合成孔径雷达图像辐值校正和几何校正的探讨

数字镶嵌是一种常用的数字图像处理技术。然而,用常规的数字镶嵌技术(利用地面控制点) 镶嵌合成孔径雷达图像并不理想。因为侧视雷达图像的畸变(几何和辐值)都与射束方向距离有 关。当相邻航带图像拼接时,图像色调和几何位置偏差较大。本文解决了侧视雷达图像数字镶嵌 中的问题；详述了雷达图像辐值校正和几何校正方法的数学理论；实例证明了校正方法是有效的。 通过对侧视雷达图像进行合适的辐值校正和几何校正后,就能获得色调均匀、位置准确的镶嵌图像。     

采用加速稳健特征对侧扫声呐图像进行分块弹性镶嵌

拖曳式侧扫声呐图像沿航迹方向存在类型和大小不断变化的局部畸变,造成条带图像镶嵌时共视目标扭曲和错位。为了实现公共区域融合后目标的保形性,提出了一种基于加速稳健特征（speeded-up robust features,SURF）的分块弹性镶嵌方法。该方法通过对相邻条带重叠区域自动分块提取特征、整体刚性变换、局部薄板样条弹性变换等处理,既可消除相邻条带图像间的系统性位置和航向偏差,又能消弱各处随机性局部畸变,从而实现共视目标的特征级保形镶嵌。实验结果表明,特征点对整体配准精度达到2个像素,验证了该方法的有效性。     

图像分层匹配的HJ-1A/B CCD影像自动几何精校正技术与系统实现

环境与灾害监测预报小卫星星座(环境一号卫星,HJ-1A/B)自发射以来,在环境监测、灾害评估、土地资源调查等领域发挥了重要的作用。但是HJ-1A/B卫星CCD图像的2级产品(HJ-1 CCD图像)几何精度低,实际应用中需要进行几何精校正。HJ-1 CCD图像具有宽覆盖、大视场角、几何变形复杂的特点,几何精校正难度大。针对该问题,本文提出了一个以Landsat TM全球拼接图像为基准,基于Forstner算子和模板匹配的分层配准方法。该方法使用分层匹配获得的大量高精度且分布均匀的控制点构建Delaunay三角网,有效地解决了HJ-1 CCD图像的几何精校正问题。在配准技术研究的基础上,研发了HJ-1 CCD图像几何精校正系统,系统具有全球HJ-1 CCD图像的自动批量处理能力。实验结果表明,本文提出的几何精校正方法精度高,实现了环境星图像的自动批量处理。     

北京市平原区2015年—2019年0.8 m地表反射率数据集

地表反射率产品作为最重要的定量遥感产品,是很多参量化遥感产品的基础数据源,可以被广泛应用于林业、农业、水资源、生态环境、城市环境等典型应用领域。对于米级高分辨率的遥感影像,国内外不提供反射率影像产品。目前主流的国产高分数据源大部分都是蓝、绿、红、近红4个波段的多光谱数据,缺少短波红外波段,难以满足陆地区域浓密植被算法或者清洁水体的短波红外信号近似看作零的假设条件,要完成精确大气校正、生产大范围的GF-2影像拼接的地表反射率产品,是一个挑战。为了更好的推广高分地表反射率的应用,本研究针对北京市平原区,运用全色和多光谱融合、几何精校正和相对辐射一致化算法,以Sentinel-2为参考影像,生成了一套几何精校正后的0.8 m地表反射率影像集。该数据集时间范围为2015年—2019年,每年一期,包含年度产品的覆盖情况及分布矢量,共计184景地表反射率影像,数据量总共为1.63 TB。     

数字影像匹配质量的一种自动诊断方法

利用欲诊断的影像匹配结果（ＤＥＭ），由左、右片影像自动生成数字正射像片对和立体正射像片对，然后用影像匹配方法自动量测其高程和高程改正值，从而自动诊断并自行改正原来影像的匹配结果，同时提供ＤＥＭ、数字正射影像和立体正射像片对３种产品。     

中国区域DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光影像校正

本文基于对传统不变目标区域校正法的改进,选择4期辐射定标参考影像对DMSP-OLS影像进行了饱和校正与时间序列连续性校正。通过阈值法去除了NPP-VIIRS影像的背景噪声及异常值,利用对数变换压缩了其灯光辐射值的动态范围,使其亮度分布更接近于DMSP-OLS数据。利用BiDoseResp函数模型对NPP-VIIRS影像进行了一致性校正,获得了1992-2019年长时间序列夜间灯光影像。从定性、定量及校正影像与社会经济参量的相关性方面对校正结果进行了精度验证。结果表明,改进后的校正方法改善了DMSP-OLS影像饱和严重的现象,使其获得了长时间序列纵向可比性。BiDoseResp函数模型可以很好地拟合DMSP-OLS和对数变换后的NPP-VIIRS之间的回归。校正后的长时间序列灯光影像数据与社会经济参量高度契合。校正结果对推广长时间序列夜间灯光影像的广泛应用、深化长时间序列科学问题的研究具有重要价值。     

Color correction of texture images for true photorealistic visualization

Photorealistic visualization combines 3-D geometric models with their texture images to render the virtual world. This paper points out that the texture images should be radiometrically corrected to achieve a true realistic appearance. Such a correction should include not only the color adjustment among images of the same object, but also the shade variation caused by the illumination change. The objective of this study is to correct the input texture images such that their shade varies when being rendered under different illumination directions. To achieve this goal we first apply the specular-to-diffuse mechanism based on the dichromatic reflection model to remove the specular component from the texture image. The resultant diffusion-only image then undergoes a shade correction to produce a normalized shade-free texture image. In the final step, shades under any illumination are produced to achieve a true photorealistic effect. Presented in the paper are the principles and methods for such corrections, along with a performance evaluation based on the graphic and numerical results for roof texture images.     

基于车载序列影像的建筑立面纹理的快速重建

提出了一种基于车载序列影像的建筑立面纹理快速重建的方法。首先进行影像预处理,包括畸变差改正、树木遮挡去除等,然后对影像进行自动纠正,在此基础上,自动选择拼接点对影像进行拼接。实验证明了本文方法的有效性。     

一种图像自动拼接方法的研究

以关键帧作为待拼接图像,为了减少图像间的扭曲和变形,保证图像整体关系的正确性,减少误差的累积传播,得到最佳的拼接结果,本文采用三种技术来提高图像自动拼接的精度。首先,通过摄像机标定实现关键帧的矫正;其次,采用基于Harris和SURF算法完成特征点的匹配;最后,在特征匹配的基础上进行光束法平差得到高精度的图像参数。实验结果表明,此方法稳定可靠,拼接精度高。     

结合IR-MAD与均值漂移算法的密集城区遥感影像变化检测

不同时相遥感影像变化检测已成为土地利用变更调查、城市扩张分析、自然灾害分析及其他环境问题必不可少的技术手段之一。本文提出了一种结合IR-MAD与均值漂移算法的密集城区遥感影像变化检测方法。该方法通过伪不变特征法完成两期影像的相对辐射校正,有效改善影像间的配准误差,并利用IR-MAD算法对校正后的影像进行迭代运算,采用均值漂移算法对迭代后的影像进行分割,同时运用形态学方法处理分割后的影像,最终提取变化图斑。试验结果表明,该方法可以有效检测出变化区域,可应用于城市地表覆盖的变化检测。     

柱面全景图像拼接方法的仿真分析

随着虚拟现实(VR)技术的兴起,全景图像得到了更为广泛的应用,目前多通过求解单应矩阵对图像进行变换,由多相机拼接获取全景图像,但该方法会破坏成像中的共线条件,使拼接后的全景图像难以精确进行摄影测量中的三维重建等工作。本文提出了一种柱面全景图像拼接方法并对其进行仿真分析,该方法基于摄影测量共线方程,设定拼接相机的数目、成像焦距、成像位置和成像姿态,模拟多拼相机的成图过程,构建从三维点云到二维图像的柱面成像方程,通过成像方程不仅可以实现各图像的全景拼接,而且可对影响全景图像拼接精度的各参数进行定量分析,试验结果表明:1本文提出的柱面成像方程和全景拼接方法可用于不同数目相机及倾斜成像下的全景拼接;2利用成像方程推导的误差方程可知,全景图像拼接的精度受焦距误差、中心误差和旋角误差的影响,其中,焦距误差可通过图像重采样的方法校正,中心误差与摄影物距密切相关,而旋角误差主要受拼接相机数目的影响。     

利用轨道参数修正的无控制点星载SAR图像几何校正方法

使用距离多普勒模型进行SAR图像几何校正时,卫星轨道误差、系统成像参数误差和DEM高程的误差会影响几何校正精度。本文提出了一种基于轨道参数修正的星载SAR图像几何校正方法。首先利用多项式对卫星轨道进行参数化,然后使用模拟SAR图像与真实SAR图像进行匹配得到控制点来修正轨道参数,最后利用修正后的参数进行几何精校正,从而提高几何校正精度。该方法无需地面控制点,适用于不易于人工测量获取地面控制点地区的SAR图像几何校正,与基于模拟SAR图像匹配并使用多项式改正的几何校正方法相比,本文方法具有更高的精度。使用Radarsat-2图像进行试验,并使用地面实测GPS控制点验证了本方法的有效性。     

ALOS-PRISM遥感影像超分辨率重建

介绍了日本ALOS卫星PRISM三线阵传感器的成像原理和方法,提出了利用PRISM三线阵影像进行超分辨率重建来提高PRISM影像的空间分辨率.提出了新的光流配准算法,该算法将标准互相关配准算法引入到Lueas-Kanade光流配准算法中,大大的减少了误配率,能够有效的消除PRISM Level 1级别的影像之间由于地形起伏所引起的变形.同时,改进了影像的高斯退化模型,在超分辨率算法中,引入了可变退化函数,通过交替最小化(AM)算法对可变退化函数进行盲估计,实验结果表明,超分辨率重建影像与插值影像相比,细节清晰很多,有效的提高了影像的分辨率.实验结果说明了本文配准算法可以达到超分辨率重建的亚像素的精度要求,可以应用于航空遥感影像的高精度匹配,同时也说明了将航空遥感影像的退化函数算子分为高斯退化算子和可变退化算子的思想是正确的,符合实际情况.     

Retrieving water surface temperature from archive LANDSAT thermal infrared data: Application of the mono-channel atmospheric correction algorithm over two freshwater reservoirs

Water surface temperature is a key element in characterizing the thermodynamics of waterbodies, and for irregularly-shaped inland reservoirs, LANDSAT thermal infrared images are the best alternative yet for the retrieval of this parameter. However, images must be corrected mainly for atmospheric effects in order to be fully exploitable. The objective of this study is to validate the mono-channel correction algorithm for single-band thermal infrared LANDSAT data as put forward by Jiménez-Muñoz et al. (2009). Two freshwater reservoirs in continental France were selected as study sites, and best use was made of all accessible image and field data. Results obtained are satisfactory and in accordance with the literature: r² values are above 0.90 and root-mean-square error values are comprised between 1 and 2 °C. Moreover, paired Wilcoxon signed rank tests showed a highly significant difference between field and uncorrected image data, a very highly significant difference between uncorrected and corrected image data, and no significant difference between field and corrected image data. The mono-channel algorithm is hence recommended for correcting archive LANDSAT single-band thermal infrared data for inland waterbody monitoring and study.     

基于CBERS-02星的全国影像镶嵌图制作

介绍了全国中巴资源卫星影像数字镶嵌图的制作方法。对大范围卫星影像镶嵌图制作的技术难点（预处理、拼接、调色）进 行了重点介绍并提出具体解决方案,依据该方案成功完成了中巴资源卫星02星全国数字镶嵌图的制作。     

基于形态学与Dijkstra相结合的影像镶嵌线方法

镶嵌线自动搜索是实现影像重叠区域无缝拼接的关键步骤,而目前随着无人机技术的日益成熟及无人机能够快速获取高清的遥感图像数据,迫切需要寻找一种既有质量、又有效率的镶嵌线自动搜索的方法。本文提出一种基于形态学与Dijkstra相结合的影像镶嵌线方法,该方法首先确定两幅影像重叠部分的差分影像,然后在差分影像的基础上进行形态学膨胀处理,同时根据稀疏矩阵构建八邻域稀疏矩阵,最后使用Dijkstra算法在差分影像上进行镶嵌线的自动搜索,得到最优路径镶嵌线。实验结果证明,改进算法与未经过形态学处理的Dijkstra方法相比,其自动搜索镶嵌线过程在耗时少(耗时为3.72 s)的情况下,能够很好地避开房屋等高亮度区。     

基于6S模型的山区环境星影像大气校正研究

针对山区地形复杂,高程变化较大的特点,利用6S辐射传输模型建立查找表,结合研究区DEM对影像进行了大气校正。试验结果表明,校正后的影像清晰度、对比度提高了,消除了大气对NDVI的负面影响。     

光谱特征扩展的时间序列Landsat数据地表覆盖分类

时间序列遥感影像常用于地表覆盖监测及其变化监测。然而,利用时序遥感数据—尤其是中分辨率遥感数据监测地表覆盖变化,其方法基本是先对多期影像分别进行监督分类然后对比分类结果。由于这种方法需要对每期遥感影像单独选择分类训练样本,而对于历史影像,常常难以获得可靠的样本数据。本文基于遥感数据定量化处理,尝试利用光谱特征扩展方法对时间序列Landsat数据进行分类:首先,结合一种新的大气校正方法和相对辐射归一化方法,对时间序列Landsat数据进行定量化处理,以消除各期影像之间的辐射差异,获得地表反射率数据。然后,论文选择一期易于获得分类训练样本的反射率数据作为"参考影像",并结合样本数据提取不同地表覆盖类型的光谱特征。最后,将"参考影像"中提取的地物光谱特征,扩展到所有时间序列反射率数据进行分类。论文利用青藏高原玛多地区的5景Landsat数据对本文的方法进行了验证,结果显示:基于光谱特征扩展的分类方法,可有效对定量化处理后的Landsat数据进行分类,分类总体精度为88.35%—94.25%,分类结果和传统的单景监督分类结果具有较好的一致性。此外,研究也发现,"参考影像"和待分类图像获取时间的季相差异会影响其分类的精度。     

Landsat TM数据不同辐射校正方法对土地覆盖遥感分类的影响

本文主要是探索Landsat TM数据不同辐射校正方法对土地覆盖遥感分类的影响。介绍了使用的3种不同辐射校正方法(ATCOR3、FLAASH以及查找表)和两种分类算法。在分类实验部分,根据样本的地理坐标在3景校正影像中分别采集训练样本并训练各自的分类器,并交叉用于其他辐射校正影像的土地覆盖遥感分类。实验结果表明:(1)用于分类器训练的样本采集自待分类影像时的分类精度明显高于采集自其他影像的分类精度;(2)3种辐射校正影像的分类结果存在差异,其中使用ATCOR3和FLAASH方法校正后影像的分类结果有更相近的精度;(3)辐射校正对分类类别的影响不同,其中对森林类型影响最大,对裸地等其他类别影响相对较小。     

Sea WiFS与AVHRR资料自动几何配准

研究了一种自动几何配准的方法,来实现多时相的卫星资料和不同遥感资料之间的几 配准。利用海岸线自动选取ＧＣＰ的点,借助相关松弛法录找同名点,且有判别机制来保证ＧＣＰ的正确性,可以方便地得到分布密集的ＧＣＰ值。同时研究了二元ｎ次方程组和ＧＣＰ数目与配维精度的关系,得到ＧＣＰ数目的增加可明显提高几何配准精度。利用该方法对ＳｅａＷｉＦＳ和ＡＶＨＲＲ资料进行了几何配准,可以提高几何配准的精度和节省机时,为遥