FY-3微波成像仪遥感图像地理定位方法研究

MWRI (MicroWave Radiation Imager) is one of the payloads on our next generation polar meteorological satellite FY-3. MWRI conically scans with a fixed incident angle on the earth surface. It is the first time for Chinese remote sensor to use this scan mode. In this work, we present a geolocation method for FY-3 MWRI’s remote sensing image based on its special scan geometry. The integrated coordinate systems and the specific relationships with these coordinate systems are defined. A spatial relationship model between the remote sensing data and the earth-based coordinate system is established. This method also includes an algorithm of satellite orbit computation, which is used to get the satellite’s instantaneous velocity vector from its position. This method has been applied to MWRI’s remote sensing image geolocation. The results show that the accuracy of this method can achieve 1 pixel. The 33 GCPs (Ground Control Points) which are in the regiones of FY-3 MWRI’s observation have been collected and used to analyze the precision of the geolocation. By statistical analysis, the error along-track is about 1.5km, and the error along-scan is about 3.0km. It is obvious that this method fulfills the requirement of precision for FY-3 MWRI whose space resolution exceeds 5km.     

热红外多角度遥感技术研究进展

在回顾国内外多角度遥感技术发展概况的基础上, 重点总结了中国开展地表热红外辐射方向性观测实验研究的发展历程, 介绍了地面多角度遥感实验观测系统、机载热红外多角度成像系统、机载红外广角双模式成像仪以及扫描式多角度多光谱成像仪的研制过程、主要技术指标以及开展航空遥感获取多角度热红外遥感数据的情况, 对于热红外多角度遥感技术的发展具有重要的参考意义。     

机载三维成像仪航带拼接的误差处理研究

机载三维成像仪是集成了全球定位系统（GPS）、姿态测量装置、激光测距仪昨光谱成像仪的新一代航空遥感系统，它能直接得到的地学编码影像和数字地面模型（DTM），而无需地面控制点。利用图像上分布的具有三维坐标的激光点来纠正原始图像，并且生成DTM。该文首先分析了机载三维成像仪系统中各种传感器本身的误差和系统之间存在的误差，然后介绍了处理系统误差的方法－航带重叠区域灰度平均差值最小算法求解航带间的系统误差，同时还设计了一种变权方法来处理随机误差和拼接航带的地学编码图像。通过算例说明了处理算法的正确性。     

夏玉米生长过程曲线重建研究——以鹤壁市为例

增强型植被指数(EVI)时间序列数据(即植被生长曲线)是整个生育期内植被各种生物学特征的综合反映。由于太阳位置、大气、地表和传感器位置与性能等的影响,根据遥感数据计算的EVI值往往比实际值偏低(存在大量噪声),并不能反映植被生长的真实情况,应用前需进行去噪重建工作。针对目前生长曲线重建研究大多是针对MODIS等国外遥感数据的情况,在综合分析重建方法的基础上,利用风云3号卫星的MERSI中分辨率遥感卫星数据构建鹤壁市夏玉米的EVI生长过程曲线。首先,用最大值合成法(MVC)对原始EVI时间序列数据进行初步的去云处理。接着,利用基于时间域的Savitzky-Golay滤波(简称SG滤波)对该EVI序列进行进一步的平滑去噪处理,结果发现,在噪声点EVI数值提高了,但同时在其他不是噪声点的地方EVI的值降低了。针对这种不合理的情况,利用基于SG迭代滤波取上包络线的改进方法进行处理,很好地克服了上述缺陷,在非噪声点EVI数值适当提高,且曲线平滑,达到了生长曲线重建的目的。然后,采用基于频率域的小波变换方法进行实验对比,结果发现,小波变换存在着与经典SG滤波类似的缺陷,而且在曲线末端存在突变情况。经过比较分析发现,针对研究区的实际情况,改进SG迭代滤波是较优的去噪方法。     

利用扫描式红外亮温仪对天空云量的试验观测

利用中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室自主开发研制的全自动扫描式天空红外亮温仪,于2007年4-8月在北京市气象局南郊观象台进行了试验观测.利用获得的天空红外亮温数据和南郊观象台(54511站)实时地面气象数据,进行了天空云量的计算.将整点前30 min内观测的云量的平均值作为与观象台观测对应的整点观测云量,分不同情况与观象台目视观测结果进行了对比分析.结果表明:(1)对于中低云,两种观测的云量比较一致,但如果在此期间云消散或增加很快,则差别较大.其主要原因是观测的时间和方式不同所造成的.(2)对于以卷云为主的天空情况,特别是高层薄卷云的情况,两种观测的云量差别较大.原因是受到目前试验所使用的红外传感器低温测量范围的限制(-50℃),以及判定云的阈值算法目前还只对于中低云比较适用,对于卷云的判断能力比较薄弱.(3)对于天空情况比较复杂,以及能见度不好的情况(气象站目视云量记录为10-),两种观测的云量差别也很大.其差别既受到仪器性能的影响,也与观测员视力与经验有关.仪器受到最低测量温度的限制,反演算法也有其不确定性,而观测员在低能见度时的观测局限性亦是一个重要原因.利用SIRIS-1进行云量和云底高度观测的优点是时间分辨率高,且全天时自动化,但对于卷云的判断还较薄弱.     

格点尺度对TRMM微波成像仪云水数据的影响

选取热带测雨卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)微波成像仪(TRMM Microwave Imager,TMI)液态水路径(liquid water path,LWP)轨道像元数据为研究对象,探讨了将瞬时探测以及逐月的像元数据进行格点化(0.1°、0.25°、0.5°、1.0°和2.5°五种格点分辨率)时,格点数据的失真情况。对TMI瞬时探测的个例分析结果表明,细分辨率(0.1°、0.25°和0.5°)格点能保留原始像元数据的细节;而随着网格变粗,细节受到较大的平滑。因此对于中尺度到天气尺度的天气系统分析而言,将卫星轨道数据处理到网格尺度不大于0.5°的格点更合适。对逐月LWP像元资料格点化处理的分析表明,细分辨率格点能保留LWP空间分布细节,尽管5种分辨率下LWP的概率密度分布(probability density function,PDF)均相近。因此,对月尺度及以上的气候分析研究而言,格点尺度大小对卫星像元数据格点化的影响不显著。最后利用本实验室计算的TMI/LWP格点数据与欧洲中期数值预报中心再分析资料(European Centre for Medium-range Weather Forecasts Interim reanalysis,ERA-Interim)和NCEP再分析资料(NCEP Climate Forecast System Reanalysis,NCEP CFSR)进行了对比,发现两种再分析资料都高估了LWP;TMI/LWP格点数据与两种再分析资料LWP的多年变化趋势大致相同。     

环境与减灾小卫星高光谱成像仪陆地气溶胶光学厚度反演

环境与减灾小卫星高光谱成像仪是搭载在中国将于2007年发射的环境与减灾小卫星A星（HJ-1A）上的传感器之一，在0．45—0．95μm波段范围内设置了约135个通道，空间分辨率为100m，回访周期约为96h。本文根据传感器的参数设置，使用HYPERION数据仿真模拟了HJ-1A高光谱数据，探讨了它在陆地气溶胶光学厚度探测中的应用。文中使用浓密植被算法反演了模拟数据的气溶胶光学厚度。结果表明，HJ-1A高光谱成像仪能够很好地应用于陆地气溶胶光学厚度的反演。     

国外遥感卫星发展简介(3)

2 .5　印度印度是较早开展空间遥感技术开发并取得成功的发展中国家。印度于 1975年 4月发射“阿里亚塔”号卫星 ,星载 2台印度自制的电视摄像机和特高频微波辐射计 ,进行了遥感试验。 1979年和 1981年先后发射“巴斯卡拉” - 1和“巴斯卡拉” - 2 ,取得成功 ,为进一步遥感卫星的发展打下了基础。从1982年起 ,印度开始研制“罗西尼”系列对地观测小卫星 ,分 4 0公斤级和 15 0公斤级 (SROSS)两种。头两颗分别于 1987年 5月和 1988年发射 ,但失败。第 3颗于 1992年 5月 2 0日发射 ,但卫星进入了一条比较低的轨道。 1994年 5月 4日射第 4颗 ,…     

成像光谱仪图像条带噪声去除的改进矩匹配方法

条带噪声是影响线阵CCD成像质量的一个重要因子。特别是对于CCD质量要求较高的高光谱成像往，往往由于硬件质量造成了许多通道中条带噪声的出现。分析了条带噪声形成的主要原因，比较了几种常用条带噪声去除方法及其局限性。在此基础上指出，标准的矩匹配方法改变了图像在成像行或列方向的均值分布，造成了一定的灰度畸变。这种情况对于在地物非均匀分布状况下成像的小幅图像尤其明显。着重提出和讨论了利用均值补偿法，傅里叶变换法，相关系数法结合矩匹配方法近似恢复由入射辐射强度产生的均值分布，从而达到保持图像质量并有效去除条带噪声的目的。并对条带噪声去除前后图像质量做了定性定量的比较，评价。     

Laser Scanning的基本原理及其应用前景

首先介绍了激光测距仪的发展历程,针对应用领域的不同,分别对3维激光成像仪和机载/星载激光测高仪的测量原理进行了阐述,并分别介绍了两种激光测距仪的工作流程以及数据处理流程,最后对两种激光测距仪的应用范围进行了阐述,并把两种激光测距技术和普通摄影测量进行了比较,指出了激光测距技术相对于普通摄影测量的优点,即高精度性、穿透性、实时性.