火星快车HRSC线阵推扫式影像地面点反投影快速融合

欧空局火星快车上的HRSC高分辨率立体测绘相机,可同时获取火星表面全色与多光谱影像。其全色影像分辨率高于多光谱影像,通过融合处理可以生成火星表面高分辨率多光谱影像。基于严密几何模型对HRSC影像进行几何纠正是融合处理的基础,本文结合HRSC线阵传感器行中心投影的特点,设计了一种基于地面点反投影快速算法的影像融合方法,利用物方投影面的几何约束实现地面点反投影的快速解算以及HRSC线阵影像的高效率几何纠正;然后基于IHS融合变换方法实现金色与多光谱影像的像素级融合。对火星快车HRSC影像不同地形数据进行试验,验证了本文算法的正确性、高效性。     

线阵推扫影像的核线模型研究

通过对线阵CCD推扫式影像和框幅式中心投影影像的核线理论的对比研究，建立了线阵CCD推扫式影像的核线理论，并探讨了它的基本特性，从而为核线在线阵CCD推扫式影像中的应用提供了理论基础。     

四元数火星快车立体测绘影像光束法平差

针对火星表面缺乏控制点数据、影像匹配难度大,使用传统欧拉角解算时收敛性难以保证的问题,该文提出基于四元数以及定向片模型的HRSC线阵影像光束法平差方法:基于SIFT特征提取算子并结合影像金字塔分层匹配策略设计连接点自动生成算法,并对火星表面多个地形区域进行了试验,结果表明:设计的连接点自动生成算法高效、实用,利用该方法可显著提高欧洲火星快车HRSC线阵影像的定位精度。     

线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型

首先简要论述了框幅式中心投影遥感影像的传统核线模型及其理论特性,分析和总结了线阵CCD推扫式遥感影像的核线模型及其研究现状;其次通过与框幅式中心投影遥感影像核线模型的对比研究,利用投影轨迹法建立了一种既适用于框幅式中心投影遥感影像,又适合于线阵CCD推扫式遥感影像的扩展核线模型;最后通过实验总结分析了它的基本特性。     

线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型

首先简要论述了框幅式中心投影遥感影像的传统核线模型及其理论特性,分析和总结了线阵CCD推扫式遥感影像的核线模型及其研究现状;其次通过与框幅式中心投影遥感影像核线模型的对比研究,利用投影轨迹法建立了一种既适用于框幅式中心投影遥感影像,又适合于线阵CCD推扫式遥感影像的扩展核线模型;最后通过实验总结分析了它的基本特性.     

利用投影轨迹的卫星影像近似核线重排快速算法

针对卫星影像核线的几何特性,采用线性模型简化表示每对同名核曲线,提出了一种实用的近似核线重排快速算法,并对多种地形条件的卫星立体影像进行实验。结果表明,在影像定向参数精度较高的情况下,该算法能够生成子像素级上下视差的核线影像,且具有简单、实用性强等特点。     

基于RPC模型的线阵卫星影像核线排列及其几何关系重建

针对核线影像无几何模型的问题,提出基于有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient,RPC)模型,利用投影轨迹法制作线阵推扫式卫星核线影像及其几何模型的重建方法。利用SPOT 5 HRG、CBERS 2-03异轨立体像对和SPOT 5 HRSI、RS P5、GeoEyeI、KONOS同轨立体像对重建的核线影像几何模型上下视差的中误差在0.2个像元之内;利用重建几何模型和原始影像几何模型进行前方交会计算所得到的地面点平面中误差在1 m之内,高程中误差在0.3 m之内,验证了本文方法的可靠性。     

基于最佳扫描行快速搜索策略的线阵推扫式影像微分纠正算法

线阵推扫式影像的几何纠正是当前海量遥感影像数据处理的难点与性能瓶颈。基于严密几何模型对线阵影像进行微分纠正是生成各级影像产品的基础,其核心是地面点的反投影,即确定地面点对应的最佳扫描行。传统的最佳扫描行搜索算法基于像方的共线方程迭代计算,效率低,实用化程度不高。本文基于严密几何模型提出一种适用于大数据量线阵影像微分纠正的最佳扫描行快速搜索策略,利用扫描行投影面进行物方几何约束,通过判断物方点到扫描行投影面的距离定位最佳扫描行。由于线阵列CCD像元并非严格按照一条直线排列,笔者讨论了CCD线阵的分段处理以及分段投影面的确定方法。利用机载ADS40、火星快车HRSC线阵影像进行试验。结果表明,本文方法仅需少量几次物方空间解析几何迭代计算即可精确定位最佳扫描行,计算效率相比基于像方的搜索方法提高了8倍以上,线阵影像微分纠正速度提升了6倍以上。     

基于有理多项式系数的线阵卫星近似核线影像的生成

分析了线阵卫星影像投影轨迹法计算局部范围近似核线影像的基本原理,提出利用分段直线拟合近似核线;基于RPC和物方经纬度的线阵卫星近似核线影像重采样方法,以便在密集影像匹配生成高精度数字高程模型(DEM)时缩小匹配搜索范围,并降低误匹配率。试验结果表明,利用投影轨迹法可以确定立体像对局部范围内的近似同名核线,且分段直线拟合方法精度更高;基于物方经纬度方法进行核线影像重采样后,非常有利于同名点的高可靠性匹配,且核线影像上的同名点坐标到原始影像坐标的反算精度优于0.04像素,验证了重采样方法的可行性。     

火星HiRISE高分辨率影像的FPGA辐射校正

为了能满足HiRISE影像的在轨实时辐射较正,针对HiRISE影像数据量大,传统辐射校正算法难以满足实时性需求的问题,设计了一种基于FPGA的HiRISE影像辐射校正方法,并利用直方图匹配方法消除两个通道之间由灰度不一致形成的拼接缝。系统采用FPGA+DSP的硬件架构,充分利用了FPGA的并行处理能力与DSP的灵活调度性能,以提高HiRISE影像辐射校正的在轨实时处理速度。实验结果表明,设计的方法系统硬件资源消耗少,且可以满足辐射校正的实时处理。     

基于投影基准面的线阵推扫式卫星立体像对近似核线影像生成方法

提出一种实用的基于物方投影基准面的线阵推扫式卫星影像核线模型,研究并实现基于该模型的近似核线影像生成方法.该方法能够生成子像素级上下视差的近乎严格的核线影像,且能直接由立体影像的定向参数建立原始影像与核线影像之间的严格坐标对应关系;基于投影基准面进行近似核线排列,有利于生成分辨率一致、相对于物方水平的核线立体模型,方便进行立体量测和立体判读.为了验证本文方法的正确性、可行性和通用性,分别对带有高精度RPC的SPOT5-HRG异轨立体像对、IKONOS同轨立体像对、IRS-P5同轨立体像对以及Quickbird同轨立体像对进行了核线试验.目前,该方法已应用于卫星影像的立体测图和DEM自动生成软件模块中.     

一种异源高分辨率卫星遥感影像近似核线生成算法

提出了一种实用的基于有理函数模型(RFM)的核线生成算法,研究并实现在该算法下异源高分辨率卫星遥感影像像对近似核线生成方法。该方法利用高分辨率卫星遥感影像正解模型迭代计算RFM反解模型,结合核线投影轨迹法,提取像对之间近似核线对。实验表明,本文算法具有可适性和通用性,为异源高分辨率卫星遥感影像数据的自动匹配处理提供了可靠保证。     

遥感图像数据重采样的一种快速算法

从原始遥感图像几何畸变特征出发，建立了SeaStarStarSeaWiFS和NOAA AVHRR遥感图像数据重采样的一种快速算法，并提出了邻点权重重采样方式。该种快速长法能有效地提高遥感图像几何校正的速度，并适用于连续对地观测系统遥感数据的重采样过程。邻点权重重采样方式可用以替代通常的最近邻点和双线性插值采样方式。     

基于RPC近似核线约束的CE-1影像匹配方法

"嫦娥一号"(简称CE-1)是中国自主研制并发射的首个月球探测器,卫星搭载的传感器是一个三线阵CCD立体相机,其主要科学目标是获取月球表面三维影像。根据三线阵影像以及月面影像的特点,为了能够得到密集度较高且分布均匀的同名点对,采用了一种基于RPC近似核线约束的影像匹配方法,结果表明基于核线约束的影像匹配方法较之传统二维影像匹配总体耗时短且具有较高的精度与可靠性。     

利用线阵卫星立体像对的平行特性生成核线影像

针对线阵推扫卫星影像的核线特点,研究了基于平行特征的核线影像生成方法。首先将影像分块并利用有理函数模型和投影轨迹法计算核线对,在分析核线斜率及直线拟合误差的基础上研究核线的平行特征,平行性好时旋转核线倾斜角相同的角度生成核线影像,最后以同名点上下视差为标准评价方法的可行性。试验结果表明,基于平行特性直接旋转一定角度的核线影像生成方法虽不具备普遍适用性,但对WorldView-2卫星4波段多光谱和全色等特定影像是可行的。     

数字影象定位及核线排列

本文主要由以下几部分组成:1、数字影象的获取;2、框标的自动识别;3、内定向参教的计算及其应用;4、核线排列,直接在倾斜象片上沿核线方向进行重新采样。