Landsat遥感影像正规化处理的模型比较研究

卫星遥感影像在接收的过程中由于受到许多因素的干扰,使影像的质量受到一定程度的影响。而不同时相的影像也会因为成像时光照和大气条件的不同而出现差异。因此,在使用遥感影像之前往往需要进行必要的辐射校正。目前,主要用于辐射校正的两种基于影像的正规化模型分别是Markham和Irish等人提出的校正日照差异的正规化模型(ICM)和美国尤他州立大学遥感和地理信息系统实验室新近提出的日照大气综合校正模型(IACM/IACMt)。本文以三对不同时相的Landsat TM/ETM+影像为例,利用不变特征地物法求出各影像的相对噪音、RMSE和斜率,并用这些指标来对模型进行定量对比和评价。结果表明,当不同时相影像之间的季相、太阳天顶角和大气条件有较大差别时,经过正规化处理的遥感影像的噪音和RMSE比未经正规化处理的影像得以明显降低,且斜率更接近于1,镶嵌接缝淡化,效果更好。但如果遥感影像之间的季相一致、成像时的太阳天顶角接近,且影像晴空无云的话,则经过正规化处理的影像和未经该处理的影像之间的区别并不大。就正规化模型之间的对比而言,当影像无明显的大气影响时,ICM要好于IACM;但当受到明显的大气影响时,带有τ值的IACMt模型更好。     

基于RDN卷积神经网络的遥感影像超分辨率重建方法研究

光学遥感影像在资源、环境、灾害、交通和城市等领域有着非常重要的应用价值,但高分光学遥感影像获取成本高,在一定程度上限制了推广和普及.自基于卷积神经网络的超分辨率重建模型(SRCNN)被提出后,深度学习在图像超分辨率重建技术方面迅速应用.本文提出了基于RDN卷积神经网络的遥感影像超分重建方法,使用AID、NWPU-RES...     

高分遥感图像相对辐射校正中的伪不变地物自动提取和优化选择

相对辐射校正是遥感变化检测中重要的预处理过程,伪不变地物（Pseudo-Invariant Features,PIF）是多时相影像中相对不变的地物,是相对辐射校正中的重要依据。针对高分遥感图像变化检测中相对辐射校正的要求,本文提出了一个自动提取和优化选择PIF的流程和方法：首先计算两期图像的亮度、光谱特征和空间特征的变化向量,然后对各变化向量的像元值从低到高进行排序,经多数投票后提取PIF,最后使用“迭代线性回归—去除异常值”方法选择获得最终PIF。以2016年11月27日和2017年7月18日的2期“北京二号”高空间分辨率多光谱影像为例,选择地物占比不同的两个实验区对流程和方法进行了验证,并与多元变化检测和迭代加权多元变化检测的PIF提取方法进行了比较。使用两期WorldView-2影像和Landsat-8 OLI影像对方法的适用性进行了验证。结果表明：① 2个实验区提取的PIF精度分别为98.74%和98.71%,PIF像元合理分布于未变化区域、包括了影像中主要的地物类型;② 使用本文方法提取的PIF建立的相对辐射校正模型具有显著的线性拟合效果（p<0.000 1）;③ 本文方法考虑了图像亮度、光谱信息以及空间信息的差异,使用参数少,可操作性高;④ 与多元变化检测和迭代加权多元变化检测方法相比,本文方法提取的PIF更为合理,建立的辐射校正方程拟合效果更佳;⑤ 本文方法适用于具有相同波段设置的中、高空间分辨率光学遥感影像。     

遥感与GIS技术在龙口市土地利用调查中的应用研究

以山东省龙口市为例,利用ERDAS IMAGINE图像处理软件,通过对遥感图像进行图像增强、图像正射校正,融合等处理,得到1:1万正摄遥感图像.对龙口市所辖区域进行实地外业踏探,建立土地分类的影像解译标志.此外,运用MapGIS地理信息系统软件,通过人机交互目视解译,对目标地物分层矢量化,提取龙口市土地利用现状信息.并在此基础上对研究区的土地利用现状及空间分布特征进行了分析,为当地土地资源的合理开发利用提供了基础数据.     

光学遥感大气订正方法与软件应用分析

本文首先介绍了常见的若干大气订正方法,对于海色遥感,高光谱遥感,机载图像、多角度图像,考虑其特殊性,并介绍了其大气订正的新进展;接着分析了几个当前发行的大气订正软件或者模块;最后,我们提出了大气订正中存在的问题和发展方向。     

基于小波变换及Matlab的遥感图像压缩效果分析

主要对小波变换在遥感图像压缩中的应用进行了研究。首先对小波变换理论及其实现进行了简要的介绍。然后,重点分析了小波变换分解层次、阈值选择对图像压缩效果的影响。利用MATLAB小波工具箱提供的小波变换函数,采用haar小波、db小波、sym小波、coif小波、bior小波进行遥感图像压缩,并对压缩效果进行了分析比较。结果表明,随着压缩倍数的增加,所需小波变换的分解层次也相应增加;但当压缩倍数选定后,对于大小一定的遥感图像,小波变换分解层次达到某一定级次时,再增加变换的分解层次,对压缩效果的作用甚微。因此,当图像大小一定时,压缩倍数和小波变换的分解层次之间存在一个较佳匹配问题。同时,通过实验数据,说明了在小波压缩过程中,阈值对压缩图像的压缩比和能量保持比的定量影响,表明将小波变换用于遥感图像压缩具有压缩比大,压缩效率高的优点。实验结果为小波变换在遥感图像压缩中的实际应用提供了理论参考。     

基于暗原色先验去雾算法的研究与改进

在雾天情况下,室外采集到的图像易受到噪声干扰,质量降低,清晰度下降。在对常用的几种图像去雾方法的对比分析及研究的基础上,提出了改进的基于小波变换结合暗原色先验去雾的快速算法。通过小波分解可求出近似环境光,对环境光,大气光的估计,可对原图像进行复原。实验表明,改进的算法不但去雾效果明显,图像色彩丰富,而且可以有效地减少运行时间,提高运行速度。     

线性光谱混合模型影响因子不确定性定量研究

线性光谱混合模型(Linear Spectral Mixing Model,LSMM)是一种像元分解模型,由于其简单和易操作性的特点,在目前亚像元研究中应用颇为广泛。其分离精度受多种因素的影响,但目前对该模型的研究多集中在对模型本身的线性假设评价及端元光谱选取方法上,而忽略了模型应用的环境条件(大气反射、散射、地形起伏等)对模型分解精度的影响等。本文以线性光谱模型提取植被分量为例,探讨环境大气条件、地形因素对模型精度影响的不确定性。研究将数据处理为四个层次,即原始的ASTER数据,利用MODTRAN进行大气校正的数据,经C-地形校正的数据,同时进行了大气校正和地形校正的数据。然后在四个层次上依次提取植被丰度,并将其和NDVI进行线性回归分析,检验植被丰度的分离精度,从而量化大气、地形等因子对LSMM的影响程度。研究结果表明:大气条件、地形因素都会制约LSMM分离精度的提高,特别在有地形起伏的中小空间尺度范围内,地形因子对线性光谱混合模型的影响远大于大气影响。     

CBERS-1CCD相机飞行绝对辐射标定试验地面同步测量与场地辐射特性分析

中国对地观测遥感卫星辐射校正场(即敦煌场)位于中国敦煌市西戈壁沙漠的西北角。整个敦煌场地面比较均匀、平坦,面积为30×40km²;测试区(标定区)面积为400×400m²,位于场区的中心位置。2000年8月底至9月初,中国资源卫星应用中心联合安徽光机所在敦煌场地进行了一次CBERS-1CCD传感器飞行绝对辐射标定试验。地表反射率和大气光学特性地面同步测量结果显示:敦煌场地的地面均匀性好,各个通道反射率的变化系数(即相对变化百分比)均小于3%。在可见光、近红外光谱范围内,地面光谱反射率随波长增加逐步增大,例如,在485nm波长处的地面反射率值约为0.18,在830nm波长处的反射率值约为0.26。大气光学特性测量结果显示:0.55μm波长处的大气总光学厚度(≈0.34)和气溶胶光学厚度(≈0.26)相对较小,大气水汽含量也较小。     

复合类别支持的多元线性回归遥感影像色彩归一化方法

受植被时相变化、传感器畸变、获取时刻大气条件等因素的影响,不同时间获取的遥感影像存在色彩差异,而逐波段的色彩归一化容易引起新的色彩畸变。因此,本文提出一种复合类别支持的多元线性回归遥感影像色彩归一化方法,在输入影像和参考影像逐波段高斯归一化的基础上,进行复合聚类,确定各像元的复合类别;在迭代去除变化像元的基础上,将类别中心作为控制点,建立多元线性回归方程,并据此对输入影像进行处理。2组影像的试验结果表明,本文方法相对于传统方法在整体精度、色彩保持等方面具有较大的优势。     

基于DEM的SAR影像几何定位参数校正方法

针对大范围无地面控制的SAR影像几何纠正,利用在一定时间和空间范围内SAR系统几何定位参数误差具有一定稳定性的特点,提出基于DEM的几何定位参数校正方法。该方法首先基于DEM进行影像模拟生成模拟SAR影像;然后在模拟SAR影像上提取特征点,针对特征点将模拟SAR影像和原始SAR影像进行匹配,得到特征点在原始SAR影像上的同名特征点,再结合DEM进行模拟影像间接定位获取特征点的地理坐标,以此作为几何定位参数校正的参考点;进而根据严密SAR几何构像模型构建几何定位参数校正模型,解算几何定位参数校正值;最后,利用几何参数校正值改正区域内其他SAR影像几何定位参数,提高区域内SAR影像几何定位精度。以高分三号影像进行试验,使用本文方法获取一景影像的几何定位参数校正值,对同一轨道内的和不同轨道的其他SAR影像进行参数校正,并对参数校正前后的几何定位精度进行评价。结果显示,同一轨道内的影像定位精度由66.0 m提高到9.7 m,不同轨道的影像定位精度由65.0 m提高到13.5 m,表明本文方法能够显著提高SAR影像几何定位精度。     

A Method for Retrieving Water-leaving Radiance from Landsat TM Image in Taihu Lake, East China

The visible and infrared bands of Landsat Thematic Mapper (TM) can be used for inland water studies. A method of retrieving water-leaving radiance from TM image over Taihu Lake in Jiangsu Province of China was investigated in this article. To estimate water-leaving radiance, atmospheric correction was performed in three visible bands of 485nm, 560nm and 660nm. Rayleigh scattering was computed precisely, and the aerosol contribution was estimated by adopting the clear-water-pixels approach. The clear waters were identified by using the Landsat TM middle-infrared band (2.1μm), and the water-leaving radiance of clear water pixels in the green band was estimated by using field data. Aerosol scattering at green band was derived for six points, and interpolated to match the TM image. Assuming the atmospheric correction coefficient was 1.0, the aerosol scattering image at blue and red bands were derived. Based on a simplified atmospheric radiation transfer model, the water-leaving radiance for three visible bands was retrieved. The water-leaving radiance was normalized to make it comparable with that estimated from other remotely sensed data acquired at different times, and under different atmospheric conditions. Additionally, remotely sensed reflectance of water was computed. To evaluate the atmospheric correction method presented in this article, the correlation was analyzed between the corrected remotely sensed data and the measured water parameters based on the retrieval model. The results show that the atmospheric correction method based on the image itself is more effective for the retrieval of water parameters from Landsat TM data than 6S (Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum) code based on standard atmospheric and aerosol models.     

Mirror seeing of the Antarctic survey telescope

Site testing results indicate that Antarctic Dome A is an excellent ground-based astronomical site suitable for observations ranging from visible to infrared wavelengths. However, the harsh environment in Antarctica, especially the very low temperature and atmospheric pressure, always produces frost on the telescopes＇ mirrors, which are exposed to the air. Since the Dome A site is still unattended, the Antarctic telescope tubes are always designed to be filled with dry nitrogen, and the outer surfaces of the optical system are heated by an indium-tin oxide thin film. These precautions can prevent the optical surfaces from frosting over, but they degrade the image quality by introducing additional mirror seeing. Based on testing observations of the second Antarctic Survey Telescope （AST3-2） in the Mohe site in China, mirror seeing resulting from the heated aspheric plate has been measured using micro-thermal sensors. Results comparing the real-time atmospheric seeing monitored by the Differential Image Motion Monitor and real-time examinations of image quality agree well.     

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Topographic correction-based retrieval of leaf area index in mountain areas

Leaf Area Index(LAI)is a key parameter in vegetation analysis and management,especially for mountain areas.The accurate retrieval of LAI based on remote sensing data is very necessary.In a study at the Dayekou forest center in Heihe watershed of Gansu Province,we determined the LAI based on topographic corrections of a SPOT-5.The large variation in the mountain terrain required preprocessing of the SPOT-5 image,except when orthorectification, radiation calibration and atmospheric correction were used.These required acquisition of surface reflectance and several vegetation indexes and linkage to field measured LAI values.Statistical regression models were used to link LAI and vegetation indexes.The quadratic polynomial model between LAI and SAVI (L=0.35)was determined as the optimal model considering the R and R2 value.A second group of LAI data were reserved to validate the retrieval result.The model was applied to create a distribution map of LAI in the area.Comparison with an uncorrected SPOT-5 image showed that topographic correction is necessary for determination of LAI in mountain areas.     

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光学遥感大气订正模型及其相关问题分析

首先说明了大气的影响作用和大气订正的必要性。接着总结了大气订正的基本问题:侧重分析了大气订正的模型和反演方法;还包括大气、气溶胶参数的反演;辐射传输软件用于大气订正函数的计算;邻近效应的处理;查找表的创建;大气订正的精度分析等。     

快速遥感影像纠正处理系统在汶川抗震救灾中的应用

"快速遥感影像纠正处理系统RSWorkS"改进了传统资料管理模式,建立了4D产品控制资料数据库,集采集、保存、共享控制点资料于一体,智能提取DEM,快速完成遥感影像的纠正及检查.在汶川抗震救灾中完成了大量的遥感影像的纠正工作.     

An Approach to Underwater Image Enhancement Based on Image Structural Decomposition

Underwater imaging posts a challenge due to the degradation by the absorption and scattering occurred during light propagation as well as poor lighting conditions in water medium. Although image filtering techniques are utilized to improve image quality effectively, problems of the distortion of image details and the bias of color correction still exist in output images due to the complexity of image texture distribution. This paper proposes a new underwater image enhancement method based on image structural decomposition. By introducing a curvature factor into the Mumford_Shah_G decomposition algorithm, image details and structure components are better preserved without the gradient effect. Thus, histogram equalization and Retinex algorithms are applied in the decomposed structure component for global image enhancement and non-uniform brightness correction for gray level and the color images, then the optical absorption spectrum in water medium is incorporate to improve the color correction. Finally, the enhanced structure and preserved detail component are recomposed to generate the output. Experiments with real underwater images verify the image improvement by the proposed method in image contrast, brightness and color fidelity.