北京1号小卫星多光谱影像全国镶嵌技术与制图研究

北京1号小卫星在轨运行一年多成功接收了覆盖中国各个行政区域的多光谱影像数据,为全国数字镶嵌图的研究提供了丰富的数据资料.针对北京1号小卫星特点进行关键技术和方法研究,形成了北京1号小卫星多光谱影像全国范围数据获取任务测控优化模式,解决了北京1号小卫星多光谱数据预处理中去条带、波段自动配准、MTF复原处理等关键技术,系统地、全面地阐述了全国镶嵌图制作的技术流程和方法.     

高分二号卫星遥感影像制图适用性分析

遥感影像制图是高分辨率卫星数据应用的主要方面之一。针对高分二号卫星影像制图流程,本文讨论了影响制图效果的几个关键因素,包括自然真彩色波段合成方式、人眼分辨率与打印分辨率（DPI）的关系、卫星影像空间分辨率与制图比例尺的关系。实践证明,这些处理方法在高分辨率遥感影像制图工作应用中取得了良好的效果。     

高分二号卫星影像融合技术研究

针对高分二号卫星影像的融合方法展开研究,选取Pansharp融合、Gram-Schmidt光谱锐化、HPF融合、主成分变换、Brovey变换5种融合方法进行融合对比实验。结果表明,Pansharp融合法和Gram-Schmidt光谱锐化法效果最优,其中Pansharp融合影像的清晰度和锐化程度尤其高,Brovey变换法虽然极大地提高了融合影像的空间分辨率,但会存在色彩严重失真的情况,HPF融合法和主成分变换法融合效果相对较差。     

高分一号卫星影像谐波模型模拟方法研究

随着遥感技术的发展,遥感应用的广度和深度得到了大幅度提升,遥感用户对遥感数据的空间分辨率及时间分辨率的需求也越来越高。遥感影像空间分辨率与时间分辨率之间的矛盾难以调和,再加上云、雾、雪和云阴影等因素的影响,限制了高时空分辨率干净遥感影像的获取,为此尝试研发一种影像模拟方法,以便拓展高空间分辨率遥感影像的时间分辨率。利用无云、雾、雪和云阴影的高分一号(GF-1)卫星时间序列影像为每个波段每个像元构建以日期为参数的谐波模型,进而建立基于谐波模型的影像模拟方法,实现指定日期GF-1卫星影像的模拟。基于谐波模型的影像模拟方法生成的模拟影像与真实影像在视觉上十分接近,在定量评估方面也取得了较好的效果,两者之间各波段大多数像元差值处于-0. 03~0. 03间,均方根误差保持在0. 02~0. 05间,表明基于谐波模型的影像模拟方法具有较高的精度与稳定性,可有效提升GF-1卫星影像的时间分辨率,具有一定的实用价值。     

缅甸毛淡棉地区高分一号卫星影像

正高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星,配置了2台2m分辨率全色和8m分辨率多光谱相机以及4台16m分辨率多光谱宽幅相机,具有高、中空间分辨率对地观测和大幅宽成像结合的特点,其2m分辨率全色和8m分辨率多光谱图像组合幅宽优于60km,16m分辨率多光谱图像组合幅宽优于800km,为国际同类卫星观测幅宽的最高水平,大幅提升了观测能力,对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。封面图片是高分     

高分一号卫星影像自动云检测

针对高分一号卫星影像普遍含云且光谱探测范围窄、波段少、数据量大的特点,提出一种基于自适应阈值和形态学综合的云检测算法。选取一定数目的无云和含云样本影像,分别估算出最高和最低亮度阈值,以双阈值为限定条件改进最大类间方差算法,计算出精确亮度阈值,并定性筛选无云影像。通过云区形态学综合进一步改善云检测效果,得到影像云掩模和含云量。实验表明,该算法简单有效,能对少云、多云影像做出比较精确的检测,也能定性识别出无云影像,适用于全色、多光谱影像,可满足海量数据自动化处理的需要。     

基于SVM的高分一号卫星影像分类

以辽宁阜新为研究区,运用支持向量机(SVM)的方法对高分一号8 m,16 m和Landsat8多光谱影像进行土地利用分类对比研究。实验表明,SVM的分类精度高于最小距离和最大似然方法,高分一号多光谱数据的分类精度高于Landsat8数据,可以应用于土地利用的分类。     

基于高分三号卫星影像的水体信息提取技术研究

随着各类卫星遥感和航天航空技术的不断进步,采用卫星遥感图像来提取水域的信息成为了新的选择和研究的热点.同时SAR(合成孔径雷达)技术以其不受各类气候、气象的干扰,高分辨率、穿透力强的优点,成为水域信息提取的重要手段.高分三号卫星是近年来我国发射的SAR卫星,为此本文研究所采用的数据源为高分三号HH、VV、HV、VH四种极化方式的SAR图像,研究区域为长春市农安县太平池水库及共青团水库,采用经验阈值分割法分别提取其水域信息,进而分析评价水域提取的正确性和精度.总结发现:1)使用经验阈值分割法可以从SAR图像上提取水体;2)提取的水体经过和天地图和谷歌地图的比对,验证了正确性;3)不同极化方式所提取出来的水体的效果是不同的.     

高分二号卫星影像几何校正方法研究

在对影响几何校正精度的因素(校正模型、控制点分布、重采样方法等)进行分析的基础上,本文对吉林省洮南地区高分二号影像分别采用有理函数、多项式、RST、局部三角网4种模型进行校正并对比其精度。同时,基于有理函数模型,分别采用最邻近像元法、双线性内插法、三次卷积法进行重采样、比较不同重采样方法对几何校正精度的影响。     

高分二号卫星影像批量预处理应用研究

以宁波市规划区高分二号卫星影像为数据源,在明确数据正射—融合预处理和大气校正预处理流程的基础上,对研究区内影像进行了批量预处理,并对结果进行了分析评价。结果表明,批量预处理后的结果能满足1∶10 000正射影像生产要求和获取较为准确的地表反射率信息,可为后续宁波市遥感应用提供基础数据。     

“高分一号”卫星影像业务流程化处理平台研究

应用高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱、高重叠度等成像方式为对地观测提供大量数据的同时,也给数据处理和数据产品的生产带来了新的挑战。本文针对"高分一号"卫星影像的特点,通过对高分辨率卫星影像数据处理核心算法和一键式全流程自动化处理关键技术的研究,提出了一种主体基于C/S架构的业务流程化数据处理平台。该平台融合了GPU与CPU异构计算架构,能够根据不同卫星影像产品需求实现相应的业务流程化处理,有效提高了影像产品生产的自动化程度和业务灵活性。为了验证该平台的可行性,本文给出了实际的数据生产案例,结果表明,该平台能够实现"高分一号"卫星影像数据的业务流程化处理,能够在减少人工干预的同时生产各级影像校正产品和专题影像产品。     

高分一号遥感卫星影像融合及质量评价方法研究

遥感技术正在突飞猛进的发展,影像融合技术得到了深入研究,本文在像素级融合的基础上,以高分一号卫星影像为实验数据源,并用主成分变换、Brovey变换、Gram－Schimdt变换、HSV变换等方法,进行试验研究,并以主客观相结合的方式,对实验结果进行评价,最后得出结论,本文研究成果可对高分一号影像进一步应用提供借鉴。     

高分一号WFV影像的深圳市水库CODMn浓度时空分布特征

COD_Mn是反映水体有机污染程度的一个重要水质参数。地表水有机污染遥感监测主要面临两个挑战：技术方法大多基于经验模型,依赖大量实测数据;有机污染评价的综合性指标,水质参数不明确。针对上述问题,本文从辐射传输机理出发,基于研究区水体特征,考虑悬浮泥沙、叶绿素、耗氧性有机物3大水质因子,提出一种反演机理清晰、参数意义明确的像元反射率与COD_Mn浓度的物理模型。通过深圳市3大水库COD_Mn浓度反演与验证,决定系数R²达到0.832,模型方法可靠明。对3大水库COD_Mn浓度时空分布特征研究,结果表明：(1) 3大水库总体COD_Mn浓度不高,受到轻度有机污染。(2)浓度高值区多在库角居民区附近,水库连接处未出现污染扩散。(3) 2018年3月—2019年5月,库区水质改善,与2018年深圳市治水专项活动背景保持一致,建议水库水质保护核心是控制外源污染,避免丰水期污染源的输入。本文的模型方法是基于广东省典型水体光学参数,而水体固有光学特征具有季节差异,未来将进一步研究...     

高分二号卫星影像融合方法探析

图像融合技术是卫星影像处理过程中的一个重要步骤,它可以将全色影像的高空间分辨率特点与多光谱影像的高光谱分辨率特点有机地结合起来,使得融合后的影像更利于后续解译。由于融合处理方法的原理以及获取影像的传感器特性不同,不同的卫星影像适合于不同的融合方法。针对高分二号卫星影像的特点,本文采用Gram-Schmidt融合法、FIHS变换方法、HPF方法、Pansharp方法进行试验。实验结果表明:HPF方法所得融合结果在光谱特性保持方法性能最优,而Pansharp方法融合结果在信息量的保持以及清晰度方面效果更优,因此,在实际应用中,应根据具体需求进行方法选择。     

基于资源三号卫星影像的制图研究

资源三号卫星影像数据广泛应用于基础测绘、地理国情监测、地图数据更新等领域。本文运用资源三号影像进行地图制作研究。结果表明,资源三号卫星影像能用于城市道路和居民地的更新,可满足城市地图更新的需求。     

无人机影像与高分卫星影像融合方法研究

针对目前卫星影像数据有丰富的光谱信息但是空间信息不足,而无人机影像空间分辨率高但是光谱信息缺乏的问题,本文将高分二号卫星多光谱影像数据与无人机正射影像数据融合,得到高空间分辨率和光谱信息丰富的融合影像。通过实际数据分别利用PCA、HIS、高通滤波3种常用的图像融合方法进行高分二号卫星多光谱影像与无人机正射影像的融合实验,并通过定性和定量分析的方法从光谱信息保留的完好性和空间信息表达的分辨率2个方面对比分析了3种融合方法的融合效果。     

高分三号卫星影像制作DEM的试验

针对很多地区受天气影响无法采用国产光学立体像对制作DEM的问题,基于高分三号(GF3)卫星西安地区的影像,利用InSAR技术,采用"基于块的自适应于不同相干性特性的滤波方法""大规模并行单基线相位解缠",获取高精度的DEM,并从LiDAR点云中提取检测点,对DEM的精度进行检测。理论分析和处理结果表明:针对QPSI模式的GF3影像,相干系数约大于0.8的大范围区域才可满足生产1∶25 000、1∶50 000 DEM的要求;研究区山地起伏较大,影像获取时间是2017年的5—6月,植被比较茂盛,有较大的干涉相位噪声,DEM的精度受到很大影响。"基于块的自适应于不同相干性特性的滤波方法"对不同相干性区域均有较好的滤波效果;"大规模并行单基线相位解缠"保证了局部解和全局解的一致性,并行比例高。针对高分三号影像的特点,制定流程化的生产方案,为后续DEM的批量生产提供了作业依据。     

高分二号卫星影像融合及质量评价

高分二号卫星(GF-2)是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1 m的民用光学遥感卫星,配备有0.81 m空间分辨率的全色相机和3.24 m空间分辨率的多光谱相机。对比分析适合GF-2影像的融合方法对于提高其应用效果与扩大应用领域具有实际意义。针对东北地区2014年11月22日和27日成像的GF-2影像,分别采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、GS(Gram-Schmidt)变换、modified-HIS(intensity hue saturation)变换、高通滤波方法(high pass filter,HPF)和超球体色彩空间变换(hyperspherical color space resolution merge,HCS)等5种融合方法对多光谱和全色数据进行融合。并对5种融合影像进行质量评价,首先采用目视分析方法进行定性评价,其次采用信息熵、平均梯度、相关系数和光谱扭曲度等统计学指标进行客观定量评价,最后对融合影像进行地物分类。结果表明,HCS与GS变换融合影像无论是在视觉还是在地物分类应用上都具有较好的效果,且没有波段数的限制,最适合GF-2影像融合;HPF方法对空间细节信息的增强仅次于HCS变换,但是其光谱保真度效果最差;PCA和modified-IHS变换融合效果比较适中,可以作为GF-2影像融合的候补方法。     

基于同步观测的高分一号卫星影像辐射质量评价

针对高分一号卫星(GF-1)影像进行辐射特征的质量评价研究。通过设计同步观测实验,得到目标区域的同步观测卫星影像数据、大气与太阳光照数据和地面光谱数据;利用值域、均值和标准差等灰度特征指标以及对比度、清晰度、信息熵和角二阶矩等纹理特征指标评价GF-1影像的整体质量。实验结果表明:GF-1影像能较好地区分不同的地物类别,反映不同地物的空间特征和结构差异;整体信息的丰富程度和地物特征表现能力上能满足一般的使用需求,使用时可根据需求选用不同波段的影像来满足实际需要。     

高分二号卫星遥感影像控制点自动提取

针对传统的手动和半自动方式无法快速有效地进行控制点提取,该文提出了一种高效自动化的高分二号卫星影像控制点提取方法。采用Harris算法和基于地理位置的匹配算法求解特征点,利用随机抽样一致性(RANSAC)算法进行误差剔除,最小二乘匹配获得最优解,并进行高分二号卫星影像的几何校正,实现了较好的校正结果。实验结果表明:所采用算法可以快速有效的提取控制点,可应用于高分辨卫星数据的控制点提取与几何校正。