全球30m分辨率多光谱影像数据自动化处理的实践与思考

全球地表覆盖遥感制图与关键技术研究项目要求对两个基准年度(2000年、2010年)全球30 m分辨率的多光谱遥感数据进行辐射处理和几何精纠正处理,为地表覆盖制图完成数据准备。数据以Landsat TM/ETM+为主,HJ-1A/B CCD数据为补充,共计2万多景影像需要进行辐射处理,有1000多景HJ-1A/B CCD影像需要几何精纠正。如此大规模的数据处理,自动化处理是必然的选择。本文介绍了HJ-1A/B CCD图像几何精纠正自动化实现中关键问题的解决方法和精度评价结果,Landsat TM/ETM+和HJ-1A/B CCD图像自动化辐射校正中关键问题的解决方法和精度评价结果,以及大规模的数据处理活动引发的一些思考。     

A three-band semi-analytical model for deriving total suspended sediment concentration from HJ-1A/CCD data in turbid coastal waters

The accurate assessment of total suspended sediment (TSM) concentration in coastal waters by means of remote sensing is quite challenging, due to the optical complexity and significant variability of these waters. In this study, three-band semi-analytical TSM retrieval (TSTM) model with HJ-1A/CCD spectral bands was developed for the retrieval of TSM concentration from turbid coastal waters. This model was calibrated and validated by means of one calibration dataset and three independent validation datasets obtained from three different turbid waters. It was found that the TSTM model may be used to retrieve accurate TSM concentration data from highly turbid waters without the spectral slope of the model requiring further optimization. Finally, the TSM concentration data were quantified from the HJ-1A/CCD images after atmospheric correction using the dark-object subtraction technique. Upon comparing the model-derived and field-measured TSM concentration data, it was observed that the TSTM model produced <29% uncertainty in deriving TSM concentration from the HJ-1A/CCD data. These findings imply that the TSTM model may be used for the quantitative monitoring of TSM concentration in coastal waters, provided that the atmospheric correction scheme for the HJ-1A/CCD imagery is available.     

基于NDVI与丰度关系的MODIS影像浒苔混合像元分解方法

MODIS影像是浒苔业务化卫星遥感监测的重要数据源,但其空间分辨率(250m)较低,混合像元效应导致传统的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)阈值法浒苔提取误差较大。为解决此问题,本文以准同步的较高分辨率的HJ-1CCD影像浒苔提取结果为基准,建立基于MODIS NDVI与浒苔像元丰度(浒苔覆盖面积占像元面积百分比)关系的浒苔信息提取模型,利用该模型可提取每个像元的丰度(即浒苔覆盖率),从而提高整景影像浒苔覆盖面积提取精度。该模型可为浒苔灾害等级的确定以及防灾减灾应急决策提供支持。     

基于多片空间后方交会的CCD相机检校

近年来,CCD相机逐步应用于近景摄影测量、低空摄影测量。影响摄影测量成果精度的重要因素之一是相机的技术参数,因此相机技术参数的检校是保证成果质量能否满足精度要求的关键问题之一。文中通过单片空间后方交会和多片空间后方交会的比较试验,分别对两种方法实施了精度分析和可靠性分析,总结得出多片空间后方交会是一种更为可靠的CCD相机检校方法,且运用多片空间前方交会方法进一步验证了多片空间后方交会检校成果的可靠性。     

无人机载线阵摆扫CCD影像几何校正

充分利用无人机载GPS/INS组合导航系统提供的导航遥测数据,首先分析线阵CCD传感器摆扫成像的基础原理和成像特点,并建立严格的成像模型;然后提出线阵摆扫CCD影像严格几何校正的详细算法和流程;最后进行多组实验证实成像模型和几何校正算法的正确性和准确性.实验结果证实采用文中的成像模型和几何校正流程,可获得正确、高精度地理编码的线阵摆扫CCD正射影像.     

针对HY-1A CCD数据处理的瑞利查找表

在海洋水色遥感中,瑞利散射占大气顶（TOA）处测量信号的绝大部分,作为大气修正的第一步,必须精确计算瑞利散射的贡献,并从总信号中去除.本文针对HY-1A CCD传感器的波段设置,利用6S模型计算了不同情况下的瑞利反射率;基于计算结果,分析了瑞利反射率的特征,包括大气类型的影响、波长的影响,以及宽波段设置带来的波段平均效应的影响等;构造了针对HY-1A CCD的瑞利反射率查找表,并应用于实际卫星数据处理,初步评估了方法的有效性.     

CCD单晶衍射仪进行单晶德拜衍射

利用CCD单晶衍射仪的旋转图功能,并进行了支持软件的开发,实现了单晶体拍摄德拜衍射图,提出了利用单晶体获取粉晶衍射图谱的一种新方法。对比实验表明,该方法相当实用而有效,对稀有贵重样品的衍射分析具有十分重要的意义。     

一种TDICCD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。     

一种改进的一维最大熵星图分割算法

在CCD天文测量技术中,星点质心坐标提取的精度直接影响野外天文测量的坐标精度,而星图分割算法是数字星图处理技术中最为关键的一环。一维最大熵星图分割算法具有良好的二值化效果,且能够充分保留星图图像信息,其可靠性与准确性均已得到了试验验证。本文基于一维最大熵星图分割算法,提出了一种改进的星点区域划分算法,可以在不影响精度和可靠性的前提下,大幅提升一维最大熵算法的运算效率,进一步提高野外天文测量作业的效率,在实际作业中,具有更好的可应用性。     

我国无地面控制点卫星摄影测量综述

简要论述我国以无地面控制点为条件的卫星摄影测量的研究历程,包括第一代、第二代返回式摄影测量卫星,传输型摄影测量演示验证工程和理论研究,同时介绍了在我国月球探测工程所做的工作,并进行带有月球曲率影像的处理研究。