AMSS图像几何畸变来源分析

与星载MSS(或TM)相比,AMSS成像具有独特的特点,其为行扫描方式,扫描视场角大,飞机飞行高度低,运动变化大,姿态稳定性差。因此,各种成像干扰因素对AMSS图像的影响更为严重,引起的图像几何畸变更为复杂,校正不仅非常困难,而且仿卫星扫描图像几何模式得不到正确有效的校正效果。本文详细地定量分析了各种因素对AMSS图像几何特性的影响,希望有助于AMSS图像几何畸变校正方法的研究。     

利用直接线性变换模型对SPOT图像进行精纠正

本文给出一个简单而严密纠正ＳＰＯＴ图像的公差及其精度评估。该方法对地球自卖座则视引起的像坐标系统畸变进行了几何校正，而后进行直接线性变换，其在系统误差通过平差进行改正。采用模拟和实际数据做了若干实验对这一新方法进行了评估，模拟数据是通过欧拉参数，卫星漂移，速度矢量及作为时间函数的传感器姿态角，来模拟ＳＰＯＴ卫星轨道通用模型产生的，结果表明：如果控制控制点误差较小，用６个控制点可以达到子像素极精度。     

全景扫描图像系统几何畸变特征及其校正

在简述遥感图像的几何畸变特征的基础上,本文着重讨论了包括陆地卫星多光谱扫描图像 (Lanasat-MSS)、陆地卫星专题制图仪图像(Landesat-TM)和航空多光谱扫描图像在内的各类 全景扫描图像(panoramic scanner image)系统几何畴变的成因、大小及其变化规律,提出了定 量计算图像上任一像元处系统几何畴变量D的计算公式。 本文探讨了全景扫描图像系统几何校正的基本原则,并根据这些基本原则,用Fortran语言编 制了可直接用于校正各类全景扫描图像系统几何畸变的实用程序。 用该程序对德国南部某地的航空多光谱扫描图像实施系统几何校正的结果表明,偏离航线不 同距离各部位影像的系统几何畸变均得到合理校正,图像上由于全景扫描造成的不程度的压缩现 象均得到相应的补偿。     

NOAA AVHRR数据的高精度导航定位

在ＮＯＡＡＡＶＨＲＲ数据的导航定位中,一般只进行卫星轨道根数调整和卫星时间漂移校正,而未考虑卫星姿态系统偏差的影响。该文在定量分析影响导航定位精度的主要因素基础上,提出了一种新的导航算法。该导航算法不仅对卫星时间漂移、卫星轨道根数进行约束最优调整,而且通过估算卫星姿态偏差将其融入到导航定位中加以校正。同时,将导航算法和卫星轨道计算、地面扫描点地理经纬度的计算方法以及参考图像的高精度配准等结合起来考虑,利用具有足够定位精度的１∶１００ 万数字地图数据和高分辨率Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ图像,提取地面控制点,使ＡＶＨＲＲ数据导航定位精度在整条轨道大范围内提高到１ 个像元,在星下点附近小于１ 个像元。     

高分辨率光学卫星影像平台震颤几何精度影响分析与处理研究综述

卫星平台震颤是卫星受到内外部因素影响引发的一种幅值较小的颤振响应。随着空间分辨率的提高,平台震颤成为影响高分辨率卫星影像高精度处理与应用的关键因素。首先对遥感卫星影像平台震颤分析与处理的国内外现状进行了概述,然后总结了高分辨率光学卫星平台震颤地面处理框架,对震颤姿态确定、震颤误差检测与建模以及震颤畸变校正3个关键技术进行了阐述,最后对未来超高分辨率光学卫星平台震颤分析与处理的发展方向进行了展望。     

利用直线特征进行单幅图像畸变校正方法

针对传统镜头畸变校正方法较少,并考虑畸变中心带来的不利影响,提出了一种基于单幅图像直线特征的畸变校正方法,且能够同步地估计畸变系数和畸变中心。在单幅图像中建立单参数划分模型,深入分析了空间直线与畸变后直线的几何关系,证明了空间三维直线经镜头畸变后,在二维平面形成圆弧,并且从该圆弧圆心为圆心的同心圆上的某点即是畸变中心,进而基于圆拟合方法对畸变参数进行估计。与已有方法相比,该方法考虑了畸变中心的影响,并且直接使用畸变点进行畸变参数估计,因此,具有更高的校正精度和更强的鲁棒性。实验中,首先对拟合图像进行实验,针对不同噪声、不同畸变系数对各种算法展开了三组仿真实验,结果表明,利用列文伯格马夸尔特(Levenberg-Marquardt,LM)算法进行圆拟合和畸变参数估计的方法性能表现良好。展开对真实黑白棋盘的畸变校正实验,运用三种算法对棋盘中13条直线进行畸变校正后的测量,表明LM算法要明显优于其他两种算法,有着良好的畸变校正效果。最后对真实场景的图片进行测试,取得了较为理想的畸变校正结果。     

透镜畸变校正算法比较分析

用球形模型算法及多项式算法对实拍的存在径向畸变的图像进行校正,并将两种算法的校正结果进行对比,证明了采用球形畸变模型校正的精度较高,可满足较高透镜畸变校正的需求。     

惯导约束下的高光谱图像行相关几何校正算法

针对搭载于无人机的推扫式高光谱成像仪受气流影响显著,获取的高光谱图像几何畸变明显,无人机搭载POS精度相对较低,传统方法难以消除图像几何畸变等问题。该文提出了结合图像行相关和低精度GPS惯导数据校正的思路,首先进行行相关匹配完成图像行之间的相对平移量,然后经过反算修正POS的翻滚角数据,最后基于更新后的POS数据进行几何校正。该方法充分结合了行相关匹配和POS校正的优势,最大限度地消除了几何畸变,经过对无人机图像验证,比其他单一方法处理效果更为明显。     

CBERS-1 CCD星上定标数据在辐射校正中的应用

在0级图像中,由于成像方式、仪器本身及摄取图像时的条件等因素的影响,往往存在较严重的辐射畸变,直观表现是图像中明暗差异明显,搭接部分与其它区域的亮度不均一,造成明显的条带噪声等问题。文中介绍利用CBERS-1卫星CCD相机星载定标数据,去除这些缺陷的辐射校正方法,方法简单,便于实现,实际使用效果良好。     

基于二维DLT鱼眼图像校正方法的研究

提出了一种基于二维DLT的鱼眼图像校正方法,通过构建二维平面格网点的像点误差方程,对畸变校正参数进行解算,实现鱼眼图像校正。该方法不需要构建专门的控制场,仅需要利用计算机绘制平面格网即可实现鱼眼图像标定及校正,检校过程简单、可操作性强,能够在一定程度上满足鱼眼图像实时、快速校正的要求。     

A combined image matching method for Chinese optical satellite imagery

Image matching is one of the key technologies for digital Earth. This paper presents a combined image matching method for Chinese satellite images. This method includes the following four steps: (1) a modified Wallis-type filter is proposed to determine parameters adaptively while avoiding over-enhancement; (2) a mismatch detection procedure based on a global-local strategy is introduced to remove outliers generated by the Scale-invariant feature transform algorithm, and geometric orientation with bundle block adjustment is employed to compensate for the systematic errors of the position and attitude observations; (3) we design a novel similarity measure (distance, angle and the Normalized Cross-Correlation similarities, DANCC) which considers geometric similarity and textural similarity; and (4) we introduce a hierarchical matching strategy to refine the matching result level by level. Four typical image pairs acquired from Mapping Satellite-1, ZY-1 02C, ZY-3 and GeoEye-1, respectively, are used for experimental analysis. A comparison with the two current main matching algorithms for satellite imagery confirms that the proposed method is capable of producing reliable and accurate matching results on different terrains from not only Chinese satellite images, but also foreign satellite images.     

云南中甸地区CBERS-1卫星数据质量分析

将云南中甸地区CBERS-1的CCD数据(轨道号20000480402)与该地区已有的Landsat-5TM数据(轨道号132-41)进行对比,从图像的空间分辨率、几何畸变程度、辐射精度、清晰度、噪声等5方面入手,对CBERS-1的数据质量进行了分析     

顾及像面畸变的卫星视频稳像

卫星视频每帧影像外方位元素数值存在差别,相邻帧影像间的同名点在像面位置不同,且由于每帧影像均存在几何畸变,经典的帧间的投影变换模型、仿射变换模型等视频稳像的配准模型不能精确描述帧间的同名点关系。针对该问题,本文提出顾及像面畸变的卫星视频稳像算法,基于仿真的卫星视频,验证了该算法的可行性和精度。     

TDI CCD相机动态成像对几何质量的影响研究

本文通过影像模拟的方法分析动态积分成像对空间TDI CCD相机成像几何质量的影响。首先对卫星固有推扫速度、像移速度与电荷转移速度失配、卫星三轴姿态运动及偏流角误差等4种动态成像因素进行了介绍,建立了4种因素的数学模型;在此基础上提出了空间TDI CCD相机成像模拟方法;最后提出统计单级静态影像和多级动态合成影像配准误差的分布特点评价与4种因素有关的内部几何质量,统计低阶多项式拟合的姿态曲线与实际姿态曲线条件下地面点像方误差的分布特点评价外部几何质量。     

天绘一号卫星影像与行时对应关系检查方法研究

天绘一号卫星是一颗传输型立体测绘卫星,其职能是实现全球无控精确定位。为此,后期处理过程中需要准确获知每行影像摄影时刻的卫星姿态和轨道数据,卫星产品中的行时文件起到了影像与姿轨数据对应的桥梁作用。本文在分析影像数据、行时文件、辅助数据3者间关系的基础上,通过试验方式验证了1A级影像与行时不对应时对产品定位精度的影响,最后提出了一种有效检查影像与行时文件对应关系的方法,并对该方法进行了试验验证。     

Comparison of two physical sensor models for satellite images: Position–Rotation model and Orbit–Attitude model

The main objective of this paper is to compare two types of physical sensor models of linear pushbroom satellite images: one that uses position and rotation angles as model parameters and one that uses orbit and attitude angles as model parameters. Comparison is carried out by two accuracy measures: the accuracy of bundle adjustments and the accuracy of estimating exterior orientation parameters. The first measure has been used widely to indicate the mapping accuracy of sensor models. It is argued that the second measure is also important for certain applications. The two types were implemented with different sets of unknown parameters and tested with two KOMPSAT-1 Earth Observing Camera (EOC) scenes and GPS-derived control points. In terms of the first measure the two models produced similar results whereas in terms of the second measure the one based on orbit and attitude outperformed the other. It seems better to use this model if one wishes to retrieve satellite orbit or attitude through bundle adjustments.     

三线阵影像外方位元素平滑方程自适应光束法平差

外方位元素数据是影响光学卫星影像几何定位精度的重要因素,其精度不仅取决于姿态和轨道测定系统的精度,还与卫星平台稳定度紧密相关。在实际卫星工程中,姿态测定系统存在突变现象,导致处理航线中上下视差发生较大变化。本文在全三线交会EFP光束法平差理论基础上,提出在光束法平差中采用外方位元素自适应分段平滑策略及其数学模型。即根据立体影像上下视差差分数据,对立体影像进行自动分段;在此基础上,对不同段的外方位元素平滑方程赋予不同权值,共同参与光束法平差。通过实际卫星影像试验表明,该方法可有效抑制卫星姿态测定系统突变对立体影像无控定位精度的影响,尤其是高程精度改善显著。     

附加视线向量修正的卫星影像区域网平差

针对传统有理函数模型(RFM)区域网平差方法局限于姿态和轨道测量误差小、相机视场角小及影像交会角良好的情况,提出了附加视线向量修正的卫星影像区域网平差方法。首先利用影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,其次根据该视线向量恢复成像时刻虚拟位置和姿态信息,然后对恢复的虚拟位置和姿态构建误差补偿模型,最后通过最小二乘方法整体解算模型参数和连接点物方坐标。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统区域网平差方法的近似假设和条件限制。通过对模拟数据以及多套测绘卫星和非测绘卫星数据进行试验的结果表明,该方法处理大姿态角误差、大视场角以及弱交会角等各种严苛条件下的卫星影像能达到比传统方法更好的效果。     

星载-机载混合BiSAR运动误差的分析

SAR平台的非理想移动和转动包括速度误差和姿态误差,这些误差会造成图像的散焦和分辨率的降低,给图像分类和识别带来一定的困难,从而,影响SAR图像的使用价值和应用范围。针对由混合运动平台构成的BiSAR的非理想移动和转动,建立可以同时描述速度误差与姿态误差的几何模型以及距离方程,并对距离方程进行Taylor多项式的二阶展开,总的运动误差可分解为卫星和飞机的姿态误差、飞机的轴向运动误差以及飞机的姿态误差和轴向运动误差的耦合项。仿真分析表明,卫星和飞机在小干扰情况下,SA—BiSAR运动误差主要是由卫星的姿态误差和飞机的轴向运动误差构成的,而飞机的姿态误差和轴向运动误差的耦合项是可以忽略的。