    2．2．1 算法思想  23
    2．2．2 算法流程  23-24
    2．2．3 局部输入图像分界点的计算  24-25
    2．2．4 目标子图像有效区域的计算  25-26
    2．2．5 局部重采样  26-27
    2．2．6 应用实例  27
  2．3 PIWA—DDC算法分析  27-29
    2．3．1 复杂度分析  27-28
    2．3．2 加速比与可扩展性分析  28-29
  2．4 结果分析  29-31
  2．5 小结  31-32
第三章 并行流域分割算法的研究  32-41
  3．1 流域分割算法的背景  32
  3．2 流域分割并行算法的研究与实现  32-34
    3．2．1 基于模拟浸没的流域分割算法的思想及实现  32-33
    3．2．2 基于模拟浸没的并行流域分割算法  33-34
  3．3 过度分割的产生原因  34-35
  3．4 过度分割的解决  35-38
    3．4．1 平滑算子  35-36
    3．4．2 有效性证明  36-38
  3．5 结果分析  38-40
  3．6 小结  40-41
第四章 并行零树小波压缩编码算法的研究  41-52
  4．1 零树小波编码算法的背景  41
  4．2 零树小波编码的串行算法  41-43
  4．3 PEZW—ID算法描述  43-45
    4．3．1 串行算法的分析  43-44
    4．3．2 PEZW—ID算法流程  44-45
  4．4 PEZW—ID算法的正确性及性能分析  45-49
    4．4．1 算法正确性证明  45-47
    4．4．2 算法性能分析  47-49
  4．5 实验结果  49-51
  4．6 小结  51-52
第五章 并行遥感图像处理的网格服务实现  52-61
  5．1 实现目的  52-53
  5．2 设计目标  53
  5．3 PRIPP的设计实现  53-56
    5．3．1 PRIPP的层次结构  54
    5．3．2 图像处理层的模块  54-55
    5．3．3 设计实现  55-56
  5．4 PRIPS—G的实现  56-58
    5．4．1 环境的配置  56
    5．4．2 算法的封装  56-57
    5．4．3 服务的部署  57-58
  5．5 实验结果  58-60
  5．6 小结  60-61
第六章 结束语  61-63
  6．1 本文的工作总结  61-62
  6．2 展望  62-63
致谢  63-64
附录: 作者攻读硕士期间发表的论文  64-65
参考文献  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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