机载成像光谱仪图像大气程辐射影响归一化及其简化校正

航空成像光谱仪得到的图像，其临边的辐射值与飞机正下方（天底点）的辐射值差别较大，此种现像称之为扫描图像的临边效应，它严重影响图像的质量，使图像的有效使用面积大为减少，还可能引起错误的判读，为了消除这种影响。本文提出一种物理意义明确，在实施过程中简单易行，而有效的方法，文中将详述航空飞行方式、数据及图像处理方法，而不涉及星载扫描图像的处理问题。     

航空扫描图像视角辐射误差的统计改正方法

在航空遥感中，位于传感器扫描线上的像元由于视角位置的不同，通常产生不同的辐射误差。这种辐射误差严重影响了基于遥感图像进行的各种定量分析的精度。因此，对这种视角辐射误差进行改正非常必要。本文从传感器视角和微小平面反射的角度出发，讨论和分析了航空扫描图像的视角辐射误差，研究了航空扫描图像中由于视角引起辐射误差的统计改正方法，并利用模拟扫描数据进行了试验，结果表明该方法是有效的。     

机载短波红外分光谱扫描数据进行油气藏勘查的模式识别研究

本文通过图像辐射恢复处理消除了大范围航空短波红外分光谱扫描图像的辐射畸变。以土壤吸附烃的光谱特性为依据，通过对训练区图像的因子分析，在主因子空间上，确定出土壤吸附烃异常的特征方向。通过确定方向因子分析的处理，实现了大范围的油气异常信息的识别、提取与分类。     

临边遥感大气辐射传输的宽光谱快速计算模型

为解决目前临边遥感大气辐射传输模型存在计算光谱窄和计算速度慢等问题,基于HITRAN2008数据库、带模式算法和临边辐射传输方程建立了0.2—20μm波段大气临边辐射传输的宽光谱快速计算模型FALTRAN。建立了含有散射辐射和热辐射的临边辐射传输方程,并依据临边几何特征提出了一种基于有限差分的半球辐射累加HRA解算方法。利用FALTRAN计算分析了几个常用的遥感波段内典型大气条件和切向高度时大气的临边辐射特性,并定量分析了左、右半球辐射对总辐射的贡献情况。模型校验结果表明,FALTRAN与CDI模型的计算结果相对差异在2%以内,并与MIPAS的测量结果符合很好,验证了FALTRAN在临边遥感中大气传输计算的可靠性。     

一种去噪声的新方法

去噪声是进行辐射校正的重要手段,国内外已进行了大量的研究,开发了多种手段,对去除 图像上的一般噪声是切实有效的,但对于去除焦作矿区航空多光谱扫描图像上的噪声,用传统的 去噪声软件,效果很不理想,开发去噪声的新软件是非常必要的。结合航空多光谱扫描片上噪声 分布特征,开发的去噪声新软件功能全面,效果显着。     

一种Voronoi图的扫描地图矢量化方法

提出了一种基于Voronoi图的扫描地图矢量化方法。该方法首先对需要矢量化的图层所对应的图像进行二值化,采用二值栅格边界追踪技术提取边界像元;再以这些边界像元的中心点为基础建立Voronoi图,依据拟定的骨架线判定规则,提取满足条件的Voronoi边形成骨架线,获得矢量化要素数据。实验结果表明,该方法能处理较为复杂的扫描地图,具有较好的识别效果和处理速度。     

图像重采样对调制传递函数估算的影响

选取理想刃边图像和真实遥感图像作为原始图像,对其进行多种辐射和几何重采样操作,得到了一系列退化图像;用这些图像按照刃边法对成像系统的调制传递函数进行了估算。试验表明,采用刃边法估算成像系统的调制传递函数时,为了视觉效果,可以对图像进行适当的辐射重采样操作,基本不会影响成像系统的调制传递函数;而几何重采样则会严重影响成像系统的调制传递函数。     

一种侧扫声呐图像去噪及均衡化综合处理方法

侧扫声呐在测量过程中易受其他作业船只及作业船速、尾流、增益参数设置等因素的综合影响,导致其图像存在多种噪声干扰及辐射畸变问题,传统方法难以有效滤除,严重影响海底地物和目标的判读。本文根据侧扫声呐图像的特点,提出了一种新颖的去噪及均衡化综合处理方法。与传统方法相比,综合法处理后图像熵值减小,峰值信噪比增大,且目标形状得到了有效保持,实现了侧扫声呐图像的高质量获取。     

面阵摆扫航空相机序列图像的大区域无缝拼接

针对新型航空相机采用高灵敏度、高帧频小面阵探测器,在垂直飞行方向快速往返摆扫成像,图像直接地理定向无法满足大区域拼接精度的问题,该文提出一种面阵摆扫航空相机序列图像大区域无缝拼接方法。采用自由网平差方法提高图像相对位置精度,采用顾及重叠的面Voronoi图方法来生成拼接线网络,利用均值-方差规定化方法进行单幅图像内部匀光,通过辐射空三方法进行区域图像整体匀光,最后通过基于模板的羽化方法来消除拼接线附近的局部辐射差异。通过航空飞行试验数据的大区域自动拼接试验表明,该方法能够实现序列面阵摆扫航空图像在视觉效果上的无缝拼接。     

陆地卫星数据信息提取的一个新方法

陆地卫星图像的磁带数码值或扫描密度值,均可被转换成绝对辐射值。四个波段中的每一波段的辐射值,均可分解为具有不同物理意义的三部分,其中,四个波段中物理意义相同的那一部分,又可被重新组合起来,于是,便得到三个新变量。它们分别被命名为总辐射水平值L,可见-红外(辐射)平衡值B,和波段(辐射)变化向量值V。L能监测地物的辐射强度;B能监测水、水分和地表层的潮湿程度,并能区分云、雪和冰;V能监测植被的密度与生活力,因而是植被状况的良好指标。这三个变量几乎包含了原四个波段的全部信息,因此,通常只需处理这三个变量。算法基于回归分析且维数低,因此十分简单。因而,可节省图像处理时间和费用。使用这个方法,可以获得真正三色的、接近于自然色彩的真彩色合成图像,还可获得相应于地物特征的有意义的密度分割图像。此方法已被应用于中国和世界范围内的遥感资料。     

红外临边探测发展现状

临边探测器垂直分辨率高,辐射信号的变化主要受大气参数影响,且辐射校准后几乎不受背景辐射影响,对痕量气体可探测性强,探测高度约为10—100 km,对臭氧层的大气遥感监测具有特殊意义。红外临边传感器经过40余年的发展过程,在通道数目、信噪比、可探测目标种类、冷冻技术、在轨寿命方面都有明显改进。本文以平流层O_3及其相关的痕量气体为中心,按照传感器搭载的卫星平台及卫星发射时间的先后顺序,比较了国际上已有的LRIR、LIMS、SAMS、ISAMS、CLAES、MIPAS、HIRDLS、TES共8个星载红外临边探测器的特性、探测目标、技术改进、性能提升等;介绍了红外临边探测大气成分的反演原理;总结了红外临边探测器在痕量气体,平流层云与气溶胶,重力波与极涡,非局部热力学平衡效应4个方面的应用成果。最后对红外临边探测的前景趋势提出了思考。     

基于蚁群行为仿真的影像分割

提出以像元的灰度值、能量值和分形维作为信息素的蚁群行为仿真的图像分割原理和方法。由该方法对3幅航空影像进行图像分割试验,得到图像的粗分割。利用本文提出的精处理方法,得到图像分割的最终结果。采用标记点量测的方法,对分割图像作出质量评价,结果表明,该方法很有应用前景。     

基于互信息的LIDAR与光学影像配准方法

本章论述了基于互信息的是单幅影像与LIDAR数据的配准方法。本方案是基于两幅图像灰度值的配准方法,即利用LIDAR数据生成的强度图像,实现与航空影像的配准。虽然两种传感器得到图像的灰度值有较大差异,且不成线性关系,通过引入互信息,可以将穷举的搜索问题变成基于相似性测度函数的优化问题。实验表明互信息准则对于航空影像与LiDAR数据之间是有效的。     

数字航空影像辐射信息精处理问题的探讨

在分析数字航空影像辐射信息的基础上,针对数字航空像片的特点,探讨对数字航空影像进行匀光和匀色处理的技术方法,以及实现批量化处理的方法研究。     

航空多光谱遥感识别沉积岩地层岩性的应用研究

本文讨论了应用航空多光谱扫描数据提取的光谱信息,结合野外实测地面波谱和计算机图像比值等增强处理的方法,来识别岩性。进而在岩性组合判读的基础上,进行了地层分析,取得了预期的效果。     

6S辐射传输模型在校正哈尔滨市遥感图像中的应用

由于遥感器在空中获取地表信息过程中,受到大气成分吸收与散射的影响,测量值发生辐射失真。本文通过分析大气成分对辐射传输的影响,探讨遥感图像处理中大气校正的方法。     

OMIS-Ⅱ机载高光谱遥感图像边缘辐射畸变校正方法优选

OMIS-Ⅱ机载高光谱遥感成像由于受仪器、大气、地物反射非朗伯特性以及观测几何等的影响,图像上常存在扫描方向上的辐射亮度不均,无法直接利用图像进行基于地物光谱特征的定量或半定量应用。本研究尝试运用直方图匹配和矩匹配两种方法对OMIS-Ⅱ图像进行辐射校正,并从空间和光谱角度分析校正效果。研究表明:在空间维上,两种方法均能有效恢复图像边缘地物信息,校正效果没有显著差异;在光谱维上,矩匹配法更适合于机载高光谱OMIS-Ⅱ图像的边缘辐射校正。     

多目标无人机微型凝视高光谱成像仪辐射校正

微型凝视高光谱成像仪可以同时获取两个空间维度和一个光谱维度图像,且仅记录整个高光谱图像的外方位元素而不是记录每一帧图像的外方位元素,避免了扫描时的几何不稳定性,有效解决了小型线扫式高光谱成像仪成像几何变形大的问题,适合于姿态不稳定小型无人机负载平台。目前,研究大多集中于线扫式高光谱成像仪辐射校正方法。凝视型高光谱成像仪应用时间较短,国内外没有较为成熟的数据处理研究,阻碍了无人机微型凝视高光谱成像系统的应用。本文研究了无人机载微型凝视高光谱成像仪辐射响应线性度特性和辐射响应变异性的校正方法,并定量评估该方法的有效性。结果表明,辐射响应变异性校正前,高光谱图像存在明显的渐晕效应和条带现象,校正后,不同波段中像元的辐射响应变异系数显著下降,且渐晕效应和图像条带明显减少。本文提出了基于多目标辐射定标方法,并通过比较定标后的高光谱图像光谱与地面光谱仪实测地物光谱来验证辐射定标的精度。结果表明,多目标辐射定标方法的定标结果表现出更好的效果,特别对于近红外波段,与光谱仪实测的地物反射率差异较小。     

自动确定图像二值化最佳阈值的新方法

在详细分析二值化处理原理及当前技术的前提下，综合考虑图像的各种实际情况，提出了自动确定图像二值化阈值的增强大津法和边缘检测阈值法。多次实验表明，根据这两种方法确定的阈值对图像进行二值化处理，不仅可有效地解决图像灰度随地特征变化的图像处理问题，同时对于同一信号源的图像也有相当理想的处理效果，该方法可进一步应用于图像分割等。     

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。