星载相机的像移补偿实现

针对搭载在太阳同步轨道卫星上的画幅式遥感相机在成像过程中的目标图像存在相对移动的情况,设计了一套机械像移补偿机构.通过在遥感相机成像过程中获取像移速度,在理论上构建了基于太阳同步轨道卫星遥感特点的像移参数计算模型.根据成像特点,该像移补偿机构采用伺服电机驱动滚珠丝杠的方式实现二维补偿操作.最后,对实际遥感情况进行了数据...     

遥感、遥测、遥控

TP7 00061501星载遥感器又创池面目标的定位/袁孝康(上海航天局509所)11上海航夭.一2000,17(3)一1一8,17系统和深入地研究了多种星载遥感器对地面目标的定位问题.以目标相对于星下点轨迹的方位角和遥感器的视角作为相对定位的结果参量,与卫星轨道参数相结合,导出了地面目标经纬度的通用化计算公式,并在此基础上,完成了关于地面目标定位误痴勺完整分析,讨论了各误差分量的计算方法,导出了一套相应的计算公式.图4参13(许)目标的运动轨迹;给出整套处理方法的实验结果和分析图4参4(金)TP75,0177石0U061502目标检测的多分辨小波Holder数法/刘…     

遥感、遥测、遥控

TP7 94021259电磁散射和热辐射的遥感理论[著」/金亚积一北京:科学出版社,1 993一210页;16开 从电磁波散射、热辐射和传输的基本原理出发.议论了当今遥感理论的几个主要研究方向.该书系统的总结了作者十年来从事遥感理论研究的成果,也包括了国际同行在一些问题_!二的论述,将理论、计算方法、数值结果、实验比较与分析结合起来,系统详细地介绍了当今遥感理论的主要内容.图1们参168(北)图像特征信息提取奠定了基础,图6表1参7(金)TP751 94021263卫星遥感数据的像元地面反射率反演计算/李先华,黄雪樵,王小平城都山地灾害与环境研究所)11环境遥…     

FY-4大气垂直探测仪扫描镜的太阳入侵研究

针对FY-4三轴稳定静止卫星上遥感器的夜间太阳入侵问题,建立了星上遥感器的太阳辐照模型,由此计算了星上任意面元的太阳入射角系数和太阳辐射.针对其上的大气垂直探测仪结合遮光罩实际设计参数,分析了扫描镜的每日太阳入射角系数、太阳辐射、太阳入侵的时刻、入侵持续时间以及接受的太阳辐照的年变化曲线,并与GOES-8(地球静止轨道...     

大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析

为了提高大视场空间相机物距、投射角、地面像元分辨率、幅宽等几何参数的计算精度,研究了星下点成像与侧摆成像时上述几何参数的精确计算方法。在全面考虑地球曲率和投射角的基础上,建立了相应的几何模型,改进了大视场空间相机几何参数计算方法。根据仿真分析,对于轨道高度650 km、半视场40的空间相机,当侧摆20时,垂直线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的2.31倍,是传统计算方法的1.78倍;平行线阵方向像元分辨率的最大值是最小值的7.16倍,是传统计算方法的4.29倍;幅宽是传统计算方法的1.33倍。因此,传统计算方法存在较大的误差,提出的精确计算方法对于提高大视场空间相机成像质量具有重要意义。     

利用STK计算卫星外表面接收的太阳直接辐射

对卫星外表面接收的太阳直接辐射进行理论分析,得出计算表达式;将卫星外部结构及尺寸参数和STK软件给出的目标卫星光照时间、卫星外表面与太阳矢量间的几何关系等参数带入计算式得到特定卫星外表面接收到的太阳直接辐射;并对计算结果进行分析.     

遥感、遥测、遥控

TP7 99041372利用NOAA/AVHRR卫星资料进行海城表面特征提取/王岁胜,荀毓龙(中国科学院安徽光机所)11光电子技术与信息.一1998,11(5)一16一19文章的技术和方法可以进行大面积区域目标特征的提取,把传统的点研究推广到面的研究.图5参可许)TP7 99041373遥感模糊图像分割与像元分析/徐青山,赵凤生,魏合理,刘庆红(中国科学院安徽光机所)11光电子技术与信息.一1998,11(5)一21一24,28卫星遥感对地观测获取的图像信息其像元的数据往往是多种地表成分的复合,因此地表反射、辐射反映在像元上就带有一定的模糊性.基于模糊数学的理论和方法,同时利…     

基于观测几何的环境卫星红外相机遥感火点监测算法

MODIS V4算法在观测天顶角较大或太阳天顶角较大时会出现火点漏判现象,针对这个问题,通过数值模拟的方法分析了由明火与背景地物组成的火点像元的亮温在不同观测几何条件下的变化,并在MODIS V4算法基础上提出了针对环境卫星红外相机的基于观测几何的遥感火点监测算法.通过高分辨CCD数据建立烟羽掩码对多景环境卫星火点监测...     

基于MODIS云参数的卷云反射率计算研究

卷云反射率是天气、气候和地球能量平衡研究中关注的重要参数。卷云反射率的快速算法在遥感反演卷云特性参数中具有重要应用。依据卷云反射率随卷云光学厚度、有效尺度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等参数的变化,利用离散坐标法（Discrete Ordinate Radiative Transfer method,DISORT）计算卷云反射率,预先建立卷云反射率随相关参数变化的快速查找表,以此建立了卷云反射率的快速算法。将MODIS卫星探测的卷云光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角等因素作为输入参数,计算得到了卷云反射率,比较了计算的卷云反射率和MODIS实际测量的卷云反射率值,相关系数达到0.94,平均偏差小于18.5%,说明了卷云快速算法计算合理可行。     

400-1000nm波段反演气溶胶光学厚度的暗像元法

从卫星遥感的角度来看,气溶胶的不确定性是可见一近红外遥感中大气校正的难点,从遥感数据本身来反演气溶胶参数,进而完成大气校正,一直是遥感研究的重点.针对可见一近红外波段大气辐射传输特点,提出了利用浓密植被红波段(660 nm)与近红外波段(830 nm)之间的线性关系反演气溶胶光学厚度的基于可见近红外波段的暗像元法,该方法主要思想是首先假设在清洁大气的条件下,利用MODTRAN辐射传输模型对遥感图像进行大气校正,以减少近红外波段大气的影响,再通过双层叠代法搜索浓密植被像元作为暗像元,根据红波段和近红外波段之间的线性关系通过近红外波段计算暗像元的红波段表观反射率,并反演气溶胶光学厚度.利用该方法对PHI航空高光谱图像进行了气溶胶光学厚度的反演,并给出了反演原理、步骤和误差分析.     

Algorithm for global leaf area index retrieval using satellite imagery

Leaf area index (LAI) is one of the most important Earth surface parameters in modeling ecosystems and their interaction with climate. Based on a geometrical optical model (Four-Scale) and LAI algorithms previously derived for Canada-wide applications, this paper presents a new algorithm for the global retrieval of LAI where the bidirectional reflectance distribution function (BRDF) is considered explicitly in the algorithm and hence removing the need of doing BRDF corrections and normalizations to the input images. The core problem of integrating BRDF into the LAI algorithm is that nonlinear BRDF kernels that are used to relate spectral reflectances to LAI are also LAI dependent, and no analytical solution is found to derive directly LAI from reflectance data. This problem is solved through developing a simple iteration procedure. The relationships between LAI and reflectances of various spectral bands (red, near infrared, and shortwave infrared) are simulated with Four-Scale with a multiple scattering scheme. Based on the model simulations, the key coefficients in the BRDF kernels are fitted with Chebyshev polynomials of the second kind. Spectral indices - the simple ratio and the reduced simple ratio - are used to effectively combine the spectral bands for LAI retrieval. Example regional and global LAI maps are produced. Accuracy assessment on a Canada-wide LAI map is made in comparison with a previously validated 1998 LAI map and ground measurements made in seven Landsat scenes.     

一种表面激光散射特性数据三维测量方法

激光双向反射分布函数(BRDF)数据测量是一种获得目标表面信息的重要手段。利用几何光学理论建立了目标表面BRDF模型,采用激光器、激光能量密度测量设备、转台、漫反射板等光电实验室常用测量设备,在相同的几何和物理条件下,分别测量样品和散射特性已知的漫反射板对激光能量的散射特性数据,推算出样品的BRDF数值;保持测量平面静止,通过翻转被照射表面获取样品表面的三维BRDF数据,推算了翻转过程中测量点的角度换算关系;利用测量结果,进行了目标表面BRDF模型的参数优化,建立了样品表面BRDF模型;实验环境容易构建,操作简便,为研究目标表面激光散射特性提供了一种新的研究思路。     

光散射模型中遮蔽函数的参数反演

介绍了一种通过遗传模拟退火算法进行参数反演获取目标样片BRDF 模型参数的方法。将BRDF五参数统计模型中遮蔽函数的四个参数作为未知参数,利用在激光波长下目标样片的BRDF 实验测量数据,通过遗传模拟退火算法进行模型参数反演,获得上述样片BRDF 统计模型的九个模型参数,结果表明,与遮蔽函数四个参数取经验值情况相比较发现,九参数BRDF 统计模型的均方误差更小一些,并且通过反演出的遮蔽函数四个参数,得到上述样片在几种入射角情况下遮蔽函数随散射角的分布情况,所反演的遮蔽函数四个参数能反映材料表面的粗糙程度。     

Validation of temporal BRDFs of paddy fields estimated from MODIS reflectance data

The effect of the bidirectional reflectance distribution function (BRDF) is one of the most important factors in correcting and validating the reflectance obtained from remotely sensed data. While the importance of BRDF has become widely recognized, bidirectional reflectance factor (BRF) data measured for correction and validation are insufficient because of the technical difficulty of the measurement. The primary objective of the present research is to estimate BRDF effects from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data. Temporal ground-based BRDFs of rice paddy fields were estimated from ground measurements conducted in June and August 2002. MODIS-derived BRDFs obtained from MODIS reflectance data and ground-based BRDFs were estimated using the reciprocal form of the RossThick and LiSparse (RossThick-LiSparse-R) kernels, a semiempirical BRDF model adopted for the operational MODIS BRDF product. The MODIS-derived band 1 (620-680 nm) and band 2 (841-876 nm) BRDFs were compared with the ground-based BRDFs corresponding to the same waveband, respectively. The comparison results demonstrate that BRDFs of paddy fields change in accordance with paddy growth and that MODIS-derived BRDFs are closely related to ground-based BRDFs in most of the cases. It was also revealed that MODIS-derived BRDFs can be estimated to a high degree of accuracy when MODIS data necessary for the estimation are available.     

异轴角散射法中散射体几何模型的构建与优化

湿蒸汽参量测量对于保障汽轮机机组的高效安全运行具有重大意义。基于激光散射的异轴角散射法是湿蒸汽参数测量的光学方法之一。本文在分析异轴角散射法测量模型中激光散射的散射体几何建模存在问题的基础上,构建了CCD相机单个像元所对应的散射体的几何模型,并求解了散射体体积及与散射体相关的几何参数;并采用MATLAB软件进行了仿真计算,计算了水滴群质量中间半径r0.5、水滴数浓度N和尺寸分布系数K变化对散射光强的影响,并进行了误差分析。研究结果表明:采用新构建的散射体几何模型的异轴角散射法所得的仿真理论数据与实验数据间相对误差减小,且变化趋势更趋于一致,验证了几何模型优化的可行性和优越性,可为湿蒸汽参数测量提供更精确的数据。     

空间目标红外成像特性建模与仿真

基于空间目标成像特性的几何模型,引入了区域分解、网格划分的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标红外光谱特性与成像特性的数学模型,给出了目标在探测器入瞳处及像面上的能量分布计算公式。基于目标和探测器的轨道参数,分析了空间目标的成像条件,给出了成像角度和成像尺度判断的数学依据。以风云一号卫星和伽利略卫星为例,根据目标的结构特性、材料特性、轨道特性等确定输入条件,计算获得了目标在探测器入瞳处的辐射照度及目标红外星等随时间的变化关系,同时获得了目标灰度图像随时间的变化特征。仿真结果验证了建模方法的正确性,实现了空间目标红外成像特性的动态模拟。     

BRDF models to predict spectral reflectance and emissivity in thethermal infrared

This paper presents modifications to the linear kernel bidirectional reflectance distribution function (BRDF) models from Roujean et al. and from Wanner et al. that extend the spectral range into the thermal infrared (TIR). The present authors application is to synthesize the TIR optical properties of a scene pixel from laboratory component measurements. The angular reflectance and emissivity are needed to convert the radiance of a pixel as measured from space to land-surface temperature. The kernel models will be applied to develop a look-up table for the MODIS land-surface temperature algorithm to estimate the spectral, angular scene emissivity from land cover classification. A shrub scene and a dense canopy scene illustrate qualitative differences in angular emissivity that would not be evident without the kernel model modifications. They conclude that the modified models provide a simple and efficient way to estimate scene optical properties over a wide spectral range     

Relationship between and measurement of differential scatteringcoefficient (σ0) and bidirectional reflectancedistribution function (BRDF)

The microwave and optical scattering formulations are reviewed, a relationship between them at the same wavelength is presented, and the measurement conditions for obtaining range-independent and equipment-independent values are discussed. It is shown that the physical mechanism of scattering of electromagnetic beams from a surface can be quantified by either a differential scattering coefficient (σ⁰) or a bidirectional reflectance distribution function (BRDF). For a diffuse surface, σ⁰=4π BRDF cos &thetas;_i cos &thetas;_r, where &thetas;_i and &thetas;_r are the incident and reflected angles, respectively, from the surface normal. The geometrical constraints inferred in the measurement of coherent electromagnetic wave scattering from relatively small objects are easily satisfied to obtain range- and equipment-independent values, but care in experimental design is required when dealing with large surfaces. More care is also required when dealing with surfaces entailing specular features in addition to diffuse features     

航天相机环扫成像模式设计

为了满足敏捷卫星广域搜索需求,设计了航天相机环扫成像模式。建立环扫成像模型,通过对环扫成像原理的分析,设计了成像的最优地面轨迹,并分析了此时临界卫星旋转速度与轨道速度、环扫临界系数、帧间重叠率的关系;同时基于地面轨迹设计了确定曝光时间、帧频等成像参数解算方案。通过Satellite Tool Kit（STK）软件对成像模型进行仿真,并对成像几何参数进行分析,结果表明:在轨道高度H为500 km,像素尺寸a为4 m,焦距f为1 m,轴向像元数M为50 000时,随着相机倾角的增加,地面像元分辨率与幅宽逐渐增大;等于10、20、30、40时,地面幅宽分别提升为星下点成像时的1.96、3.10、4.58、6.85倍。     

基于视觉图像的石英摆片参数精密测量方法

为了解决检测石英摆片易划伤和提高检测的速度、精度,提出了利用视觉图像进行石英摆片平面几何参数测量的非接触测量方法.该方法通过视觉系统对石英摆片图像进行摄取, 由Sobel算子对图像进行单像素精度的边缘初始位置定位,进而利用改进的Zernike矩亚像素定位算法实现对目标边缘的精确定位,最后通过最小二乘法拟合边缘点得出石英摆片的平面几何参数.实验结果表明:该方法稳定性好,测量精度高,定位精度优于0.1 pixel,可实现石英摆片平面几何参数的精密测量.