matlab工具箱在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

1、MATLAB工具箱在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用（文獻(xiàn)綜述）1前言測繪科學(xué)是一門以大規(guī)模數(shù)據(jù)甚至是海量數(shù)據(jù)處理、分析與應(yīng)用為基礎(chǔ)的學(xué)科，其各項(xiàng)具體工作如測量平差、GPS高程與水準(zhǔn)高程換算、遙感圖像處理、坐標(biāo)換算、開采沉陷測繪數(shù)據(jù)處理等，都涉及大量的運(yùn)算。MATLAB是由美國MathWks公司開發(fā)的科學(xué)與工程計(jì)算軟件，它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成于易于使用的視窗環(huán)境中，它在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理特

2、別是矩陣運(yùn)算方面具有其他軟件難以比擬的優(yōu)越性。MATLAB系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分:MATLAB開發(fā)環(huán)境、MATLAB語言、MATLAB工具箱和MATLAB的API。其中MATLAB工具箱是用MATLAB的基本語句編程的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法，其內(nèi)容十分豐富。利用MATLAB不斷推出的工具箱來跟蹤國外先進(jìn)的計(jì)算方法與數(shù)學(xué)模型，避免了將主要的時(shí)間、精力放在數(shù)學(xué)模型算法及計(jì)算機(jī)編程上。因此，將MATLA

3、B工具箱應(yīng)用于測繪數(shù)據(jù)處理具有一定的實(shí)際意義和廣闊的前景。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1MATLAB在測繪各領(lǐng)域中的應(yīng)用測量信息的處理主要包括測量數(shù)據(jù)分析、預(yù)測和數(shù)據(jù)的可視化等。從測量平差理論中的平差、濾波和推估，到方差、協(xié)方差分量估計(jì)；從工程控制網(wǎng)解析法、模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)，到控制網(wǎng)的精度、可靠性和靈敏度的估算；從變形觀測數(shù)據(jù)處理中的多元回歸分析、逐步回歸計(jì)算，到采用灰色系統(tǒng)理論或時(shí)間序列分析理論建模，或者是把變形體視為一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)，將一組觀測值

4、作為系統(tǒng)的輸出，用卡爾曼濾波模型來描述系統(tǒng)的狀態(tài)等等。測繪信息處理的核心運(yùn)算是矩陣運(yùn)算，包括矩陣的生成、矩陣的加減乘除、矩陣的轉(zhuǎn)置、矩陣的求逆以及求矩陣的廣義逆等。MATLAB正是解決此類問題較好的軟件。例如，利用MATLAB進(jìn)行遙感圖像的處理。由于MATLAB是一種基于向量而泛的發(fā)展前景。而使用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱非常便利。在實(shí)際使用中我們用的最廣泛的是反向傳播網(wǎng)絡(luò)(BP網(wǎng)絡(luò))。（2）數(shù)理統(tǒng)計(jì)工具箱(StatisticsTool

5、box)：包含參數(shù)估計(jì)函數(shù)、累積分布函數(shù)、概率密度函數(shù)、分布矩函數(shù)、逆累積分布函數(shù)等，這些函數(shù)使得測繪數(shù)據(jù)的處理更加便捷。（3）模糊邏輯工具箱(FuzzyLogicToolbox)：主要應(yīng)用于友好的交互設(shè)計(jì)界面，自適應(yīng)神經(jīng)模糊學(xué)習(xí)、聚類以及Sugeno推理，支持Simulink動態(tài)仿真，可生成C語言源代碼等。（4）小波分析工具箱（WaveletToolbox）：主要應(yīng)用于基于小波的分析和綜合，圖形界面和命令行接口，連續(xù)和離散小波變換及小

6、波包，一維、二維小波，自適應(yīng)去噪和壓縮等。小波分析理論是一種新的時(shí)頻局部化分析方法被認(rèn)為是自傅立葉方法后的突破性進(jìn)展。小波工具可以在測繪領(lǐng)域的許多方面應(yīng)用如GPS信號消噪、衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)的壓縮與處理。（5）優(yōu)化工具箱（OptimizationToolbox）：主要應(yīng)用于線性規(guī)劃和二次規(guī)劃，求函數(shù)的最大值和最小值，多目標(biāo)優(yōu)化，約束條件下的優(yōu)化，非線性方程求解等。利用它可進(jìn)行測量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。（6）地理信息處理工具箱（MappingT

7、oolbox）：針對經(jīng)緯度記錄的以度分秒為單位的系列矩陣提供豐富的地圖投影、網(wǎng)格系統(tǒng)、專題地圖制作和地圖輸出功能。（7）圖像處理工具箱（ImageProcessingToolbox）：主要應(yīng)用于二維濾波器設(shè)計(jì)和濾波輸入，圖像恢復(fù)增強(qiáng)，色彩、集合及形態(tài)操作，二維變換，圖像分析和統(tǒng)計(jì)等。在測繪領(lǐng)域中，它可用于遙感圖像處理等。除此以外，MATLAB虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱、MATLAB遺傳算法工具箱均可以在測量數(shù)據(jù)處理中發(fā)揮重要的作用。3結(jié)語測繪科學(xué)發(fā)