机载成像光谱仪图像大气程辐射影响归一及其简化校正

航空成像光谱仪得到的图像，其临边的辐射值与飞机正下方（天底点）的辐射值差别较大，此种现象称之为扫描图像的临边效应，它严重影响图像的质量，使图像的有效使用面积大为减少，还可以引起错误的判读，为了消除这种影响。本文提出一种物理意义明确，在实施过程中简单易行，而有效的方法，文中将祥述航空飞行方式、数据及图像处理方法，而不星载扫描图像的处理问题。     

航空扫描图像视角辐射误差的统计改正方法

在航空遥感中，位于传感器扫描线上的像元由于视角位置的不同，通常产生不同的辐射误差。这种辐射误差严重影响了基于遥感图像进行的各种定量分析的精度。因此，对这种视角辐射误差进行改正非常必要。本文从传感器视角和微小平面反射的角度出发，讨论和分析了航空扫描图像的视角辐射误差，研究了航空扫描图像中由于视角引起辐射误差的统计改正方法，并利用模拟扫描数据进行了试验，结果表明该方法是有效的。     

机载短波红外分光谱扫描数据进行油气藏勘查的模式识别研究

本文通过图像辐射恢复处理消除了大范围航空短波红外分光谱扫描图像的辐射畸变。以土壤吸附烃的光谱特性为依据，通过对训练区图像的因子分析，在主因子空间上，确定出土壤吸附烃异常的特征方向。通过确定方向因子分析的处理，实现了大范围的油气异常信息的识别、提取与分类。     

临边遥感大气辐射传输的宽光谱快速计算模型

为解决目前临边遥感大气辐射传输模型存在计算光谱窄和计算速度慢等问题,基于HITRAN2008数据库、带模式算法和临边辐射传输方程建立了0.2—20μm波段大气临边辐射传输的宽光谱快速计算模型FALTRAN。建立了含有散射辐射和热辐射的临边辐射传输方程,并依据临边几何特征提出了一种基于有限差分的半球辐射累加HRA解算方法。利用FALTRAN计算分析了几个常用的遥感波段内典型大气条件和切向高度时大气的临边辐射特性,并定量分析了左、右半球辐射对总辐射的贡献情况。模型校验结果表明,FALTRAN与CDI模型的计算结果相对差异在2%以内,并与MIPAS的测量结果符合很好,验证了FALTRAN在临边遥感中大气传输计算的可靠性。     

一种Voronoi图的扫描地图矢量化方法

提出了一种基于Voronoi图的扫描地图矢量化方法。该方法首先对需要矢量化的图层所对应的图像进行二值化,采用二值栅格边界追踪技术提取边界像元;再以这些边界像元的中心点为基础建立Voronoi图,依据拟定的骨架线判定规则,提取满足条件的Voronoi边形成骨架线,获得矢量化要素数据。实验结果表明,该方法能处理较为复杂的扫描地图,具有较好的识别效果和处理速度。     

一种去噪声的新方法

去噪声是进行辐射校正的重要手段,国内外已进行了大量的研究,开发了多种手段,对去除 图像上的一般噪声是切实有效的,但对于去除焦作矿区航空多光谱扫描图像上的噪声,用传统的 去噪声软件,效果很不理想,开发去噪声的新软件是非常必要的。结合航空多光谱扫描片上噪声 分布特征,开发的去噪声新软件功能全面,效果显着。     

多目标无人机微型凝视高光谱成像仪辐射校正

微型凝视高光谱成像仪可以同时获取两个空间维度和一个光谱维度图像，且仅记录整个高光谱图像的外方位元素而不是记录每一帧图像的外方位元素，避免了扫描时的几何不稳定性，有效解决了小型线扫式高光谱成像仪成像几何变形大的问题，适合于姿态不稳定小型无人机负载平台。目前，研究大多集中于线扫式高光谱成像仪辐射校正方法。凝视型高光谱成像仪应用时间较短，国内外没有较为成熟的数据处理研究，阻碍了无人机微型凝视高光谱成像系统的应用。本文研究了无人机载微型凝视高光谱成像仪辐射响应线性度特性和辐射响应变异性的校正方法，并定量评估该方法的有效性。结果表明，辐射响应变异性校正前，高光谱图像存在明显的渐晕效应和条带现象，校正后，不同波段中像元的辐射响应变异系数显著下降，且渐晕效应和图像条带明显减少。本文提出了基于多目标辐射定标方法，并通过比较定标后的高光谱图像光谱与地面光谱仪实测地物光谱来验证辐射定标的精度。结果表明，多目标辐射定标方法的定标结果表现出更好的效果，特别对于近红外波段，与光谱仪实测的地物反射率差异较小。     

一种侧扫声呐图像去噪及均衡化综合处理方法

侧扫声呐在测量过程中易受其他作业船只及作业船速、尾流、增益参数设置等因素的综合影响,导致其图像存在多种噪声干扰及辐射畸变问题,传统方法难以有效滤除,严重影响海底地物和目标的判读。本文根据侧扫声呐图像的特点,提出了一种新颖的去噪及均衡化综合处理方法。与传统方法相比,综合法处理后图像熵值减小,峰值信噪比增大,且目标形状得到了有效保持,实现了侧扫声呐图像的高质量获取。     

图像重采样对调制传递函数估算的影响

选取理想刃边图像和真实遥感图像作为原始图像,对其进行多种辐射和几何重采样操作,得到了一系列退化图像;用这些图像按照刃边法对成像系统的调制传递函数进行了估算。试验表明,采用刃边法估算成像系统的调制传递函数时,为了视觉效果,可以对图像进行适当的辐射重采样操作,基本不会影响成像系统的调制传递函数;而几何重采样则会严重影响成像系统的调制传递函数。     

陆地卫星数据信息提取的一个新方法

陆地卫星图像的磁带数码值或扫描密度值,均可被转换成绝对辐射值。四个波段中的每一波段的辐射值,均可分解为具有不同物理意义的三部分,其中,四个波段中物理意义相同的那一部分,又可被重新组合起来,于是,便得到三个新变量。它们分别被命名为总辐射水平值L,可见-红外(辐射)平衡值B,和波段(辐射)变化向量值V。L能监测地物的辐射强度;B能监测水、水分和地表层的潮湿程度,并能区分云、雪和冰;V能监测植被的密度与生活力,因而是植被状况的良好指标。这三个变量几乎包含了原四个波段的全部信息,因此,通常只需处理这三个变量。算法基于回归分析且维数低,因此十分简单。因而,可节省图像处理时间和费用。使用这个方法,可以获得真正三色的、接近于自然色彩的真彩色合成图像,还可获得相应于地物特征的有意义的密度分割图像。此方法已被应用于中国和世界范围内的遥感资料。     

面向对象高可信SAR数据精确处理

针对合成孔径雷达（synthetic aperture rdar,SAR）数据在地形地物、森林植被等方面的处理与解译难题,介绍了近年来利用多角度、多波段、多极化、极化干涉等多模态航空航天SAR数据,建立基于散射机理的地物特性知识库,构建地形辐射校正模型、极化干涉处理模型、立体测量模型、基于知识的解译模型等,开发出高分辨率机载极化干涉SAR数据获取系统和SAR影像高性能解译软件系统,实现了精度高、可靠性强、识别类型丰富的SAR影像高可信处理与解译的原理、技术与方法,同时对成果在测绘、林业等行业的应用情况进行了介绍,对研究中存在的问题和解决思路进行了探讨。     

机载合成孔径雷达图像几何纠正方法研究

机载合成孔径雷达图像几何处理是机载合成孔径雷达图像后续处理的基础,同时也是机载合成孔径雷达大规模测绘应用的基础。本文根据机载合成孔径雷达图像的成像机理,基于距离多普勒模型,考虑到合成孔径雷达成像时斜视角与多普勒频率的关系,在影像纠正时,将斜视角作为一个变量处理来减小雷达成像时零多普勒误差的影响。试验证明,此种方法比将斜视角作为零处理时的纠正精度有明显提高。详细地分析了利用此方法进行几何纠正时控制点的个数和分布对纠正精度的影响。     

热红外遥感中大气下行辐射效应的一种近似计算与误差估计

在热红外遥感中,大气下行辐射效应很难处理,原因是地表双向反射分布函数很难精确描述。因此常见的处理方法是在如下２ 个假设前提下对该项作做简化计算： 一是假设地表反射为朗伯体特性,二是大气下行辐射在半球空间内取常数。该文提出了一种在地表为非朗伯体、大气下行辐射为非各向同性等一般条件下近似计算大气下行辐射效应的方法。通过数值模拟表明：（１） 所采用的方法可以在放弃２ 个假设的前提下,更精确地计算热红外大气下行辐射效应的数值,计算精度比２ 个假设前提下的计算方法至少提高２０ ．５３ ％ ;（２） 该方法所带来的误差是大气模式、遥感器视角和通道的函数。其中,通道４ 的相对误差比通道５大,同一通道中模式５ 的相对误差最大,但最大可能相对误差不到８ ％ ,且随扫描角的增大而减小;（３） 大气下行辐射效应项占总辐射亮度值之比例在±３０°视角范围内一般不超过４ ％ 。     

利用3维成像仪快速生成遥感地学编码图像

机载３维成像仪是集成了ＧＰＳ、姿态测量装置、扫描激光测距仪和扫描光谱成像仪的 一代航空遥感系统,它能利用飞行所获取的原始数据直接生成数字正射影像图,而无需任何地面控制点,本文首先简要介绍了机载３维成像仪系统的基本原理,然后在计算出扫描激光要样点３维坐标的基础上,着重分析了快速生成遥感地学编码影像的算法,包括利用激光测路点坐标精确纠正原始图像,图像的灰度快速内插和各航带间的全自动无终拼接等算法,经过试验研究,该方法切实可行,可以满足种种上实时,准实时的遥感应用要求。     

依托航空模拟平台的激光雷达技术课程实践教学装备

为了能更好地理解激光雷达技术工作原理与三维信息采集全过程,规避现有激光雷达技术,尤其是机载激光雷达,在实践教学中受场地限制的不利条件,本文依托于中国矿业大学(北京)沙河校区的航空模拟平台,自主研发了一套基于单线激光雷达与行程测距仪集成的三维激光扫描装备,阐述了该装备集成的数学原理,设计了三维数据采集实践教学方法,并进行了三维数据采集的实践体验与数据质量评价。结果表明,该装备采集三维点云的精度优于99%,可为激光雷达技术的实践教学、创新训练及本科毕业设计等环节提供有效的硬件支撑,并可在仓储方量核算等工程应用方面进行推广。     

Lidar遥感基本原理及其发展

介绍了航空激光扫描(Airborne laser scanning)或者Lidar遥感信息获取系统的基本原理、系统的组成、数据获取的方法及其步骤;对近数十年来应用激光扫描遥感信息获取地形表面模型方面取得的主要成果、应用现状做了简要回顾和评述;结合GIS和影像融合方法对Lidar遥感技术未来发展趋势进行了展望。     

卫星遥感数据的像元地面反射率反演计算

本文探讨了一种在卫星遥感数据地面辐射改正的基础上,利用少量离散分布的观测数据逐点的计算研究区域卫星像片像元地面反射率的方法。该项研究在遥感应用基础和山地辐射状况的研究中有重要意义。     

航空多光谱遥感识别沉积岩地层岩性的应用研究

本文讨论了应用航空多光谱扫描数据提取的光谱信息,结合野外实测地面波谱和计算机图像比值等增强处理的方法,来识别岩性。进而在岩性组合判读的基础上,进行了地层分析,取得了预期的效果。     

基于多尺度虚拟网格与坡度阈值的机载LiDAR点云滤波方法

点云滤波是机载LiDAR数据后处理的基础工作,本文提出一种基于多尺度虚拟网格与坡度阈值的机载LiDAR点云滤波方法。该方法采用类似影像金字塔的方式构建不同尺度即不同分辨率的虚拟网格,各级网格都以每个方格内最低点作为地面种子点,然后根据坡度阈值以分辨率由低到高的方式逐层对种子点进行平滑处理,最后以最高分辨率即最小尺度虚拟网格地面种子点作为基准种子点对整个数据集进行滤波处理。本文分别采用城区与郊区两块机载LiDAR数据进行了实验。实验表明,该方法能够有效地提取出地面点,运算效率也比较高,具有一定的实用价值。     

激光扫描测高技术的发展与现状

回顾了机载激光扫描测高技术的发展历史，总结了当前国内外的研究现状，展望了今后发展趋势及应用前景，并指出了机载激光扫描测高目前还有待于进一步解决的关键问题，最后对我国发展研究应用这一技术提出了若干建议。