天绘一号卫星分辨率检测靶标的组成和布设

天绘一号卫星影像特性在轨检测是对卫星搭载的多种相机的主要性能指标进行动态检测,为天绘卫星影像产品的精度和可靠性提供保障。分辨率检测是影像特性检测的重要组成部分,本文主要对分辨率检测靶标的结构组成、外业布设等方面进行简要介绍。     

基于MTF的天绘一号卫星多光谱相机分辨率检测

研究了地面靶标检测成像系统的调制传递函数(MTF);介绍了利用MTF间接获取天绘一号多光谱相机分辨率的方法。结果表明,此方法可行,取得了可靠的检测结果。     

“天绘一号”卫星测绘相机在轨几何定标

卫星在空间环境运转过程中, 测绘相机的几何参数会发生不可预估的变化, 从而对摄影测量定位精度和数据处理精度产生影响。因此, 所有测绘卫星都对星载相机的几何参数进行在轨定标, 监测相机几何参数在轨运行状态下的变化情况。本文着重介绍了“天绘一号”卫星在轨几何定标的内容和采用的方法。     

“天绘一号”卫星在轨性能评估

“天绘一号”卫星是中国新一代传输型摄影测量卫星, 由航天东方红卫星有限公司基于CAST2000小卫星平台研制。01星于2010年8月发射成功, 02星于2012年5月发射成功。经过在轨测试, 两颗卫星性能指标均达到设计要求。本文介绍了“天绘一号”卫星在轨性能测试的结果, 为该卫星后续业务化应用提供宝贵数据。     

天绘一号卫星图像处理方法及应用研究

天绘一号卫星和资源三号卫星具备提供实时、大范围、经济、高分辨率的遥感卫星影像能力,有效解决了国家1∶50 000数据库动态更新工程覆盖区域大、更新周期短、现势性要求高等问题,为国家基础测绘节约了大量资金。本文对天绘一号卫星图像处理方法及应用进行了相关探讨。     

天绘一号三线阵相机在轨几何参数精化

为了找到适合天绘一号卫星三线阵相机在轨几何精化的模型和算法,首先分析了外方位线元素误差在几何参数精化中的影响,然后通过对定姿数据的预处理,消除了其中含有的高频噪声,并用正弦函数补偿了卫星平台飞行过程中的低频抖动,为三线阵相机每个镜头设计了姿态角常差模型。此外,根据传统的附加参数模型,构建了直接以像素坐标为观测值的内方位元素模型,并使用单侧有控外推的方式,确定最佳的精化模型参数组合及求解策略。试验表明,采用本文的精化方案,利用合理分布的控制点,天绘一号能达到平面精度约1 GSD,高程精度约0.8 GSD。     

多光谱相机基于灰阶靶标的在轨绝对辐射定标

多光谱相机在轨绝对辐射定标是其遥感数据定量化应用的关键环节。高空间分辨率多光谱相机基于大面积灰阶靶标的在轨辐射定标, 以灰阶靶标BRDF、漫射/总辐射比和大气光学厚度等参数的地面测量为主, 通过目标反射辐射与大气程辐射、周围环境辐射的分离, 消除了对气溶胶散射的假设, 简化了定标流程, 突破了基于大面积均匀场定标受到的地理位置和天气状态等条件限制, 该方法有望实现高空间分辨率多光谱相机全动态范围内的高频次、高精度业务化在轨辐射定标。不确定度分析表明, 目前该辐射定标方法可实现4.7%的不确定度, 将来有望提高到3%—4%的水平。对天绘一号多光谱相机进行了基于大面积灰阶靶标的定标试验, 通过两次过顶时刻地面总辐照度变化的比较及靶标观测值的回归分析, 初步判断两次定标时间内多光谱相机波段3的性能发生了变化。     

天绘一号卫星影像融合及其质量评价

以南京市天绘一号卫星影像为实验数据,运用IHS变换、Brovey变换、Wavelet变换、PCA、Pansharp等遥感影像融合方法对其全色和多光谱影像进行融合,并对5种方法的融合结果进行了定性和定量分析。实验结果表明,IHS变换法和Pansharp法能显著增强融合影像的光谱信息,提高融合影像的空间分辨率。     

基于天绘一号卫星影像的水体信息提取对比研究

针对天绘一号卫星高分辨率影像,采用面向对象分类方法对怀柔水库区域进行水体信息提取,在多尺度分割的基础上,统计地物的光谱信息、形状因子和亮度均值等,建立水体信息的特征集,充分利用高分辨率的特点提取水体信息,同时选取了参数相近的SPOT和RapidEye两幅国外高分影像进行对比研究,使用相同方法进行水体提取,对实验过程和结果进行了对比分析。针对提取结果,采用野外采样和矢量图分析两种方法综合进行精度评价,根据采样数据得到的精度分别为96.97%,95.45%,92.42%,分析实验结果的矢量图,其中天绘影像水体提取面积为5 537 412.5㎡,SPOT影像为5 398 225㎡,RapidEye影像为5 053 262.5㎡,对实际水域的面积覆盖分别达到了101.40%,98.85%,92.54%,天绘影像的整体精度较高,但在细节表现上较为模糊,主要误差来自于对湿地的误分。实验制定了适用于天绘影像的水体提取方法和规则,分析不同因素对分割与分类结果的影响,同时,我们比较了天绘影像与国外同级别高分影像的优劣性,为天绘影像的进一步应用提供了参考。     

“天绘一号”卫星在轨辐射定标方法

在轨辐射定标包括相对辐射定标和绝对辐射定标, 它是提高遥感数据定量化精度的关键步骤和重要方法。本文阐述了基于均匀场地分区综合的相对辐射定标方法、基于反照率的绝对辐射定标方法及其基本原理, 并首次将其应用于“天绘一号”卫星上的高分辨、多光谱和三线阵相机的辐射定标中。研究结果表明, 相对辐射定标过程去除了卫星图像的条带噪声, 且保存了图像细节;然后, 使用反照率基法, 通过在敦煌场地铺设灰阶靶标, 测量卫星过顶时的地物目标反射率光谱和大气信息, 对“天绘一号”卫星传感器进行了绝对辐射定标;最后, 使用辐射定标结果来反演地物反射率, 与实测的地物反射率相比误差小于5%, 验证了在轨辐射定标系数的有效性。     

一种天绘一号卫星影像精确定位方法

针对如何最大程度地减小天绘一号卫星RPC模型系统误差,真实反映像方坐标与物方坐标关系的问题,该文介绍了天绘一号卫星的基本情况及相应的RPC参数模型,给出了求解RPC参数的基本方法和流程。结合天绘一号卫星采用等效框幅式光束法平差进行无控定位的特点,利用平差后计算得到的加密点坐标,提出了一种基于像点仿射变换的RPC模型区域网平差方法,并进行了RPC参数修正。经天绘一号卫星精度检测实验表明,修正后的RPC参数能有效地弥补系统性误差,具有更高的定位精度。     

基于有理函数“天绘一号”影像无控制正射纠正

文中根据影像正射纠正的基本原理和方法,利用有理函数模型和天绘一号三线阵影像自身生成的DEM数据,实现天绘一号影像的正射纠正,并依据无控制条件下的影像纠正精度估算公式对影像正射纠正精度进行估算,按此方法在东北区域制作DOM,然后利用天绘一号卫星摄影参数检测场的航空影像成果对纠正的精度进行验证,实验结果表明,在天绘一号三线阵影像生成的DEM支持下进行天绘一号影像正射纠正具有较高的精度,能够满足制作1∶5万正射影像精度的要求。     

RPC模型立体定位在天绘卫星产品质量控制中的应用

天绘一号卫星1B级产品以RPC参数形式分发给用户,既保证了产品精度,又实现了传感器技术参数隐藏。本文介绍了天绘卫星RPC模型的定义,给出了基于RPC模型的立体定位方法,针对1B级产品三级验收流程编写了基于RPC模型立体定位的三级验收软件,并以此为基础介绍了RPC模型立体定位在1B级产品质量控制中的应用。     

一种提高CCD成像卫星空间分辨率的方法研究

从卫星硬件设计与地面软件处理相结合的角度出发，建立了一套提高卫星图像空间分辨率的方法。对模拟靶标图像、一航景物图像、遥感图像分别进行了不同分辨率成像效果的计算机模拟。结果表明，所建立的卫星图像空间分辨率提高理论是正确的，使卫星图像空间分辨率提高2倍甚至更多在理论上是可行的。这一研究成果的实际应用，将会提高卫星的空间分辨率，也可以在保持卫星分辨率的条件下，缩小光学仪器的焦距，使卫星相机小型化，减小其体积和重量。     

资源三号卫星在轨几何检校地面靶标铺设关键技术初探

简要介绍资源三号卫星在轨几何检校地面靶标铺设工作的一般流程,对操作中应用的部分关键技术进行介绍,为其他卫星在轨几何检校地面靶标铺设工作提供借鉴。     

一种多孔径SAR图像目标检测方法

提出了一种多孔径SAR图像目标检测方法,充分利用SAR图像幅度和相位信息来区分人造目标和杂波。由于人造目标的回波能量往往集中在部分方位角范围内,当该部分方位角范围所对应的多个子孔径图像中存在目标时,其局部相关性较强,因此,该方法利用多个子孔径图像之间的相干系数检测目标。实验结果表明,该方法有效地提高了目标检测概率,同时降低了虚警概率。     

利用主成分背景抑制的红外目标检测

提出了一种基于主成分背景抑制的红外目标检测算法。首先分析了红外成像的时空相关性,采用主成分分析技术分解时域关联信息抑制背景杂波;接着采用空间关联模糊自适应共振神经网络建立时空背景模型检测目标。实验结果显示,该算法能有效地抑制背景突显目标和检测出复杂场景下的红外目标,其F1指标值高达94.2%。     

基于图像融合的高分全色遥感影像变化检测

针对同一地区不同时期的全色高分辨遥感影像,提出一种基于影像融合的变化检测算法。首先采用基于匹配点的三角网校正方法对两景影像进行几何校正,然后选用基于迭代多元变化检测(IR-MAD)的相对辐射校正方法进行辐射一致性处理,接着对经几何一致性处理、辐射一致性处理后两张影像进行显著性融合,采用Mean-Shift分割算法对融合影像进行分割,选用方向梯度直方图(HOG)特征获取影像纹理强度图,最后通过比较分割块纹理变化获得变化检测结果。以Toposys激光雷达系统搭载相机拍摄的全色影像对该算法进行了检验,并使用单一时期影像为分割对象进行对比实验结果。实验结果表明,以融合影像为分割对象的结果远优于以单一时期影像为分割对象的变化检测结果,极大地减少了误检和漏检,在城市、郊区等地区人工地物变化监测中有一定的应用价值。