matlab工具箱在测绘数据处理中的应用

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1、MATLAB工具箱在测绘数据处理中的应用（文献综述）1前言测绘科学是一门以大规模数据甚至是海量数据处理、分析与应用为基础的学科，其各项具体工作如测量平差、GPS高程与水准高程换算、遥感图像处理、坐标换算、开采沉陷测绘数据处理等，都涉及大量的运算。MATLAB是由美国MathWorks公司开发的科学与工程计算软件，它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成于易于使用的视窗环境中，它在大规模数据处理特别是矩阵运算方面具有其他软件难以比拟的优越性。MATLAB系

2、统主要包括以下几个部分:MATLAB开发环境、MATLAB语言、MATLAB工具箱和MATLAB的API。其中MATLAB工具箱是用MATLAB的基本语句编程的各种子程序集，用于解决某一方面的专门问题或实现某一类的新算法，其内容十分丰富。利用MATLAB不断推出的工具箱来跟踪国外先进的计算方法与数学模型，避免了将主要的时间、精力放在数学模型算法及计算机编程上。因此，将MATLAB工具箱应用于测绘数据处理具有一定的实际意义和广阔的前景。2国内外研究现状2.1MATLAB在测绘各领域中的应用测量信息的处

3、理主要包括测量数据分析、预测和数据的可视化等。从测量平差理论中的平差、滤波和推估，到方差、协方差分量估计；从工程控制网解析法、模拟法优化设计，到控制网的精度、可靠性和灵敏度的估算；从变形观测数据处理中的多元回归分析、逐步回归计算，到采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模，或者是把变形体视为一个动态系统，将一组观测值作为系统的输出，用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态等等。测绘信息处理的核心运算是矩阵运算，包括矩阵的生成、矩阵的加减乘除、矩阵的转置、矩阵的求逆以及求矩阵的广义逆等。MATLAB正是解决此类

4、问题较好的软件。例如，利用MATLAB进行遥感图像的处理。由于MATLAB是一种基于向量而不是标量的高级程序语言,因而它从本质上就提供了对图像的支持,这是用MATLAB进行图像处理非常有优势的一点。MATLAB支持多种图形图像文件格式,包括BMP、GIF、TIFF、PCX、JPEG、PSD、PCD和WMF等。在MATLAB中提供了大量的用于图像处理的函数,如读取图像文件的imread函数；两幅图像相减imsubtract函数；使用直方图均一化方法增强图像对比度的histeq函数；实现二维自适应噪声消

5、除滤波的wiener2函数等,利用这些图像处理函数,可以很容易地实现对图像进行如下处理:图像的各种运算、邻域操作、图像变换、图像的卷积与滤波、图像的二值形态学操作、图像增强、图像复原、图像编码与压缩、图像分析和理解、图像的小波分析等。另外，MATLAB也可用于地理信息系统，由于MATLAB具有强大的科学数据可视化能力，能够将计算的结果以二维、三维、乃至四维的图形表现出来，并且可以通过对图形线性、立面、色彩、渲染、光线、视角等特性的处理，把计算结果表现得淋漓尽致。在MATLAB中分析三维数据，不但提供

6、的现成函数很多，而且其灵活运用矩阵运算的方法，可以实现许多其他软件无法实现的功能。最重要且便捷的是，许多复杂的运算在MATLAB中有专门的工具箱（函数集）来实现。2.2目前应用于测绘领域的MATLAB工具箱随着MATLAB的逐步发展和功能丰富，它成为集数学、图形处理和程序语言设计于一体的著名数学软件，它包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具箱。而可以在测绘领域应用的有神经网络工具箱（NeuralNetworkToolbox)、数理统计工具箱（StatisticsToolbox)、模糊逻辑工具箱（

7、FuzzyLogicToolbox)、小波分析工具箱（WaveletToolbox)、优化工具箱（OptimizationToolbox)、地理信息处理工具箱（MappingToolbox）、图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）等。（1）神经网络工具箱(NeuralNetworkToolbox)：主要应用于BP网络，Hopefield、Kohonen网络，径向基函数网络，竞争、线性、Sigmoidal等传递函数，前馈、递归等网络结构，性能分析及应用，自组织网络等。现今人工神

8、经网络(ArtificialNeuralNetworks)发展迅速,由于其具有以分布式存储知识、以并行方式进行信息处理以及自学习能力等优点,在测量数据处理中有着广泛的发展前景。而使用MATLAB神经网络工具箱非常便利。在实际使用中,我们用的最广泛的是反向传播网络(BP网络)。（2）数理统计工具箱(StatisticsToolbox)：包含参数估计函数、累积分布函数、概率密度函数、分布矩函数、逆累积分布函数等，这些函数使得测绘数据的处理更加便捷。（3）模糊逻辑工具箱(F