数字航测影像盲点消除与病态像元校正方法探讨

针对大面阵CCD航测相机芯片有一些瑕点以及影像数据获取过程中的病态像元,本文讨论了在影像数据处理过程中消除盲点以及校正病态像元的一些方法,通过试验证明,瑕点与病态像元通过这些方法都能得到很好的改正,使得大面阵CCD航测相机采集的原始影像数据能够得到有效处理和利用。     

面阵图像定位精度提升方法研究

为了提升面阵相机成像定位精度,以吉林省松原市北部区域的机载面阵图像为实验对象,对成像过程进行误差分析与标定. 机载面阵相机成像存在由三个姿态角引起的定位误差以及由相机镜头畸变等因素产生的畸变误差. 针对以上问题,首先采用严密几何模型,得到面阵图像初步成像结果;然后,采用后方交会和多项式附加参数模型等方法解决内、外方位元素引起的误差问题,得到较为精确的定位结果;最后进行实验验证,测试结果表明,经过内、外方位元素的误差定标,能够控制在5 m以内的范围,精度提升94.37％,处理效果显著. 通过研究标定面阵成像过程中内、外方位元素产生的误差,提高了面阵相机定位精度,对面阵相机成像的应用和推广具有一定价值和科学参考依据.      

大面阵数字航空相机DMZ影像预处理研究

对国产新型内拼式大面阵数字航测相机DMZ原型系统获取的数字影像进行几何预处理的方法进行了研究;在分析DMZ全色成像光路特点的基础上,提出了多相机联合的影像几何校正与缝合方法,生成等效虚拟立体影像。利用等效虚拟立体影像进行了3种布控方案的数字空三平差和精度分析,验证了该方法的正确性和可靠性,实现了对DMZ影像预处理的探索性研究。     

单镜头多面阵CCD相机影像拼接算法

根据内视场拼接相机的构像原理,提出了一种单镜头多面阵CCD相机影像拼接处理的基本流程和方法。该方法涵盖了成像过程的影响,包括子影像相对位置自动确定、等效焦面影像拼合、数字像差检测和无畸变中心投影影像生成等技术环节。特别是建立了内视场拼接型数字航测相机几何特性描述模型,在包含了传统航测相机像差所顾及的焦距、主点坐标和物镜光学畸变等要素的基础上,扩展考虑了多面阵CCD不平行性误差和安装误差两项影响。试验结果表明,影像量测精度从1.5像元提高到0.3像元,系统误差降低了78%,验证了相关技术方法的有效性。     

分通道影像配准误差分析

为了保证CCD航测相机高几何分辨率和彩色成像两大特性,设计了一种“3 1”CCD航测相机成像模型,即采用3个独立光学系统的面阵CCD记录R、G、B分波段影像,和1路光学系统的单个大面阵CCD记录全色波段影像,重点分析了这种成像模型在同一曝光时刻所得的R、G、B分通道影像之间同名像点相对移位误差及对后续影像处理的影响,得到了一些有益的结论。     

分通道影像配准误差分析

为了保证CCD航测相机高几何分辨率和彩色成像两大特性,设计了一种"3 1"CCD航测相机成像模型,即采用3个独立光学系统的面阵CCD记录R、G、B分波段影像,和1路光学系统的单个大面阵CCD记录全色波段影像,重点分析了这种成像模型在同一曝光时刻所得的R、G、B分通道影像之间同名像点相对移位误差及对后续影像处理的影响,得到了一些有益的结论.     

大视场面阵数字航摄仪检测关键技术探讨

针对常规室内检校场无法满足大视场面阵数字航摄仪检测的问题,文章提出了一种适合此类航摄仪检校的野外检校场的建立方法,通过对检校场控制点布设方案设计、适合影像识别的地标形状设计和地标点三维坐标的精确测定方案研究,实现了检测场内控制点的高精度测量:建立适合大面阵数字航空摄影仪几何误差改正的数学模型,并通过多摄站拍摄足够数量的检校场影像,自动识别并测定每幅影像上全部地标点的影像坐标,用最小二乘平差计算间接求出相机的内方位元素和各项畸变参数,最后通过多组检测参数对比,验证了数学模型及其参数的可靠性与稳定性。     

大面阵航摄影像重建高效像素插值算法研究

大面阵或超大面阵数字航摄影像往往由多个子影像组成,且数据量较大,而最终合成影像的每一个像素都是从这些子影像内插而得,所以影像复合处理过程中涉及的几何形变等图像操作就会变得十分耗时,严重影响大面阵影像的重建效率,并影响相机的使用效能。文中对此提出一种快速高阶多项式图像插值方法,在尽可能不引入像素插值误差而损失影像自身固有几何量测精度的前提下,大幅度降低数据处理的计算复杂度,满足大幅面数字航摄影像重建对精度与效率的双重要求。     

顾及子影像拼接参数的自检校模型

针对利用多个面阵CCD组合形成较大像幅的大面阵数字航摄相机,提出将子影像拼接参数引入到共线方程中,形成顾及子影像拼接误差的自检校成像模型,并给出利用该模型进行光束法区域网自检校空三数据平差处理,整体得到稳定可靠的子影像拼接参数估值解的算法流程。对一款国产数字航摄大面阵复合相机进行了子影像几何拼接定位试验,效果良好。     

资源02C卫星P／MS相机内方位几何标定方法研究

为解决国产资源02C卫星影像相机内方位几何标定问题,提出了一种利用公众地理信息数据进行高精度相机内方位在轨几何标定的方法。该方法利用资源02C卫星影像与公众地理信息数据自动配准获取的海量地面控制点并进行附加自检校参数的最小二乘平差,实现了资源一号02C卫星P／Ms相机的内方位标定,精度可以达到子像素级。     

二次成像航摄相机数字后背的设计与定标

数字航摄相机的成功应用已成为摄影测量与遥感科学发展的新里程碑.目前,数字航摄相机普遍采用多相机拼接成像等技术,为数字遥感图像的几何定标与定位处理方法提出了新的问题和要求.二次成像航摄相机是一种能够集成胶片和数字优点为一体的新型航摄相机,其数字后背由多个带镜头的大面阵CCD成像系统组成,本文设计完成了大面阵CCD图像数据的实时获取与存储系统,并利用得到的定标靶面图像,对数字后背成像系统进行了几何定标,得到了CCD相机的内、外方位参数,为实现数字航摄相机系统的高精度定位与三维摄影测量奠定了基础.     

大面阵CCD影像多通道不一致性消除算法

大面阵CCD多通道影像转移过程中,由于通道硬件的偏置和增益的不一致,将造成各通道影像的亮度和反差的微小差异,以致重建后的大面阵CCD影像出现条带效应。提出基于随机序列分析的模拟运动影像拼接算法,并将这种方法与基于影像直方图均衡化和影像直方图规定化的影像拼接算法进行比较。实验证明,基于随机序列分析的模拟运动影像拼接算法不仅能保持拼接后的影像整体一致性,而且能较好的消除拼接缝。该算法已经应用于我国第一台大面阵彩色CCD数字航测相机的影像预处理。     

定位定向系统数据的航空高光谱影像几何校正

针对航空高光谱数据几何畸变严重的问题,该文探索了利用POS数据辅助航空高光谱影像几何校正的研究现状,分析了基于POS系统的导航数据的线阵推扫高光谱数据解算成像瞬间外方位元素的原理,以及行方位数据支持的线中心投影影像通过改进的共线方程方法几何校正的过程,实现了无地面控制点数据的直接几何校正。采用高光谱影像分块处理方法,实现了高吞吐快速几何校正。HySpex SWIR-384高光谱影像的实验结果表明,该文的校正算法可达到9.15m的绝对定位精度,最终利用少量地面控制点进行几何精校正,其均方根误差达到0.93m。     

POS支持的机载三线阵CCD影像立体定位技术

以我国自行研制的机载三线阵CCD相机为例,对基于POS的三线阵影像定位的成像模型、内方位的几何标定、外方位元素的解算以及直接定位和区域网平差方法进行了理论与实验研究.实验结果表明,利用GPS/IMU数据与摄影测量观测值进行联合平差,可以有效地克服相机内、外方位元素的系统误差,提高定位精度.     

空间序列影像共面条件的非量测相机标定方法

针对非量测相机应用于摄影测量和计算机视觉中存在畸变较大、内方为元素未知等问题,该文为了提高相机标定的灵活性和稳健性,根据立体像对间各同名光线相交的共面条件,推导了顾及6个相机参数和5个相对方位元素共计11个参数的共面条件方程线性化表达式,设计了利用空间序列影像共面条件的非量测相机标定方法。该方法无需外部标定物,可在标定相机参数的同时,解算出各相邻影像之间的相对方位元素值。采用由无人机获取的空间序列影像进行了非量测相机标定实验,得到了与标准检校场一致的标定结果,验证了本文方法的有效性。     

辐射产品的卫星影像内部畸变几何标定

针对卫星发射以后,由于外部太空环境的变化和相机光学系统的径向畸变导致卫星成像影像的外部误差和内部畸变,须对光学遥感相机长期周期性地进行几何标定消除卫星影像系统误差和相机指向角误差提高卫星影像几何定位精度的问题,该文从简单易行的角度出发,基于相机的CCD固定偏差原理构建一种新型的模型或内标定算法消除影像的内部畸变,以经过畸变改正的卫星影像辐射产品为参考控制,采用亚像素匹配法构建内部畸变模型修正卫星遥感影像的内部畸变,并分别以不同侧摆角和影像行数的SJ9A和ZY3为实验和参考控制数据构建和验证新型标定模型的有效性和实用性。     

面阵数字航测相机实验室校准装置的设计与实现

随着面阵数字航测相机在航空摄影领域的广泛使用,其参数校准成为亟待解决的关键问题。本文首先阐述了精密测角法的校准原理,在此基础上设计了基于大口径长焦距平行光管、精密测角转台和亚像素目标定位算法的面阵数字航测相机校准装置;其次通过对装置的误差分析,证明了该装置精度满足测绘行业标准中对数字航测相机的校准精度的要求;最后验证了该装置对面阵数字航测相机的实验室校准是可行的。     

非量测数字相机实验室几何标定

非量测数字相机的几何标定,包括内方位元素和畸变的精确测定,直接影响其用于航空摄影测量的最终精度。本文研制出一套非量测数字相机实验室几何标定系统。该系统采用平行光管加星点板作为目标发生器,在测量出一组目标点在相机的CCD靶面上的像点坐标及对应的平行光线的入射角后,结合几何标定的数学模型,可以实现相机的高精度几何标定。采用佳能EOS 5D MarkⅡ和哈苏H3D两款典型的数字相机进行了试验与分析。试验结果验证了本文标定方法的正确性以及精度的可靠性。     

移轴原理的数字相机检校

移轴相机由于其垂视摄影且视场可扩展的优势,已逐步开始应用于航空大面阵多相机系统中。针对当前航空移轴大面阵多相机系统未检校或由于检校精度不高导致几何精度较低的问题,提出了一种针对移轴成像的数字相机几何检校方法。该方法建立了移轴影像像平面坐标系到基准像平面坐标系的转换关系,并以此为基础构建移轴相机几何检校模型。本文以典型的单反移轴相机为例,利用室内三维检校场数据进行了实验验证与分析。结果表明,利用该方法对移轴相机进行检校是可靠的,并达到了较高的精度。     

普通数码相机的分步检校

为使相机检校过程简单化,本文提出一种分步骤的相机检校方法。即基于延伸焦点的原理标定相机的主点;基于直线求解影像几何畸变系数;对影像进行畸变改正后,利用简单的三角形相似原理,求解相机的主距。