集群环境下星载线阵相机成像光线追踪模拟

为了精确模拟卫星的成像效果,服务于卫星指标参数论证以及地面系统设计,该文在分析常用卫星模拟方法的基础上,基于多核SMP集群架构,选择利用光线追踪原理,同时依据星载TDI-CCD线阵相机的特有成像模型,通过使用时间-空间积分方法对卫星成像过程进行模拟,得到了高分辨率的星载线阵相机模拟影像。实验结果表明该方法能有效地模拟卫星遥感影像的成像过程,其模拟影像数据可以应用于遥感成像卫星前期指标论证设计中。     

长波红外空间光学遥感器高精度辐射定标技术

为了满足中国环保、国土、农业、气象、减灾等行业对地表温度遥感高精度监测的需求,近些年来中国长波红外空间光学遥感器空间分辨率从公里尺度提高到十米尺度分辨率,定量化应用的需求也越来越高。高精度的辐射定标是保证红外数据定量化应用的关键,本文通过全链路分析了影响辐射定标精度的因素,结合某型号任务的研制过程的具体实际,分析了主要影响因素的优化方法,包括星上定标方案优化、提高星上定标黑体控温精度和标定精度、提升长波探测器性能、提高长波探测器焦面控温精度等措施提高相机的性能和输出稳定性,并通过该型号真空辐射定标试验对辐射定标精度、系统定标响应情况进行了验证,试验结果绝对辐射定标精度为0.8 K@300 K,达到国内空间分辨率小于100 m的同类长波红外空间光学遥感器的较高水平。本文介绍的长波红外空间光学遥感器性能提升方法可为今后同类遥感器的研制及辐射定标提供参考借鉴,同时提供的定标试验验证结果也可以为同类红外卫星在轨应用提供参考。     

微振动对刚体空间相机图像质量的影响分析

航天光学遥感卫星的在轨微振动会对空间相机的成像质量造成影响。本文首先提出一种划分高频、低频振动的方式。然后将空间相机看做刚体,按照微振动带来相机位移、相机位移引起图像像移、像移导致MTF下降的顺序逐层进行分析,形成微振动对刚体空间相机成像影响的数学模型。最后提出一种空间相机对微振动的振幅要求的计算方法。     

CX-6(02)微纳卫星超分辨率成像

面向微纳卫星高分辨率对地遥感,将超分辨率成像应用于中国整星60公斤级的CX-6(02)微纳卫星设计中,解决因体积和重量限制导致传统长焦距、大口径成像载荷无法应用于微纳卫星的问题。图像获取上,采用高帧频面阵CMOS探测器对同一地物目标多次曝光的方式,利用卫星姿态控制偏差和地速补偿来获得多帧具有亚像元位移的图像;超分辨率重建算法上,在变分贝叶斯框架下提出加权双向差分模型,提高先验概率模型的方向约束性,削弱观测方程求解的病态性。CX-6(02)星成像数据实验结果表明,本文的图像采样方法可获得较为充分的亚像元信息;相比传统的L1范数先验和全变分先验的变分贝叶斯超分辨算法重建结果,本文重建结果对反卷积运算导致的噪声放大具有更好的抑制作用,可获得两倍分辨率提升,有效提高数据质量和应用价值。     

GF-4卫星影像几何定位仿真分析

针对GF-4卫星静止轨道、高时间分辨率、面阵成像的特点,本文通过构建严格成像模型,实现了GF-4卫星影像几何定位仿真模拟。在对初始仿真定位结果进行分析后,建立了几何外检校模型,利用在轨真实成像影像和SRTM DEM对严格成像模型进行外检校处理,同时探讨了仿真控制点分布对相机姿态角常差检校的影响。试验结果表明,经过外检校处理后,构建的仿真模型能够有效模拟GF-4卫星在轨真实影像几何定位误差。     

GF-4卫星影像几何定位仿真分析

针对GF-4卫星静止轨道、高时间分辨率、面阵成像的特点,本文通过构建严格成像模型,实现了GF-4卫星影像几何定位仿真模拟。在对初始仿真定位结果进行分析后,建立了几何外检校模型,利用在轨真实成像影像和SRTM DEM对严格成像模型进行外检校处理,同时探讨了仿真控制点分布对相机姿态角常差检校的影响。试验结果表明,经过外检校处理后,构建的仿真模型能够有效模拟GF-4卫星在轨真实影像几何定位误差。     

一种提高CCD成像卫星空间分辨率的方法研究

从卫星硬件设计与地面软件处理相结合的角度出发，建立了一套提高卫星图像空间分辨率的方法。对模拟靶标图像、一航景物图像、遥感图像分别进行了不同分辨率成像效果的计算机模拟。结果表明，所建立的卫星图像空间分辨率提高理论是正确的，使卫星图像空间分辨率提高2倍甚至更多在理论上是可行的。这一研究成果的实际应用，将会提高卫星的空间分辨率，也可以在保持卫星分辨率的条件下，缩小光学仪器的焦距，使卫星相机小型化，减小其体积和重量。     

视频卫星下视推扫动态信息普查模式研究

视频卫星能够对地获取高时间分辨率序列面阵影像.卫星视频记录相机、地表静止物体、运动物体间的相对运动关系.目前视频卫星以凝视成像为主要应用模式,现提出了视频卫星垂直下视面阵推扫成像模式实现广域地表动态信息普查能力.通过时间序列影像成像原理,推导出视频卫星垂直下视推扫成像的投影关系,从视频卫星几何分辨率、地物连续成像能力、慢速动态特征成像能力等方面分析视频卫星的动态信息普查能力.垂直下视面阵推扫成像模式是视频凝视成像模式的补充,扩展了视频卫星的用途,为凝视区域提供位置预判.     

卫星在轨颤动检测的可行性研究

卫星在轨颤动检测对CCD相机成像质量检测具有决定性,对图像应用潜力也是决定性的。利用快速小面阵CCD获取图像序列,提取任意时刻的参考图像与颤动图像进行SIFT初定位,利用RANSAC剔除SIFT位存在的粗差,结合图像运动模型,解算颤动状态参数。通过实验论证,此种方法检测在轨颤动是可行的、有效的。     

基于辐射状靶标的天绘一号卫星CCD相机分辨率在轨检测

分辨率是表示摄影成像系统和评价影像质量的重要指标,准确把握成像系统的分辨率在轨变化情况,关系到遥感影像的合理有效利用。本文采用地面铺设辐射状靶标的方法,利用天绘一号卫星获取的靶标影像,对搭载的CCD相机分辨率进行在轨检测,计算了成像系统沿轨和垂轨方向的分辨率,简要分析了检测结果的合理性。     

基于TerraSAR-X影像的光学遥感影像地理定位研究综述

目前,我国遥感技术应用中最普遍采用的是通过光学遥感获取影像,这种方法一般需要控制点才能获得高分辨率遥感影像,不可避免地限制了其应用范围。然而TerraSAR-X具有精确的传感器校正、高精度的卫星位置及对卫星姿态的低依赖性等特性,在无地面信息的情况下,仍然可以获得高精度的遥感影像。因此,研究利用TerraSAR-X数据作为地面控制信息对光学遥感影像进行地理定位具有突破性的意义和价值。本文介绍了近几年TerraSAR-X影像对光学遥感影像进行定位的现状和方法,阐述了其理论基础和优缺点,并试着分析了现阶段争论的焦点。     

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标

高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星,高精度的几何定标是确保其成像几何质量的关键。本文分析了静止轨道卫星成像几何误差源及成像区域特点,提出了其严格几何成像模型;并在此基础上提出了静止轨道卫星面阵传感器在轨几何定标模型与定标参数估计方案。本文利用Landsat 8数字正射影像与GDEM2数字高程模型对高分四号卫星进行在轨几何定标,结果表明,通过严格的几何定标,可见光近红外传感器与中红外传感器的内部畸变在沿轨与垂轨方向上均稳定优于1个像素,通过统计分析可知,高分四号静止轨道卫星影像的绝对定位精度会受到成像时间与成像角度的影响而存在显著的波动。     

光学航天传感器几何建模与DEM生成新进展

高分辨率光学卫星成像系统正越来越多地应用于遥感和摄影测量领域。根据新型的高分辨率卫星影像系统主要特点及高分辨率卫星测图的关键技术的发展趋势，以第21届国际摄影测量与遥感大会“光学航天传感器几何建模与DEM生成”专题中的51篇文章为参考，总结了目前典型的光学卫星影像（主要是IRS—P5和ALOS／PRISM）的几何建模方法，影像匹配与DEM提取方法以及光学航天传感器在其他方面的应用。     

高分辨率遥感卫星传感器严格成像模型的建立及验证

本文对高分辨率遥感卫星传感器严格成像模型进行了深入研究。分析了星载线阵CCD传感器严格成像模型的一般建立方法与过程,针对SPOT 5 HRS/HRG、ALOS PRISM、资源三号TLC等典型的高分辨率遥感卫星传感器特点,分别给出了3种改化的严格成像模型;设计了基于光束法区域网平差的模型验证方法。利用登封遥感实验场区域的3种卫星影像及相关辅助数据,对严格成像模型的正确性进行了验证。结果表明3种改化模型可有效实现卫星影像的平差定位。     

星载SAR影像解译研究——以横断山脉地区为例

雷达遥感具有全天时、全天候的特点,在测绘中能够很好地弥补光学遥感的不足。随着SAR技术的不断发展,雷达影像得到了广泛的应用。然而受SAR相干侧视成像机制的影响,山区SAR影像的判读解译依然面临着巨大的挑战,制约着SAR在高山区测图、土地利用、地表覆盖等制图中的应用。本文以横断山脉地区为例,综合利用TerraSAR高分辨率升降轨影像,运用影像融合和镶嵌技术,结合实地调绘成果,对山区高分辨率星载SAR影像判读解译进行了深入研究,并最终形成了一套高效、可靠的解译流程。该判读解译流程对山区SAR影像在高山区测图、土地利用、土地覆盖制图中应用的推广具有重要的意义。     

1∶10000 Pleiades卫星数字正射影像图的制作方法与质量控制!

作为SPOT系列卫星的性能补充,Pleiades卫星具有0.5 m的高空间分辨率且最大幅宽达到了20 km。本文针对Pleiades卫星影像的特性,研究了基于Pleiades卫星影像的1∶10 000数字正射影像图的制作流程,探讨了制图过程中涉及的关键技术,并就用户关心的影像质量控制问题进行了分析。     

多源高分辨率遥感影像智能融合

本文面向多源高分辨率遥感影像自动化融合的应用需求,探索按需应用的智能化融合方法,充分利用不同分辨率和不同时相的高分辨率多源遥感影像数据资源与特性,研究了影像融合数据源选取的决策树算法,建立了遥感影像融合规则知识库,并自动化选取适合的融合算法,提出了Curvelet_HCS算法,对低频和高频系数选用不同的融合规则,改善了HCS算法的光谱失真问题,可同时融合多光谱影像的多个谱段,并保持更丰富的空间细节信息。根据融合评价结果对遥感影像融合规则知识库进行更新,实验验证表明了该套方法的有效性,为开展大规模智能化的多源遥感影像融合应用提供了重要的方法和技术支撑。     

遥感影像时—空融合的“点”—“线”—“面”质量评价

遥感影像时—空融合可集成多源数据高空间分辨率和高时间分辨率互补优势,生成时间连续的高空间分辨率影像,在遥感影像的动态监测与时序分析等方面具有重要应用价值。然而,现有多数研究往往基于单一数据产品对时—空融合算法进行评价,而在实际生产应用中,需要验证算法在多种遥感产品数据的融合表现;此外,目前研究大多基于"单点时刻"进行评价,忽略了时—空融合在"时间线"上的有效验证。本文提出遥感影像时—空融合的"点"—"线"—"面"多角度综合质量评价策略,基于Landsat TM和MODIS影像,建立了时—空融合系列数据集,包括地表反射率、植被指数和地表温度,并在此基础上从单时相("点")、时间序列("线")、多种数据产品("面")多个角度对4种典型融合算法进行定性和定量的综合评价。结果表明,基于不同产品类型的数据集更能充分验证算法性能,且结合单点时刻和时间序列的评价更加客观。     

Pleiades卫星影像测图能力与精度分析试验研究

随着遥感技术的飞速发展,高分辨率卫星遥感影像越来越多地用于地理信息产品生产。本文首先介绍了SPOT系列的下一代光学遥感卫星Pleiades,通过生产试验,研究了Pleiades卫星影像稀少控制点定向情况,分析了Pleiades卫星影像立体测图的精度,并给出相关结论供Pleiades卫星影像生产实践参考。     

我国测绘卫星的发展思路和应用展望

国家测绘局经过多年的研究开发,已基本形成了卫星测图的科学生产工艺,对于更大程度上发挥卫星遥感应用潜力起到了积极推动作用。为适应遥感技术的发展,国家测绘局已经于2005年编制了《测绘部门十一五航天规划(草案)》,测绘卫星计划包括研制发射我国自主的测绘系列卫星和建立自主版权的测绘卫星综合应用服务体系。高分辨率测绘系列卫星包括:高分辨率光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星和重力卫星等。随着我国航天事业和卫星制造技术的蓬勃发展,未来的卫星测绘应用能力将得到进一步加强。