GF-2星全色相机在轨MTF测量和图像复原研究

调制传递函数(modulation transfer function,MTF)不仅是监测遥感卫星光学相机在轨运行情况和性能的有效手段,也是对卫星图像进行复原处理的重要参数。利用刀刃法对高分二号(GF-2)卫星全色相机进行MTF在轨测量。在计算MTF的过程中,使用汉明窗对截取后的线扩展函数(line spread function,LSF)曲线进行处理,以抑制截取过程所造成的频谱泄露。此外,还对截取后LSF曲线的两端补0,扩展LSF曲线的长度,以提高傅里叶变换时的采样频率。实验结果表明,使用本文刀刃法计算所得的MTF采样密度比传统方法提高了5倍,使得MTF曲线更为平滑,提高了MTF的数值精度,有利于后续的图像复原处理。基于传统刀刃法和本文刀刃法计算所得的MTF测量结果,采用维纳滤波法分别对GF-2全色图像进行复原处理研究。结果表明,对2种方法得到的MTF测量结果的维纳滤波均可明显提高图像的清晰度和边缘细节信息;但使用本文方法得到的MTF结果可使复原后的图像在对比度、边缘能量和平均梯度等关键指标上均优于使用传统方法得到的MTF结果。     

基于MTFC的图像复原结果对比分析

地物在成像过程中,由于受到光学成像系统作用、地物周边环境等影响,会使得到的地物影像存在噪声、模糊等各种影像质量下降的问题,这种现象就是图像退化。根据影像退化机制,利用调制传递函数补偿(Modulation Transfer Function Compensation,MTFC)原理复原图像,提高航空面阵成像系统的成像质量,使航空面阵影像更便于判读解译。采用调制传递函数补偿(MTFC)原理进行图像复原。复原图像与原始影像相比在一定程度上边缘更加清晰,更利于判读解译,但在复原过程中也不可避免的添加了噪声。通过复原图像评价指标对比发现,利用航线方向MTF得到的复原图像效果较差,这与成像系统航线方向成像性能偏低有关。     

国产卫星传感器在轨 MTF检测方法的评价与研究

调制传递函数(MTF)是光学成像系统成像性能的一种重要的评价指标,其值的高低可以直接反映成像系统成像质量的好坏。本文基于MTF检测的理论基础和通过遥感影像来测定MTF的原理,借鉴国内外的研究经验,讨论了刀刃法、脉冲法、点光源法,以及利用了周期性靶标(辐射状靶标)来在轨检测MTF的方法和流程。使用中巴资源一号02C卫星和中国资源3号卫星的实际数据进行了测试,对上述的几种MTF检测方法进行比较和分析,进而得到卫星传感器在轨MTF检测在不同情况下的最优化方法。     

高分辨率TDI-CCD成像数据的自适应MTF图像复原处理研究

调制传递函数(MTF)是光学成像系统性能的一个重要的综合评价指标,也是图像退化模型中最重要的部分。针对TDI-CCD成像数据的特点,从遥感图像中获取刀刃边缘来计算成像系统的MTF,采用维纳滤波法及修正的逆滤波器法(MIF)对退化图像进行MTF补偿处理。实验结果表明,高分辨率TDI-CCD成像数据经自适应MTF复原处理后,可以有效地改善图像质量。目前,该算法已成功地应用到我国国产地面卫星预处理系统中。     

基于改进矩匹配算法的珠海一号高光谱卫星影像相对辐射校正

珠海一号高光谱卫星影像部分波段存在着噪声干扰,严重影响了数据的质量与信息利用.本文分析了珠海一号高光谱卫星数据噪声的特点,在矩匹配算法的基础上,使用移动窗格对影像进行分段处理,并采用距离加权计算与去除极端值统计数据的方法提高参考值的准确度,实现了基于影像的相对辐射校正.实验结果表明,与传统矩匹配法和傅里叶滤波法相比,本文方法能有效去除遥感影像中存在的噪声,并能较好保留原影像的辐射特征.     

基于深度学习的高分辨率卫星遥感影像条带噪声去除

受到成像环境、硬件条件等因素的限制，高分辨率卫星遥感影像上普遍存在条带噪声的现象，其严重影响了影像的辐射质量和可用性。本文针对传统条带去除方法存在的适应性差、去噪效率低、依靠先验知识等不足，提出了一种基于深度学习卷积神经网络的条带噪声去除方法。本方法首先利用不同尺度的卷积层进行特征提取，然后对多尺度的特征图进行特征融合得到去噪底图，通过残差学习的方法在底图上预测存在的噪声分量，最后用噪声影像减去条带噪声分量实现噪声的去除。以模拟和真实获取的噪声影像为实验数据，将本文提出的方法与一些经典的去噪方法进行实验结果对比分析，实验结果表明本文提出的基于深度学习的条带噪声去除方法能够在保留影像地物细节的情况下，能以优异的速度达到最高的定量指标和最好的视觉效果，充分证明了本文方法的优越性。     

一种测定卫星像片调制传递函数的有效方法

调制传递函数（MTF）对影像质量评价具有重要的意义。本文介绍了一种测定卫星像片调制传递函数的方法，详细论述了利用多项式拟合法和比特压缩法来获取刀刃亮度曲线的过程，并进行了实验，实验证明文中介绍的方法是可行的。     

DMC卫星图像MTF分析及其复原方法研究

复原退化模糊图像是遥感图像处理的研究重点。对成像系统的调制传递函数(MTF)进行了研究,分析了调制传递函数的基本理论。讨论了一种近似测定成像系统调制传递函数的方法,通过有限采样,曲线拟合,傅立叶变换,规格化的一系列处理得到图像获取、传输过程中的点扩展函数(PSF)。提取完整光滑的调制传递函数曲线,在频域中对图像进行去卷积复原,分析和评价了复原结果。将该方法应用于DMC卫星图像,图像质量得到明显提高,收到较好的复原效果。     

基于辐射状靶标的天绘一号卫星CCD相机分辨率在轨检测

分辨率是表示摄影成像系统和评价影像质量的重要指标,准确把握成像系统的分辨率在轨变化情况,关系到遥感影像的合理有效利用。本文采用地面铺设辐射状靶标的方法,利用天绘一号卫星获取的靶标影像,对搭载的CCD相机分辨率进行在轨检测,计算了成像系统沿轨和垂轨方向的分辨率,简要分析了检测结果的合理性。     

基于系统模型的CCD图像MTF补偿及误差分析

航天线阵推扫CCD图像在获取、传输过程中存在图像模糊的现象,而MTF是评价CCD图像质量的最可靠指标。为了改善图像质量,通过分析影响MTF的主要因素,提出基于系统模型的MTF补偿方法:首先建立系统模型,提出模型参数的估计方法,然后结合约束最小二乘算法复原图像。在仿真实验中,模拟图像的模糊和加噪过程,利用MTF模型复原图像,并评价MTF补偿图像质量,定量分析模型参数估计误差对图像复原结果的影响。实验结果表明:基于系统模型的MTF补偿方法能够有效而简便地复原图像,提高图像质量。     

Book Reviews

Books reviewed:
K. B. Atkinson, Close Range Photogrammetry And Machine Vision
R. A. Earnshaw and D. Watson, Animation And Scientific Visualization—Tools And Applications
R. A. Earnshaw, M. A. Gigante and H. Jones, Virtual Reality Systems
S. Macdonald, Mapping The World
P. Fisher, Innovations in GIS 2
A. Gruen, O. Kuebler and P. Agouris, Automatic Extraction of Man-Made Objects From Aerial and Space Images
H. Campbell and I. Masser, GIS and Organisations
S. C. Guptill and J. L. Morrison, Elements of Spatial Data Quality
D. Shirvanian, European Space Directory, 1996
D. R. Green, D.Rix and C. Corbin, The Agi Source Book for Geographic Information Systems, 1996
K. C. Graf, Realistic Landscape Rendering Using Remote Sensing Images, Digital Terrain Models and 3D Objects     

Measurement of soil water content using ground-penetrating radar: a review of current methods

Soil water content (SWC) is a crucial parameter in ecology, agriculture, hydrology, and engineering studies. Research on non-invasive monitoring of SWC has been a long-lasting topic in these fields. Ground penetrating radar (GPR), a non-destructive geophysical technique, has the advantages of high resolution, deep detection depth, and high efficiency in SWC measurements at medium scale. It has been successfully applied in field investigations. This paper summarizes the recent progress in developing GPR-based SWC measurement methods, including reflected wave, ground wave, surface reflection, borehole GPR, full waveform inversion, average envelope amplitude, and frequency shift methods. The principles, advantages, limitations, and applications of these methods are described in detail. A comprehensive technical framework, which comprises the seven methods, is proposed to understand their principles and applicability. Two key procedures, namely, data acquisition and data processing, are emphasized as crucial to method applications. The suitable methods that will satisfy diverse application demands and field conditions are recommended. Future development, potential applications, and advances in hardware and data processing techniques are also highlighted.     

利用WAVELAB开发小波应用程序的研究

论述了小波分析软件WAVELAB的系统构成，分析了该软件的开发环境，研究了利用该软件开发MATLAB小波应用程序的问题，并给出了以Lena图像实例的小波压缩编码程序及其运行结果。结果表明，利用WAVELAB开发小波应用软件是可行的。     

论空间数据挖掘和知识发现

随着现代科技和传感器的发展和应用，复杂多变的空间数据日益膨胀，远远超出人的解译能力，迫切需要数据挖掘和知识发现为其提供知识。本文研究了空间数据挖掘和知识发现的含义、可发现的空间的关联、特征、分类和聚类等知识，以及它与数据挖掘与知识发现、机器学习、地学数据分析、空间数据库、空间数据仓库、数字地球等相关学科的关系，概述了SDMKD的产生和发展，分析和展望了SDMKD的应用开发。     

复杂背景下被动FTIS定量遥感污染云团光谱

本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＳ）遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定污染云团的定量处理,而且可用于多种污染地区如发电厂、机场、城市交叉路口、垃圾处理站等对ＣＯ,ＣＯ２,ＮＯ,ＮＯ２,Ｎ２Ｏ,ＮＨ３,ＣＨ４,ＳＯ２,Ｈ２Ｏ,ＨＣＩ和ＨＣＨＯ等气体浓度的监测。最后,详细讨论了用该算法对模拟剂的处理结果。     

Book Reviews

Books Reviewed:
S. F. El-Hakim, Videometrics II
J. Denègre, Thematic Mapping From Satellite Imagery, A Guidebook
T. C. Waugh and R. G. Healey, Advances In GIS Research
J. C. Muller, J.-P. Lagrange and R. Weibe GIS and Generalization. Methodology And Practice
P. M. Mather, Terra 2: Understanding the Terrestrial Environment. Remote Sensing Data Systems And Networks
B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger and J. Collins, Global Positioning System: Theory and Practice
D. Shirvanian, European Space Directory 1995
E. Falkner, Aerial Mapping: Methods And Applications
S. O. Mason, Expert System-Based Design of Photogrammetric Networks
S. F. El-Hakim, Videometrics III
D. Green and D. Rix, The Agi Source Book For Geographic Information Systems, 1995     

Book Reviews

Books reviewed:
Statistical Methods for Spatial Data Analysis by OLIVER SCHABENBERGER AND CAROL A GOTWAY. Chapman & Hall, Norwell, MA, 2005, 488 pp. ISBN 1-58488-322-7, $89.95.
Fuzzy Modeling with Spatial Information for Geographic Problems , edited by FEDERICK E PETRY, VINCENT B ROBINSON, AND MARIA A COBB. Springer, New York, 2005, 338 pp. ISBN 3-54023713-5, $92.00 (hardcover).
Statistical Analysis of Geographic Information with ArcView GIS® and ArcGIS® (Second Edition) by DAVID W S WONG AND JAY LEE. John Wiley and Sons, New York, 2005. 429 pp. ISBN 0-471-34874-0, $95.00 (cloth).     

Landscape analysis for pedo-geomorphological characterization in part of basaltic terrain,central India using remote sensing and GIS

In the present study, an attempt has been made to analyse IRS-ID LISS-III satellite data in conjunction with field observations for geomorphological mapping and pedo-geomorphological characterisation in Mohgaon area of Nagpur district, Maharashtra. Analysis of satellite data reveals distint geomorphological units viz., plateau top, isolated mounds, linear ridges, escarpments, plateau spurs, subdued plateau, rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Soil profiles, studied on different identified landforms, showed variation in site and morphological charactaristics. Moderate soil erosion occurs on plateau top, isolated mouds, plateau spurs, rollinmg plains and pediments. Severe erosion was identified on escarpments and subdued plateau and narrow valleys suffer very slight erosional hazards. Moderately well drained soils were found on rolling plains, pediments, narrow valleys and main valley floor. Well drained soils were noticed on plateau top and plateau spurs. Very shallow soils were found on the plateau top and isolated mounds. Shallow soils are found in linear ridges, escarpments, plateau spurs and rolling plains. Moderately deep and deep soils are found on subdued plateau, pediments and main valley floor. The landform-soil relatioinship reveals that the soils on the plateau top and isolated mounds are very shallow, well drained, clay textured. The soils on the narrow valleys and main valley floor are deep, moderatly well drained, and clayey in texture. It also indicates that landform-soil processes are governed by physiographic position, drainage, slope and erosion conditions of the area. The present study reveals that the analysis of remotely sensed data in conjunction with field observations in GIS will be of immense help in geomorphology mapping, analysis of landform-soil relationships and generation of their geo-spatial database.     

多源遥感图像融合发展现状与未来展望

近年来,随着遥感技术的发展,高光谱、红外、雷达等多源遥感成像手段在精准农业、资源调查、环境监测、军事国防等重要领域发挥着越来越重要的作用.同一场景多源遥感图像观测的地物对象相同,但观测的维度不同,图像的空间、光谱与时间分辨率存在差异,提供的信息既具有冗余性,又具有互补性和合作性.多源遥感图像融合能够综合利用不同来源获取...     

浅论中国亚热带遥感现状、任务与创新发展途径

中国亚热带区域覆盖范围广,面积达240万km²。区内不仅自然景观复杂,多云多雨、多山多林,生物多样性丰富、是中国稻米主产区,而且多河多湖、多矿多污,生态环境十分敏感、自然灾害多发频发,迫切需要利用遥感技术监测其自然资源、环境变化与灾害现象。虽然近年来国内外已逐渐开展亚热带遥感应用研究,但缺乏对亚热带遥感理论与方法的系统性研究,共性与科学问题尚不明晰。本文总结分析了中国亚热带遥感的3个基本特征,按遥感数据类型梳理了中国亚热带遥感的应用实践;进而归纳出中国亚热带遥感实践的4个共性问题,指出亚热带遥感核心元素的主要特点、地理对象的复杂性与遥感信息的病态性,提出中国亚热带遥感的4项重点任务;然后,分析了当今中国亚热带遥感发展的历史机遇,阐述了中国亚热带遥感的创新发展途径,包括厘清人地现象的动态特征、聚焦亚热带遥感的科学问题、攻克不同层面的关键难题、结合应用需求开展技术攻关与重点研发。论文旨在推动亚热带遥感应用的创新发展、促进亚热带遥感理论与技术体系形成,进而助力卫星及航空遥感更好地服务于中国亚热带地区的资源环境监测、区域防灾减灾、生态文明建设与“双碳”目标。