侧视雷达影像距离-共面模型严密定位

本文对现有侧视雷达遥感影像的几何构像模型在摄影测量应用中的不足进行了理论分析,以外方位元素作为定向参数,依次建立了像点坐标显函数形式的距离-共面(R-Cp)方程、地心直角坐标系中星载侧视雷达影像的距离-共面方程、以及星载侧视雷达遥感影像的严密定位模型,并进行了稀少控制点条件的星载TerraSAR-X影像定位试验。理论和试验表明,本文所建立的R-Cp严密定位模型,使得雷达影像像点量测坐标作为摄影测量观测值的属性得到体现,容易吸收和利用光学遥感影像基于共线方程模型发展起来的成熟的数字摄影测量数据处理方法,有利于提高雷达遥感影像摄影测量数据处理的严密性、稳定性、可靠性及数据处理效率。     

多源遥感信息在环保监测中的应用

针对采用单一的中分辨率遥感手段监测秸秆焚烧准确度有限的问题,本文提出利用MODIS数据作为火点提取的数据源,采用MODIS数据共享中心提供的"背景对比火点探测算法"得到初步的疑似火点,再以高分辨率影像为依据,采用土地利用类型分类和目视解译相结合的方式对疑似火点进行筛选,最终得到秸秆焚烧疑似火点产品。本文介绍了秸秆焚烧疑似火点提取的基本原理、业务组成、处理流程。经现场比对确认,相比以往单一数据源的监测方法提高了报对率和报准率,表明采用多源遥感的手段提取秸秆焚烧疑似火点的方法有很高的时效性、准确性和可行性。     

地面摄影RTK辅助SFM算法的影像定向

基于运动恢复结构(structure from motion,SFM)算法的地面影像定向通常没有考虑影像的位置姿态信息,影像定向结果在自由网坐标系,因此无法获取绝对坐标和真实尺度;利用地面摄影实时动态(real-time kinematic,RTK)技术可以获取地面影像的位置姿态信息,但是RTK和摄影测量的角度系统定义不同,RTK相位中心与影像投影中心存在偏差.针对这些问题,推导了利用RTK获取的GPS和角元素heading pitch roll(HPR)计算影像外方位元素的公式,提出地面摄影RTK辅助SFM算法的地面影像定向方法,在少量或者无需像控点条件下将SFM算法自由网的定向结果转换到绝对坐标系下,获得场景的真实坐标和尺度.实验结果表明,该转换公式正确,地面摄影RTK辅助SFM算法的影像定向方法可行.     

青海高寒草地春季火情的多源卫星遥感动态监测

多源卫星遥感数据源能为现场扑火指挥决策提供快速、准确的空间信息。根据火点在中红外波段辐射率和亮温急剧增大的特点,利用10个时次的国内外极轨气象卫星资料(包括首次利用了NPP卫星数据),针对2016年3月18—19日发生在青海省果洛藏族自治州久治县的草原火灾进行了实时动态监测,并采用高分数据提取了灾后过火面积。研究结果表明,气象卫星火点判识方法及阈值设定同样适用于青海高寒草地春季的火情监测;快速判识阈值的确定,可为日常火情实时监测业务提供快速、有效的技术支持。     

FY-3D/MERSI-II全球火点监测产品及其应用

FY-3D/MERSI-II全球火点监测产品主要包括全球范围内的火点位置、亚像元火点面积和火点强度等信息,可用于实时监测全球范围的森林草原火灾、秸秆焚烧等生物质燃烧状况。火点判识算法主要根据中红外通道对高温热源的敏感特性,即含有火点的中红外通道像元辐亮度和亮温较远红外通道的辐亮度和亮温偏高,同时较周边非火点的中红外像元偏高,建立合适的阈值可探测含有火点的像元。亚像元火点面积估算主要使用中红外单通道估算,根据亚像元火点面积估算结果对火点强度进行分级,不同的级别表示不同程度的火点辐射强度。基于全球火点自动判识结果,每日生成0.01°分辨率的卫星遥感日全球火点产品,每月生产0.25°×0.25°格点的全球月火点密度图。在利用FY-3D/MERSI-II火点产品开展的全球火点监测应用中,对多起全球重大野火事件进行了监测,为防灾减灾、全球气候变化研究、生态环境保护等方面提供卫星遥感信息支持。     

基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法

沉降监测是建筑物变形监测的重要内容,许多特大异形建筑和大型设备难以安装固定观测设备甚至无法直接接触,因而无法用传统的测量方法(水准测量、全站仪三角高程、GNSS等)进行沉降监测。文中提出一种基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法,即为普通全站仪加装CCD模块获取长焦影像,利用基于旋转纠正的简易标定法获取影像的内外方位元素,根据加入平面方程约束的摄影测量原理计算监测点三维坐标,采用SIFT算子对各期影像进行监测点特征提取与匹配,计算建筑物各期沉降量。实验结果表明,对于建筑物的沉降量与沉降变化趋势,本文方法与全站仪棱镜实测方法的结果一致。     

利用GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品提取过火区的方法

利用遥感技术获取过火区信息对生态环境监测具有重要意义,其中高分辨率数据更适合提取小范围过火区。目前已有多种利用国外火点产品结合遥感影像提取过火区的研究。为了增强国产遥感数据火情监测能力,提高小范围过火区的提取效率和精度,基于过火前后2幅GF-1 WFV影像和多时相FY-3D MERSI火点产品开展过火区提取研究。2处研究区分别位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县和西昌市。首先根据火点与过火区形成的关系,结合火点的时间、空间和光谱特征,筛选并扩充火点像元,确定过火区粗略范围;然后确定每种地表类型的分割阈值,分类过火像元和非过火像元;最后剔除周边小斑块,得到过火区提取结果。以人机交互方式获得的过火区参考真值作验证,并与神经网络分类法提取过火区的结果作对比。结果表明本文方法的过火区提取结果精度要明显高于神经网络分类法,Kappa系数达到0.82。该方法可以充分结合GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品数据的优势,降低样本像元选择时间成本和不确定性,快速准确地提取小范围过火区。未来可考虑通过选择更高精度的火点产品,结合实地考察验证对该方法改进完善。     

基于VIIRS数据的哈尔滨市秸秆焚烧火点监测

采用哈尔滨市2020年秋收季开始至2021年春耕季结束的VIIRS SDR 742 m分辨率下的第5、7、11波段反射率产品和13、15、16波段亮温值产品,分析火点像元亮温特征及与背景亮温的偏差来提取哈尔滨市秸秆焚烧火点信息,对VIIRS卫星影像数据提取算法进行验证,同时对火点监测算法监测到的哈尔滨市秸秆焚烧火点进行时空分布研究。结果表明,此算法监测率较高,可以为监管部门提供重点有效的监测信息,提高对重点区域的监管力度。     

一种利用单张影像进行规则物体三维重建的方法

提出了一种以单张影像为基础,基于灭点几何原理、共线条件方程及共面约束条件,进行规则物体三维重建的方法。该方法通过影像中的3条两两垂直的直线,利用灭点几何原理得到了影像的方位角元素;利用解算的角元素及共线方程得到了摄影中心坐标;最后,利用解算的影像外方位元素及共面约束条件得到规则物体的三维几何模型。     

精细化建模在特大桥维护检测中的应用

本文采用多型号旋翼无人机及挂载,运用倾斜摄影、贴近摄影等方法获取铁路特大桥梁主体及桥梁周边地势险峻区域环境的高分辨率、多角度影像;基于影像利用实景建模系统和云服务器实时地进行高精度实景三维模型生产;利用此类模型成果对特大桥的日常维护检查提供有效的数据支撑,弥补了现有检测手段的不足,提高了检查效率,降低人员风险。本文以云贵铁路南盘江特大桥为例,对上述技术方法进行探讨,对现有技术的不足和未来的发展进行相关的讨论。     

“3S”技术在农作物秸秆焚烧监测中的应用

介绍了“3S”技术在农作物秸秆焚烧监测中应用的一般原理和方法，包括利用RS技术监测焚烧农作物秸秆火点，判定农作物 进入收割期； 利用GIS技术确定卫星遥感监测焚烧农作物秸秆火点的性质和对火点信息进行分析管理； 利用GPS技术指导查找验证火 点的具体位置等。同时，还介绍了国家卫星气象中心近年来采用“3S”技术监测农作物秸秆焚烧的概况。     

一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法

根据物点坐标计算其对应的像点坐标即坐标反投影计算,是线阵推扫式影像处理的基础.由于线阵推扫式影像多中心成像的特点,必须通过迭代计算物点在成像时刻对应的扫描行,然后再精确计算物点对应的像点坐标,因此,坐标反投影计算的效率直接影响线阵推扫式影像的处理效率.本文提出一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法.该算法采用了一种高效的基于物方投影几何约束的最佳扫描线搜索策略,基于线阵推扫式影像特有的摄影几何约束,将传统的基于CCD探元焦平面坐标约束的像方迭代搜索过程,转化为基于各扫描行中心投影面约束关系的物方简单几何计算的搜索过程,从而有效地避免了传统像方搜索策略中基于严密传感器数学模型的繁琐计算,有效减少了最佳扫描线搜索的计算量.通过对机载和星载推扫式影像数据的实验,验证了该算法的可行性、精确性和高效性.     

一种TDI CCD推扫影像的坐标反变换方法

坐标反变换即根据已知的物方坐标求其像方坐标的过程,是线阵推扫式影像几何处理的重要计算环节。对于时间延迟积分电荷耦合器件(time delay integration charge coupled devices,TDI CCD)推扫影像,由于行积分时间跳变,若直接基于共线方程模型进行坐标反变换计算,不仅迭代次数多,在某些情况下还会出现不收敛的情况;利用有理多项式模型等通用成像几何模型替代其共线方程模型时,又存在拟合精度不高难以满足实际要求的问题。对此,本文提出了一种基于虚拟扫描行的TDI CCD推扫影像坐标反变换方法,巧妙地解决了TDI CCD推扫影像坐标反变换的效率和精度问题,利用国产资源卫星进行实验验证了此方法的正确性和可行性。     

基于已知定向参数影像的光束法区域网平差

从自检校光束法区域网平差模型出发,建立了利用同一地区已知定向参数的影像解求新获取影像外方位元素并进行目标定位的数学模型。以此为基础,对来自某地区相隔两年的三期不同摄影比例尺航空影像两两组合地进行联合光束法区域网平差。结果表明,当两期影像比例尺相近时,所解求的新影像外方位元素和加密点坐标精度基本达到常规光束法区域网平差的精度;当两期影像比例尺不同时,利用已知定向参数的大比例尺影像解求出的小比例尺影像的外方位元素和加密点坐标可满足现行规范精度要求,利用已知定向参数的小比例尺影像去解求大比例尺影像的外方位元素和加密点坐标精度明显下降且不可用。本文的研究证实,就同一地区的多时相航摄影像而言,利用已知定向参数的影像进行新影像的定向方法是可行的。     

一种相机标定参数的柱面全景影像拼接方法

针对全景影像拼接方法存在批量快速拼接困难、匹配精度低、匹配成功率不高等问题,该文提出一种多拼柱面全景相机影像的严密拼接方法。首先对全景相机进行标定,获取每台相机的内参数和单相机之间的相对外方位元素;再根据摄影距离以及摄影中心、像点与物点三点共线的原则,求出每张影像中像点对应的物方点的坐标;最后根据虚拟摄影中心、物点和虚拟像点三点共线的原则,得出像点在柱面上对应的虚拟像点坐标,经过角度归算和影像间的融合处理,获取柱面全景影像。实验表明,多拼全景相机影像拼接方法达到了严密、快速的拼接效果,可方便实现全景影像和单相机影像之间的坐标变换,为后续全景影像的浏览、量测、真彩激光点云的生成和实景测量等应用提供了一种影像拼接方法。     

矿区多角度无人机遥感三维影像图制作

利用无人机遥感系统对矿区进行了竖直摄影和倾斜摄影,采用SIFT特征与最小二乘的影像自动匹配方法对影像进行处理,并在此基础上制作完成了测区的正射影像图和三维全景影像图,精度达到了用户要求,从而验证了无人机作为准实时获取矿区空间信息平台的可行性和实用性,为无人机遥感系统在相关领域的应用提供了经验和借鉴。     

卫星遥感火点监测应用和研究进展

卫星遥感在自然灾害管理和应对中发挥了越来越多的作用。火点遥感在火灾频发的时候也被寄予厚望。梳理了火山、环境、气候、火灾等方面对火点遥感的需求,中国火灾监测的行业用户对时空分辨率需求迫切程度不同;概述了用于火点遥感监测的卫星数据源特点,光谱维度上以热红外敏感波段最重要,卫星轨道特点也是影响火点遥感监测能力重要因素;在分析火点遥感物理原理和方法的基础上,综述了当前火点遥感方法的研究进展及优缺点。按照火灾发生的灾前、灾中、灾后3个阶段,分别讨论了当前火点遥感提供信息支撑的能力。火点遥感用于发现火灾仍需要与地面监测等手段联合使用。     

平面约束单目序列影像解析方法

针对目前单目监控相机参数与方位元素未知、影像解析方法适用性不强等问题,该文提出一种基于平面约束的单目像机序列影像解析方法。首先以移动三维检校场为基础建立物方坐标系,并用其检校单目监控像机;然后结合视场中的平面元素对直接线性变换(DLT)反变换方程进行约束,利用平面约束DLT反变换方程求解目标物方点位坐标;最后根据监控像机的像机参数和方位元素不变的特点,进而解析序列影像,为单目影像解析提供了新思路。该文最后以一起实际交通事故的监控影像解析为例,验证了该方法的可靠性和实用性。     

三线阵CCD影像直接前方交会精度估算

本文从前方交会公式入手,详细推导了三线阵CCD影像在无地面控制点条件下,地面点坐标的精度估算公式,可运用于航天摄影测量工程中对有关指标进行有效评估,并且利用模拟数据进行精度估算,指出了摄站和姿态精度与定位精度的关系。提出了实现1∶5万比例尺测图的解决方案。     

基于ArcEngine的林火监测云图坐标转换及配准功能的研发

采用二次开发语言VB,通过基于ArcEngine的组件开发模式,对林火监测云图进行配准及坐标转换,使其能够与基础地理信息数据叠加显示,准确判断火点的属地信息等相关地理信息以及相关防火、扑火信息,并且可以依托地理信息系统对火点信息进行管理。使林火监测云图与地理信息系统高度融合,增加了地理信息系统数据的来源,提高了云图的使用效率。最终促进了森林防火工作的信息化和现代化。