基于光线追踪的尺度效应分析-论文.pdf

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1、第40卷第4期计算机工程2014年4月April2014、，0l_40NO．4ComputerEngineering·图形图像处理·文章编号：1000—3428(2014)04-0242—05文献标识码：A中图分类号：TP391基于光线追踪的尺度效应分析张伦，余涛，顾行发，胡新礼，赵利民(中国科学院遥感应用研究所，北京100101)摘要：以光线追踪为基础研究尺度变化对图像属性的影响。通过选取地物模型和构建实验场景，实现多分辨率序列图像的模拟仿真。对图像的信息熵、自相关系数、地物覆盖率进行计算和分析，得到以下结论：地

2、物的颜色属性与尺度无关；当图像分辨率降低到一定程度后，图像将会发生失真现象，而当图像分辨率提高到一定程度后，图像的属性将只有很少变化；在不失真范围内，随着图像分辨率的降低，地物覆盖率也随之降低。该结论与传统方法分析的结果趋势相同，但传统方法产生的图像会在更高分辨率时发生失真现象，表明该方法可有效避免图像重采样误差的干扰。关健词：光线追踪；尺度效应；图像仿真；空间自相关系数；失真分辨率；饱和分辨率ScaleEffectAnalysisBased0nRayTracingZHANGLun，YUTao，GUXing-fa，

3、HUXin-li，ZHAOLi—min(InstituteofRemoteSensingApplication，ChineseAcademyofSciences，Beijing100101，China)[Abstract

4、Thispaperproposesanewwaytostudytheefectofscalechangeonimageattributebasedonraytracingtechnology．Aseriesofmulti—resolutionimagesaresimulatedthroughthe

5、~aturemodelselectionandscenedesign．Theresultsofentropy,autocorrelationcoeficient，coveragerateindicatethatcolorisunrelatedtoscale；distortionoccurswhenimageresolutionreducesexcessivelymeanwhilelittlechangeswhenresolutionimprovestoacertainlevel；coverageratedecrea

6、sesastheresolutiondecreaseswithinthedistortionrange．Theproposedmethodhastheadvantagethatitisunafectedbytheerrorofresamplemethodcomp~edwithtraditionmethods．[Keywordslraytracing；scaleefect；imagesimulation；spatialautocorrelationcoeficient；distorationresolution；sa

7、turationresolutionD0I：10．3969／j．issn．1000．3428．2014．04．047一个变化都会引出新的问题，没有理由假设在一个尺度上1概述的关联在其他尺度上仍然存在J。因此，在使用遥感数据研人类生存、发展、研究的世界是一个“连续”的世界，究多尺度地表景观的格局和过程时，就必须考虑到尺度是一个可以“无限”细分的世界；然而由于存储技术的局效应。限性，目前多数的观测数据在存储的过程中都会被离散化，遥感中存在尺度问题pJ，由于尺度的敏感性和变异性，最终以另一种不同于自然界中存在的形式存储在

8、计算机使得尺度在遥感应用中起到越来越重要的作用。研究遥感中。尺度是将无限连续世界所离散化的程度，反映到图像中的尺度问题，有助于综合利用多尺度信息。在遥感应用上便是图像的空间分辨率。在不同的空间尺度上，地理实中忽略其尺度效应，可能得不到预期的结果J。传统的尺度体所表现的特性不一样，地理数据尺度变化必然引起数据研究方法L5J，都是以一分辨率较高遥感图像为地图，不断空间、属性相应变化。在某一尺度上人们观察到的性质，重采样获取低分辨率数据以分析之间的属性差异，其本质总结出的原理或规律，在另一尺度上可能依然有效，可能仍是从离

9、散到离散，并且很难提高原有底图的分辨率，具相似，也可能需要修正lJJ。有局限性；同时存在着另一种方式，对同一区域，采用多尺度效应指空间数据由于其测量尺度的变化而导致分个不同分辨率传感器成像分析，但其数据局限性太高，同析结果也随之变化的现象。遥感中尺度效应指的是由于遥时也加入了传感器差异的影响，使得分析变得困难。而光感数据空间分辨率的变化而导致分析结果变化的现