基于Cyberland与PCI的高分辨率卫星影像几何纠正比较研究

本文通过对高分辨率快鸟遥感卫星影像的几何纠正,比较了Cyberland和PCI Geomatica在高分辨率卫星遥感影像几何纠正方面的特点及对相关数据的要求,认为Cyberland的三角网纠正方法与PCI Geomatica的OrthoEngine模块相比具有许多独到之处,值得在实际生产中推广应用。     

面向对象和DEM的ZY-1 02C影像湿地提取研究

本文运用面向对象分类与DEM数据相结合的方法,对资源卫星一号02C卫星遥感影像进行湿地提取。探索了基于对象与DEM信息的提取技术,在02C影像湿地的提取应用,对研究我国国产卫星在湿地监测和保护方面有重要的意义。研究结果表明：（1）面向对象的遥感影像信息提取方法,可同时兼顾影像光谱信息及空间信息,适用于02C影像的湿地提取,精度得到明显提高;（2）基于对象与DEM信息的提取方法,使沼泽地与草地相混淆的现象明显减轻,湿地分类精度进一步提高,该方法适用于高分辨率遥感影像的湿地提取研究;（3）基于对象与DEM信息提取的水田、水体、沼泽地及河滩的精度,分别为88.46%、97.44%、86.96%和83.33%,满足资源卫星一号02C遥感影像对湿地进行监测和保护的需要。     

建筑物立面精细建模的多视街景影像几何纠正与拼接方法

同时搭载差分卫星定位系统、惯性测量单元和街景全景相机的移动测量系统,可高效获取具有精确位姿信息的城市环境高分辨率街景图像,为建筑物立面结构实景三维精细建模提供了重要的数据源.由于地面遮挡、视野限制、影像畸变等因素,单视街景影像难以有效覆盖较大建筑物立面结构.本文提出多视街景影像几何纠正与拼接方法,消除多视影像间的几何、曝光不一致性.利用谷歌开源街景影像数据实验,结果表明该方法可提高建筑物立面重建的纹理质量,同时也具有较高的几何精度.     

基于遥感影像的卫星颤振探测分析的关键技术与实现

姿态颤振是高分辨率卫星普遍存在的复杂现象,随着卫星的复杂性和敏捷性的提高,故其对成像质量的影响机制和相应的探测与补偿方法,成为高分辨率卫星对地观测研究的关键问题。本文介绍了基于遥感影像的卫星颤振探测原理和关键技术,利用传感器的构造特点,通过不同波段的多光谱影像,以及不同视角的全色立体影像间的密集匹配精确量测和获取影像视差差异值,反演卫星姿态颤振的规律和特性,从而对规律性的颤振现象进行建模和补偿。鉴于上述理论,在Visual C++的平台下,研制了卫星颤振探测分析系统,设计了以计算机性能优化的图像分块并行算法。测试结果表明,该软件能有效探测出0.1像元偏移的卫星姿态颤振,并可对规律性颤振进行建模和补偿,有较好的稳定性和并行效率。其已成功应用于资源三号卫星地面应用系统,并可扩展于其他卫星系统的颤振探测分析。     

多源遥感数据融合的发展趋势

随着遥感技术的快速发展,影像和数据融合领域的新方法、新算法层出不穷.遥感影像融合技术可以分为3个不同的层次:像素级、特征级和决策级.在回顾现有的多源遥感数据融合技术的基础上,讨论了融合技术的发展趋势.主要讨论内容包括多源高分辨率影像融合新方法、面向应用的影像融合评价和趋势、用于生态建模的LiDAR数据/多源光学/雷达影...     

基于稀少控制点的SPOT5卫星立体条带影像的生产应用研究

随着相关技术的发展,高分辨率卫星遥感影像在测绘产品生产中的应用越来越广泛和深入。本文主要通过西部无图区测图的应用实践,讨论利用有理多项式方法、基于稀少控制点纠正的SPOT5HRS立体条带影像的测图生产情况,并对DLG、DEM等产品进行精度检测;同时与传统的航摄方法进行对比,分析其生产效率等情况。     

无人机遥感数据处理与滑坡信息提取

高分辨率的DEM和DOM数据是对地形地貌信息的准确描述,也是滑坡信息提取的重要数据源。首先,针对滑坡信息提取的要求,本文采用无人搭载微型单反相机的影像获取平台,结合野外测量的GPS数据,弥补了无人机POS信息精度低的劣势;针对无人机影像的特点,运用摄影测量基本原理与计算机视觉算法,获取高精度、高分辨率的DEM与DOM影像,保留了丰富的光谱与纹理信息。其次,借助ESP辅助工具获取了DOM影像的最佳分割尺度,并结合研究区地物特征构建了基于模糊分类与SVM算法相结合的决策树,运用面向对象的分类方法实现了对研究区内植被、道路、疑似滑坡区域的信息提取。最后,依照研究区地物分布的空间特征确定了高风险等级区域,并对该区域进行滑坡的形态与纹理分析以及精度评价,其中提取的疑似滑坡区域用户精度为91.44%、生产者精度为84.65%,结果表明无人机遥感在滑坡信息提取领域具有较高的应用价值。     

高精度姿轨参数卫星影像在1∶50000数据库更新工程DOM生产中的应用

针对1∶50 000数据库更新工程中高分辨率卫星影像几何纠正的情况进行总结,在充分利用缺少控制卫星影像几何纠正研究成果的基础上,通过大量的生产实验,提出常用传感器高分辨率卫星影像工程生产中的控制点数量和分布要求。对同轨同时相影像拼接后纠正和多源卫星影像联合区域网平差进行研究实验,并在控制困难区域的正射影像生产中进行验证应用。本文研究内容可用于指导同等精度要求的卫星正射影像工程生产。     

快速遥感影像纠正处理系统在汶川抗震救灾中的应用

"快速遥感影像纠正处理系统RSWorkS"改进了传统资料管理模式,建立了4D产品控制资料数据库,集采集、保存、共享控制点资料于一体,智能提取DEM,快速完成遥感影像的纠正及检查.在汶川抗震救灾中完成了大量的遥感影像的纠正工作.     

高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术发展浅析

幅宽是影响高分辨率光学遥感卫星应用的重要指标。本文分析了国际上高分辨率光学遥感卫星宽幅成像的主要途径,介绍了多CCD内视场拼接、多相机外视场拼接、敏捷成像、多星组网等主流宽幅成像方式及其数据处理的技术特点,同时分析了相机垂轨摆扫成像、大面阵相机敏捷拼幅成像等新型星载宽幅影像获取方式,有助于系统地了解高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术进展,对于展望其发展趋势具有一定的参考作用。     

Comparison of DEM accuracies generated from different stereo pairs over a plateau mountainous area

Digital elevation models(DEMs) can be quickly and conveniently generated using very high resolution(VHR) satellite stereo images. Previous studies have evaluated and compared DEM accuracy based on VHR satellite stereo pairs collected by different satellite sensors. However, few studies analyzed the accuracy of a DEM based on stereo image pairs from a satellite with the same orbit and different orbits for a region with significant topographic fluctuations in the plateau area. Referring to former studies, this paper had two objectives: to generate a digital elevation model(DEM) and evaluate its horizontal and vertical accuracy over a plateau area with high relief; and to study the mapping capability of multiorbit and multitemporal stereo pair images in the plateau mountainous region. To achieve these objectives, we collected the 2015 Worldview-2 stereo image pair and another three World View-2 images acquired in 2013, 2014, and 2015. First, the 2015 DEM was obtained using a strict physical model based on along-track stereo image pairs, and the reliability of the DEM was verified with field data. Then, the images obtained in 2013, 2014, and 2015 were combined into different-orbit stereo image pairs, DEMs were produced using rational function models, and the DEMs were verified using field data and the 2015 DEM as standards. The results showed that the relief degree has a particular influence on the DEM, and the precision of the DEM decreases as the topographic relief increases. Off-nadir angles can also influence DEM accuracy, with a larger angle corresponding to a lower DEM accuracy. The research also shows that the DEM obtained from four sets of experiments meets the accuracy requirement of a 1:5,000 digital elevation map, digital line graphic(DLG), and digital orthophoto map(DOM). Among these four groups of DEMs, the one based on the 2015 stereo pairs with the same satellite achieved the highest precision.     

Two-sided long baseline radargrammetry from ascending-descending orbits with application to mapping post-seismic topography in the west Sichuan foreland basin

One-sided ascending or descending Synthetic Aperture Radar（SAR） stereoradargrammetry has limited accuracy of topographic mapping due to the short spatial baseline（-100 km） and small intersection angle. In order to improve the performance and reliability of generating digital elevation model（DEM） from spaceborne SAR radargrammetry, an exploration of two-sided stereoradargrammetry from the combination of ascending and descending orbits with geometric configuration of long spatial baseline（-1000 km） was conducted in this study. The slant-range geometry between SAR sensors to the earth surface and the Doppler positioning equations were employed to establish the stereoscopic intersection model. The measurement uncertainty of two-sided radargrammetric elevation was estimated on the basis of radar parallax of homogeneous points between input SAR images. Two stereo-pairs of ALOS/PALSAR（Advanced Land Observing Satellite/Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar） acquisitions with the orbital separation almost 1080 km over the west Sichuan foreland basin with rolling topography in southwestern China were employed in the study to obtain the up-to-date terrain data after the 2008 Wenchuan earthquake that hit this area. Thequantitative accuracy assessment of two-sided radargrammetric DEM was performed with reference to field GPS observations. The experimental results show that the elevation accuracy reaches 5.5 m without ground control points（GCPs） used, and the accuracy is further improved to 1.5 m with only one GPS GCP used as the least constraint. The theoretical analysis and testing results demonstrate that the twosided long baseline SAR radargrammetry from the ascending and descending orbits can be a very promising technical alternative for large-area and high accuracy topographic mapping.     

合成孔径雷达星座发展综述

自1978年第一颗星载SAR——Seasat-A发射以来,世界主要航天大国相继发射了多颗SAR卫星。几十年来,星载SAR传感器的性能不断提高,向着高分辨率、多极化、多模式和星座化等趋势发展。德国和意大利分别完成了SAR-Lupe(5颗)和COSMO-Sky Med(4颗)SAR卫星星座的布署,用于军事侦察或军民两用,欧空局和加拿大也正在积极开发SAR星座任务,甚至一些商业公司也开始研发小卫星SAR星座。SAR星座能够显著提高对地观测能力,既可以通过编队飞行进行双/多站、多角度或干涉成像,还可以通过多星组网大大缩短重访周期,满足对重点区域的密集观测需求。在SAR传感器和卫星平台都越来越小型化、低成本的背景下,星座组网正成为SAR对地观测发展的主要方向之一。     

光学卫星常态化相对辐射定标方法研究

相对辐射定标是获得各类光学遥感卫星传感器的高精度观测产品的必备条件,由于受发射震动、在轨空间环境变化等因素以及传感器自身衰减的影响,传感器在轨响应状态会随时间发生衰减和漂移,单一相对辐射定标方法无法保障卫星传感器在特定时间的探元响应一致性。本文以光学卫星传感器全生命周期影像辐射质量保障为目标,主要研究了光学卫星传感器在轨生命周期内高频率、高定标精度的常态化相对辐射定标方法,并总结了当前常用的相对辐射定标精度评估方法,评估了各定标方法的指标以及应用场景。利用珞珈一号01星（LJ1-01）夜光传感器获取的影像进行在轨暗电流、和在轨均匀场地定标实验和验证,珠海一号02组高光谱卫星影像被用来实施和验证统计定标和偏航辐射定标方法,并耦合多种定标方法实现常态化辐射定标。实验结果表明：各种定标方法处理后影像的条纹系数小于0.25%,图像相对标准差均优于3.00%;多种定标方法相互结合的常态化辐射定标方法实现了多种定标方法的优势最大化,完成常见传感器的高精度在轨标定。     

基于Erdas和DirectX平台的三维景观建模与应用

三维GIS已成为当前地理信息系统研究的一个热点,而高分辨率卫星图像则是建设三维GIS的重要数据源。本文以IKONOS卫星图像立体像对为数据源,利用数字摄影测量的方法,开展目标地区的三维可视化信息提取,包括DEM生成、正射影像图制作,以及地面建筑物的三维信息和纹理图像的提取,然后,探讨应用ERDAS IMAGINE和3ds Max软件进行混合建模的技术方法,达到优势互补,完成地面建筑物的模型构建。最后,基于VC++6.0平台,结合DirectX软件开发包,综合利用多种技术自主开发构建目标地区的三维虚拟景观,实现地形地貌景观的浏览;进一步通过构建粒子系统对研究区冷却塔的烟雾效果进行模拟,通过加入生产环境和设施的各种影响因子模拟烟雾的变化,推理特定目标的生产活动状况,为项目的决策提供三维分析支持。     

面向城市DEM构建的地形要素分类及表达

地形要素是对地形在地表的空间分布特征具有控制作用的点、线或面状要素,其合理划分可为城市地形建模提供数据基础。本文在解析城市地形特征和分析现有地形图分类在城市DEM建模中不足的基础上,基于面向对象思想,以城市地形被城市道路网分割为基本原则,构建了城市地形要素分类及表达方法,并以南京市某区1:500地形图为实验数据,进行了相关验证实验与分析。实验结果表明,本文提出的地形要素分类和表达方法能够整体控制并有效表达集几何和语义信息为一体的复杂城市地形,在全局和局部地形上均有较好的建模效果。本文提出的城市地形要素分类及表达方法不但可为地形要素的分析和应用提供基础,也可为城市地形构建模拟、建设规划和分析决策等提供技术支撑。     

一种星载平台轻量化快速影像匹配方法

针对现有传统影像匹配在星载平台有限的存储及算力条件下难以快速计算的问题,本文提出一种适用于星载平台的、基于哈希学习的轻量化快速影像匹配方法。该方法以同源卫星影像的特征描述符作为训练集计算哈希函数,并利用训练好的哈希函数将特征点的浮点型特征描述符映射至汉明空间,实现特征点对间相似度的快速计算,进一步通过剔除误匹配点获得精确匹配结果。同时,训练集中的特征描述符的种类可根据星载平台载荷的传感器类型、影像分辨率及目标区域影像的地貌类型进行灵活选择,使得本文方法具备良好的可重构性;计算汉明距离衡量特征点对间的相似度,提高本文方法在星载平台轻量化处理的应用能力。选取不同时刻资源三号卫星影像及高分七号卫星影像进行匹配对比实验,本文方法轻量化处理后的LW-SIFT方法相较于经典SIFT方法,在耗时方面减少50.12%,且增加正确匹配点数达20.28%。实验结果表明,本文方法能够显著提升影像匹配的精确度及时效性,有较大的应用潜力,能够为星载平台应用提供有力支撑。     

基于DEM的SAR影像几何定位参数校正方法

针对大范围无地面控制的SAR影像几何纠正,利用在一定时间和空间范围内SAR系统几何定位参数误差具有一定稳定性的特点,提出基于DEM的几何定位参数校正方法。该方法首先基于DEM进行影像模拟生成模拟SAR影像;然后在模拟SAR影像上提取特征点,针对特征点将模拟SAR影像和原始SAR影像进行匹配,得到特征点在原始SAR影像上的同名特征点,再结合DEM进行模拟影像间接定位获取特征点的地理坐标,以此作为几何定位参数校正的参考点;进而根据严密SAR几何构像模型构建几何定位参数校正模型,解算几何定位参数校正值;最后,利用几何参数校正值改正区域内其他SAR影像几何定位参数,提高区域内SAR影像几何定位精度。以高分三号影像进行试验,使用本文方法获取一景影像的几何定位参数校正值,对同一轨道内的和不同轨道的其他SAR影像进行参数校正,并对参数校正前后的几何定位精度进行评价。结果显示,同一轨道内的影像定位精度由66.0 m提高到9.7 m,不同轨道的影像定位精度由65.0 m提高到13.5 m,表明本文方法能够显著提高SAR影像几何定位精度。