智能高光谱遥感卫星前视相机性能设计

高光谱遥感可以得到地物连续光谱信息,实现地物精细分类、目标高精度探测以及地物生化参量的定量化应用。传统的高光谱遥感器由于固定辐射动态范围,存在大量无效且冗余数据,给卫星载荷造成了巨大的存储压力。智能高光谱卫星关键技术之一在于利用前视相机预判辐射动态变化范围的方式辅助主相机成像模式调整,本文在智能遥感卫星系统概念的基础上,重点开展前视相机倾斜角设计、波段设置和辐射动态范围预测研究。研究表明:前视相机倾斜角需要综合考虑星上响应时间、单次成像距离和空间分辨率;考虑到云检测、气溶胶光学厚度和水汽含量反演等指标的实现,前视相机需要设置0.49μm、0.66μm、0.87μm、0.94μm、2.1μm等5个波段;0.4—1.0μm波段范围最大最小值辐亮度可以由有限波段进行预测。基于ENVI光谱库76条光谱数据,通过MODTRAN辐射传输模型模拟各类地物(植被、矿物、人造地物、土壤)在不同观测条件下的表观辐亮度,建立了在0.4—1.0μm波段内各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型,利用光谱库中其他光谱数据验证了各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型,各类地物最大值和最小值预测模型验证的拟合优度(R2)分别大于98%和75%,模型验证相对误差分别小于5%和25%;同时利用Hyperion影像,验证了植被类预测模型,最大值模拟模型验证相对偏差在5%内,最小值模拟模型验证相对偏差在10%内。以上研究为智能高光谱卫星主相机的辐射动态范围调整提供了重要依据。     

车载移动测量系统研制与应用实践

为满足高精度空间信息获取的需求,本文在集成高端国产激光雷达、惯性测量单元等传感器的基础上,研发了新一代测绘级车载移动测量系统。设计优化了系统通信总线,对影响系统精度的因素进行了分析,并提出了激光雷达锥扫角标定方法及系统整体标定方法,提出了使用RTK优化POS数据的方法,精度达到厘米级。该系统在带状测图、高精度导航地图生产中进行了探索应用,证明系统安装便捷,采集处理速度快,满足高精度空间数据获取的需求,提高了空间数据获取的效率和精度。     

由小面阵CCD组合构成宽角航空相机

本文研究由多台小面阵CCD相机构建组合式宽角航空相机的新方法———包括由3台或4台相机组合构建的多相机系统结构,由其分离的各影像转换成等效大影像的数学表达;利用室外和室内近景相机检校场对组合相机系统进行高精度检校的内容、解算方法和检校结果;最后给出了以3相机组合系统装备无人驾驶飞行器(UAV II)进行低空摄影的影像成果。     

GPS手持机在野外地质填图中的应用

针对传统野外地质填图中手段落后、填图精度不高以及工作效率低的特点,文章探讨了手持GPS接收机在野外区调地质填图中标定地质点、导航、计算多边形面积以及补点等方面的应用及其注意事项,提出了将GPS手持机绝对定位结果标定在地形图上的一个简单而新颖的方法,大大增强了GPS手持机在野外地质填图中的实用性.     

单目相机-轮式里程计的自动内外参标定算法

本文提出了一种新的单目相机和轮式里程计系统的内、外参标定方法.不同于目前单独标定内外参的方法,本文方法能在一个平台上同时标定内参和外参.平台包含4个棋盘格,其中3个棋盘格基于优化理论标定内参,第4个棋盘用于标定外参.基于该平台,相机-里程计系统只需对3个棋盘格拍摄一次进行内参标定,然后沿直线行走,连续拍摄第4个棋盘格完...     

三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

无控制场的相机畸变差改正方法

本文提出并论证了一种无需控制场、仅应用影像线特征进行非量测相机畸变差测定的方法。分别运用三维室内和室外控制场、二维控制场和无控制场检校方法对Cannon-5d非量测相机的35 mm镜头进行畸变差测定,比较其影像纠正的效果。试验结果表明径向畸变在整个光学畸变中占据主要地位,四类检校方法测定的径向畸变差对影像的纠正效果接近,从而证明了利用无控制场相机畸变差改正方法进行非量测相机畸变差改正的可行性。     

封面说明 资源三号卫星2.1m迪拜棕榈岛融合影像

资源三号(ZY-3)卫星是中国首颗高精度民用立体测绘卫星,于2012年1月9日11:17在太原卫星发射中心发射升空。ZY-3卫星搭载了一组三线阵立体测绘相机及1台6m分辨率多光谱相机。立体测绘相机由1台2.1m分辨率正视相机和两台3.5m分辨率前、后视相机组成,以"不同视角、联合观测"的方式立体成像。图为中国资源卫星应用中心处理的2012年2月16日迪拜棕榈岛及周边区域影像,由2.1m正视相机影像和6m多光谱相机影像融合而成。     

倾斜航空影像的城市建筑物三维模型构建研究

针对当前城市建筑物三维模型构建的需要,本文提出一套利用无人飞艇载四组合特宽角相机同时实现高精度空中三角测量和建筑物景观三维建模的技术路线。一方面通过基于四相机重叠影像自动匹配的自检校,达到设备轻小型化条件下的精密等效中心投影构像,用以支持高精度空中三角测量;另一方面,通过自检校的4个方向倾斜的相机,达到一次飞行同时获得四方向建筑物侧面影像的目的,为城市景观的三维表达、精细建模和可视化提供一种新的、快捷的技术方案。     

基于SURF算法的高分辨率区域遥感影像全自动匹配

航拍场区高分辨率遥感影像的自动化处理是遥感影像处理和计算机视觉中最关键的瓶颈问题。在简要分析航拍场区高分辨率遥感影像自动匹配面临问题的基础上,设计并实现了一套区域遥感影像的全自动匹配方法:在建立场区多幅高分辨率影像之间拓扑框架的基础上,优化了SURF匹配算法的匹配和搜索策略,设计了多幅影像间数值拓扑关系模型和自动扩散传递方法,并推导了全局拓扑约束关系与局部影像对之间匹配预测关系的转化,实现了航拍场区高分辨率遥感影像全自动匹配和全局修复。大量试验表明,本文方法的稳健性强,可靠性高,实现了场区多幅高分辨率遥感影像的高精度全自动匹配。