天绘一号卫星三线阵影像RPC模型定位精度验证与分析

天绘一号卫星以RPC参数作为主要的影像辅助数据提供给用户,对传感器的技术参数进行隐藏.文中简要介绍RPC模型的立体定位方法,并针对定位结果中存在的明显的系统误差,采用像方补偿方案进行补偿,最后利用两景天绘一号卫星三线阵影像RPC模型对测区进行实验验证和分析.结果表明,采用少量地面控制点进行系统误差补偿后,定位精度提升效果明显,验证了模型的正确性和有效性.     

“天绘一号”影像正射纠正实验与精度分析

针对如何有效提高"天绘一号"卫星影像正射纠正精度的问题,本文基于有理函数模型,提出RPC参数+像方误差补偿方案,利用控制点提高RPC模型的精度。通过对连云港、怀柔地区"天绘一号"卫星影像进行正射纠正,对比无控纠正结果验证该方案。实验结果表明:利用RPC模型进行影像正射纠正是正确的、有效的,辅以稀少控制点就能获得较高精度,不使用任何控制点将会导致系统误差偏大,精度较低。本文研究可为修正卫星影像自带RPC参数误差、提高正射纠正精度提供参考。     

优化部分有理多项式系数的卫星影像精确定位

针对目前在补偿卫星影像RPC模型对地定位的系统误差时所广泛采用的像方补偿方法存在需要引入附加参数、无法从实质上消除RPC参数中系统误差的不足,该文提出了一种利用少量地面控制点直接对部分RPC参数进行优化来补偿定位的系统误差的方法,并将该方法进一步运用到基于RPC模型的区域网平差中。以武汉地区和法国Sainte-Maxime地区的ZY-3卫星影像为实验对象,在空间前方交会和区域网平差实验中将本文方法与像方补偿方法做了充分对比。实验结果表明,该方法可达到不低于像方补偿方法的理想定位精度。同时,与像方补偿方法相比,该方法不需引入附加补偿参数,优化后RPC模型形式统一,更加便于后续的计算和处理,可以实现真正意义上的基于RPC模型的卫星遥感影像精确定位。     

天绘一号卫星影像自检校光束法区域网平差

针对卫星发射过程中产生的像点坐标偏差导致对地定位精度低下的问题,该文以国产高分辨率卫星天绘一号三线阵影像为例,构建了内方位自检校参数模型和不同的外方位内插模型,建立了多传感器自检校光束法区域网平差模型。利用一景三线阵数据进行实验,结果表明,相同控制方案下,定向片模型自检校方案优于其他外方位模型自检校方案;控制点数量为5、定向片数量为4时,整体平差精度最高,检查点定位精度可以达到平面7.28m和高程4.02m。     

小面阵辅助下的天绘一号卫星三线阵影像平差定位方法

提出了一种小面阵辅助下的三线阵卫星影像区域网平差约束方法,该方法以天绘一号卫星三线阵影像严格成像模型为基础,将下视线阵影像的局部区域等效成面阵影像,根据等效面阵影像与小面阵影像上同名像点的坐标差异,增加区域网平差约束方程,实现小面阵影像辅助下的三线阵影像区域网平差处理,完成对等效框幅式平差方法的扩展。利用天绘一号卫星影像数据进行了实验和分析,结果表明,该方法能够以小面阵影像数据为辅助,实现三线阵影像的区域网平差处理和整体定位精度的提升。     

“天绘一号”卫星三线阵CCD影像自检校区域网平差

遥感卫星在空间环境运转过程中,星敏感器的姿态角、成像相机的镜头和CCD等几何参数会发生不可预估的变化,从而对卫星影像的定位精度产生影响。因此,对卫星影像进行自检校区域网平差处理是实现卫星影像精确定位的一项关键技术。本文以"天绘一号"卫星为研究对象,首先分析了"天绘一号"卫星三线阵立体测绘相机的镜头和CCD几何形变,并提出了适用于"天绘一号"卫星三线阵CCD影像的自检校模型;然后建立"天绘一号"卫星三线阵CCD影像的自检校区域网平差模型,对外方位元素和自检校参数进行整体平差,消除存在于外方位元素观测值和自检校标定值中的系统误差,以提高卫星图像定位精度。最后利用嵩山实验场对"天绘一号"卫星三线阵CCD影像进行了自检校区域网平差处理,验证了自检校模型和自检校区域网平差模型的正确性和有效性,并分析研究了不同数目的控制点条件对自检校区域网平差的影响。实验结果证实采用自检校区域网平差技术可以有效地消除系统定位误差,显著提高定位精度。     

基于RPC模型的高分辨率卫星影像精确定位

介绍高分辨率卫星影像RPC模型的定义及其解算方法,推导RPC模型立体定位的基本方程,在此基础上对RPC模型的区域网平差进行深入研究。IKONOS卫星数据的实验结果表明,RPC模型误差呈现较强的系统性,但通过物方或像方的补偿立体定位可达到优于1.3 M的定位精度,区域网平差是最优的定位方法,精度可达1.1 M。     

RPC模型立体定位在天绘卫星产品质量控制中的应用

天绘一号卫星1B级产品以RPC参数形式分发给用户,既保证了产品精度,又实现了传感器技术参数隐藏。本文介绍了天绘卫星RPC模型的定义,给出了基于RPC模型的立体定位方法,针对1B级产品三级验收流程编写了基于RPC模型立体定位的三级验收软件,并以此为基础介绍了RPC模型立体定位在1B级产品质量控制中的应用。     

资源三号影像无(稀少)控制下的绝对定位技术

从提高卫星影像在稀少控制点下的定位精度出发,本文构建了卫星影像的RPC模型、像方偏差模型和区域网平差数学模型。在无地面控制点时,利用最小二乘算法解算时迭代难以收敛,采用LM(LEVENBERGMARQUARDT)算法时可以解决这一问题,但难以提高平差后的绝对定位精度。在一个地面控制点时,利用35个连接点,采用LM算法进行无控制点下的自由网平差,再用一个控制点进行误差改正。试验证明,对比直接进行RPC模型区域网平差和误差改正,本文方法能取得较好的定位精度。     

ICESat激光高程点辅助的天绘一号卫星影像立体区域网平差

无地面控制点（简称无控）区域网平差是实现卫星影像无控测图的一项重要技术,对于境外和外业测控困难区域的测图具有重要意义。然而,无控区域网平差的定位精度一般难以满足对应比例尺测图规范要求。利用公开、可稳定获取的公众地理信息数据辅助区域网平差,是提高卫星影像无控定位精度的有效途径,其中ICESat激光高程点便是一种良好的高程控制数据。为了提高天绘一号卫星影像无控定位精度,本文提出ICESat激光高程点辅助的卫星影像模型法立体区域网平差方法。首先,以30 m分辨率SRTM估算的地形坡度作为限制条件,结合激光高程点自身质量评价信息,自动提取高质量ICESat激光高程点;其次,利用自动匹配的连接点进行模型法自由网平差,实现卫星影像几何定位精度的相对一致性（内部一致性）;最后,将激光高程点自动量测至卫星影像作为控制点,其平面坐标根据自由网平差结果前方交会计算而得,高程坐标取自激光点高程,再次进行区域网平差精化定向参数,提高卫星影像的绝对高程精度。最后本文利用山东全省的天绘一号卫星影像进行试验,验证了本文方法的有效性和可行性。     

Semantic Interoperability through the Definition of Conceptual Model Transformations

The integration of distributed geospatial data is a great issue in GI Science. Hereby, the collection of data from different systems and different structures as well as across country borders is a problem. We explain a model‐based four‐step approach to conceptual data modelling. Within this approach, we introduce a methodology to map data models on the conceptual level without touching data formats. First, we developed a conceptual mapping language called “UMLT” which is the core of our approach. Furthermore, we integrated UMLT into the Model‐Driven Architecture where a conceptual model mapping is referred to as a platform independent model mapping. Finally, the data format transformation is deduced from the model mapping automatically. This represents the implementation mapping from a platform independent model to a platform specific model. Together with transformation operations for attribute mapping, this approach is a means for effective and enhanced semantic interoperability.     

空间决策支持系统及其支撑软件的设计与应用

本文讨论了SDSS的概念和基本理论,以决策支持为目标,面向半结构化和非结构化问题,用模型驱动的SDSS,是GIS未来的发展方向。在技术上用C语言实现了SDSS支撑软件的设计,并应用于国家科技攻关课题“三川河流域区域治理与开发信息系统”,取得了良好效果;同时对SDSS开发中存在问题作了讨论。     

GPS点定位

本文探讨了四种GPS相位单点定位模型。文章指出在不同观测条件下,各模型点定位能力不同,若选择合适的模型,GPS相位测量可以相同的精度替代P码伪距进行点定位计算。     

DEM支持下WorldView-2影像的单片定位

WorldView-2卫星是高分辨率遥感影像发展的一个重要里程碑。探索了DEM支持下,分别基于严格物理模型和有理函数模型的WorldView-2影像单片定位原理和过程,并以某地区WorldView-2影像及其对应的1∶10 000 DEM作为试验数据,对比研究了在不同控制条件下,基于严格物理模型的单片定位、基于有理函数模型的单片定位以及基于有理函数模型的立体定位的定位结果。     

冬小麦旱情遥感监测模型研究

本研究依据土壤水量平衡及能量平衡的原理,提出了一套利用遥感方法监测冬小麦干旱及建模的方法。首先,用热惯性方法建立试区土壤表观热惯量与土壤水分的关系,用其估算初始土壤含水量(W_0);再用NOAA-AVHRR数字图像和气象数据相结合的方法估算冬小麦地的蒸散(E_t);从而根据水量平衡方程获得某一时段(旬)的土壤含水量(W_t);最后,根据冬小麦的需水规律和土壤有效水含量构造干旱指数模型。试验表明,此模型反映了作物干旱的本质,能大范围有效地监测作物旱情。     

空间决策支持系统中的模型标准化问题研究

模型标准化是空间决策支持系统有效管理和使用模型手基础。在研究空间决策支持系统模型特征及其表达的基础上,围绕着模型标准化问题,分别探讨了空间决策支持系统中模型的分类,编码,基于面向对象方法的模型字典和模型结构形式,给出了相应的建设性结果。     

基于地理信息系统的数字环境模型研究

本文提出了以遥感与地理信息系统为技术手段,用有序数值阵列的方法建立数字环境模型的新思路,具体阐述了建立数字环境模型的意义、方法和应用范围。并在建立数字环境模型的基础上,对西藏“一江两河”地区的环境综合状况进行了定量评价。     

激光跟踪仪坐标测量精度分析

激光跟踪仪是目前精度最高的移动式坐标测量系统,其实际测量精度是否符合标称精度,直接决定了测量精度能否满足需求精度,因此对仪器坐标测量精度的分析显得十分重要。坐标转换模型是反应多站测量坐标精度的理论基础,不同模型在反应仪器精度的准确性、精确性、稳定性和计算速度等方面有较大差别。本文对常用的坐标转换模型进行了对比分析,得出结论是四元数模型具有算法严谨、抗奇异性、表达简洁、运算快速和易于实现等优点,适用于计算坐标转换精度。本文以Leica AT901_b激光跟踪仪为例,进行坐标测量精度分析。多次设站获取同一组目标点数据,每测站与目标点保持良好网形结构,数据处理时首先排除粗差并检验可靠性,然后采用四元数模型计算坐标转换参数,并通过最小二乘平差算法解算参数精度及坐标测量精度。另外,为了反应激光跟踪仪的坐标测量精度与目标点距离的关系,本文以Leica AT901_b为例进行实验,在测程内由远及近多次设站获取数据,计算坐标测量内符合精度并给出了目标点距离与坐标精度的关系曲线。     

基于模糊小脑模型神经网络的遥感图像分类算法

针对遥感图像分类的特点，提出一种基于模糊小脑模型神经网络的遥感图像分类算法，首先阐述小脑模型神经网络的工作原理，然后将模糊理论引入小脑模型神经网络，提出一种能反映人脑认知的模糊性和连续性的模糊小脑模型神经网络，并将其应用于遥感图像分类，实验结果表明，这种基于模糊小脑模型神经网络的分类器经过训练后，可应用于遥感图像的分类，其分类精度明显高于传统的最大似然分类法。     

灰色幂模型在基坑变形监测中的应用

灰色幂模型又称非线性灰色伯努利模型(NGBM(1,1)),是灰色GM(1,1)模型的一种改进模型,具有非线性特征,在拟合和预测非线性特征数据方面具有优势。NGBM(1,1)模型相比于GM(1,1)模型具有更高的预测精度和更广的适用范围,它在经济、农业、气象等方面已有较广应用,但是在变形监测领域的应用还比较少。本文在已有的灰色系统理论的基础之上,将NGBM(1,1)模型应用在测绘领域的变形监测中。先对原始的变形监测数据进行累加、累减、求背景值,并根据原始数据求出最佳幂指数值和灰作用量,然后利用求解出的参数建模拟合已有数据并预测边坡监测的数据。实验结果表明,灰色幂模型NGBM(1,1)的预测精度比传统GM(1,1)模型预测精度更高。