THz 遥感技术的应用进展

近年来,在射电天文学、大气科学发展的推动作用下,THz 时域光谱技术发展迅速,被广泛地应用于遥感领域。介绍了与THz 遥感相关的技术和应用,包括地球观测系统和射电天文学,突出了THz 遥感技术与其他学科之间的紧密联系,显示出了巨大的应用前景。美国、欧洲、日本在THz 遥感领域起步较早,拥有一些成熟的技术和设备;中国起步较晚,技术上和国际先进水平还有一定差距。     

一种MODIS遥感图像大气校正的快速算法

本文设计了基于大气辐射传输模型对MODIS遥感图像进行大气校正的一种新的快速算法。根据Kaufman气溶胶光学厚度反演方法的基本原理,建立了简化的气溶胶光学厚度反演模型,通过6S模型获取气溶胶光学厚度参数,利用经验公式计算大气反射率及大气透过率等参数,实现了MODIS遥感图像的快速大气校正。     

高光谱遥感大气辐射校正技术的研究

为满足高光谱遥感图像定量化解译的需求,针对现有大气校正方法面临的大气参数不同步问题,对基于大气参数空间同步获取的大气辐射校正技术进行了研究。首先总结了利用卫星搭载专用大气辐射校正载荷,同步提供大气校正参数与地表反射特性的方法,从根本上解决辐射传输模型中的大气参数难以同步获取的问题。其次结合国外在轨运行的高光谱遥感卫星的调研结果,在大气校正载荷的设计—尤其是谱段选择和优化方面对载荷系统的方案特点和技术指标进行了归纳。并选取EO-1 Hyperion高光谱遥感图像进行了大气校正,从校正前后图像的视觉效果、光谱特性、典型地物的分类识别效果三方面分析了大气校正对高光谱遥感定量化应用性能的提升。最后对大气辐射校正技术的发展前景进行展望。     

面向遥感图像场景分类的双知识蒸馏模型

为了提高轻型卷积神经网络(CNN)在遥感图像(RSI)场景分类任务中的精度,该文设计一个双注意力(DA)与空间结构(SS)相融合的双知识蒸馏(DKD)模型。首先,构造新的DA模块,将其嵌入到ResNet101与设计的轻型CNN,分别作为教师与学生网络;然后,构造DA蒸馏损失函数,将教师网络中的DA知识迁移到学生网络之中,从而增强其对RSI的局部特征提取能力;最后,构造SS蒸馏损失函数,将教师网络中的语义提取能力以空间结构的形式迁移到学生网络,以增强其对RSI的高层语义表示能力。基于两个标准数据集AID和NWPU-45的对比实验结果表明,在训练比例为20%的情况下,经知识蒸馏之后的学生网络性能分别提高了7.69%和7.39%,且在参量更少的情况下性能也优于其他方法。     

Estimation of Atmospheric Species Concentrations from Remote Sensing Data

A basic problem in the interpretation of atmospheric remote sensing data is to estimate species concentration distributions. Typical remote sensing data involve a field of view that moves across the region and represent integrated species burdens from the ground to the altitude of the instrument. The estimation problem arising from this special measurement configuration is solved based on the partial differential equation for atmospheric diffusion and Wiener-Hopf theory. The estimation of the concentration distribution downwind of a hypothetical continous ground-level source of pollutants is studied numerically.     

偏振遥感图像的大气校正

为了实现对遥感图像快速、精确的大气校正,提出了一种联合偏振光强度信息和偏振度信息的图像大气校正算法。该算法首先采用矢量偏振辐射传输模型（vectorized linearized discrete ordinate radiative transfer, VLIDORT）建立一个由观测几何、目标偏振信息、大气条件、气溶胶模式等参数组成的查找表,然后通过查找表插值方法对输入的图像进行大气校正。实验结果表明,偏振图像大气校正算法在雾天成像条件下,使得图像对比度提高了41.84%,图像信息熵值提高了0.44,很好地去除了雾对图像的影响。进而说明偏振图像大气校正算法能够很好地还原目标强度信息和偏振度信息,提高图像的对比度,增加图像的信息熵值。     

空间外差光谱技术及其在大气遥感探测中的应用

基础研究表明大气微量气体成分的精确反演需要超高分辨率光谱数据,空间外差光谱技术是近年来得以迅速发展的新型超光谱分析技术,综合了光栅及傅里叶变换光谱技术的特点。对空间外差光谱技术基本原理进行了分析,阐述了空间外差干涉数据复原光谱信息流程。针对大气主要温室气体CO2开展空间外差光谱技术在大气遥感探测方面的应用研究,通过地基遥感观测实验,分析空间外差光谱系统的探测灵敏度,验证超光谱数据对大气微量气体浓度变化检测能力。实验表明空间外差光谱技术在大气遥感探测尤其是微量气体成份探测中具有针对性和优越性。     

一种巨幅遥感影像中机场ROI检测算法

目标检测一直是遥感领域的一个难题,巨幅影像处理进一步加大了目标检测的难度。为此,提出了一种基于特征空间分析的机场ROI快速检测方法,将影像分块读取,并行处理提取特征,采用Mean-shift方法对所提取特征分析聚类,最终定位出机场ROI。实验结果表明,该ROI检测方法具有很好的稳健性、自动性和并行性,并能够有效地降低巨幅影像处理的难度。     

OP-FTIR遥测北京地区大气中CH4浓度

用开放式傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)遥测了2005年北京地区秋季和冬季空气中CH4的浓度变化,两周实验数据的分析得出了CH4浓度的日变化趋势,并分析了CH4浓度的周末效应.CH4浓度变化主要受湍流和光化学反应的影响.CH4浓度变化和气象参数,如风速、风向、温度、相对湿度的相关性分析表明风向和风速能影响CH4浓度.讨论了秋季和冬季CH4源的不同,分析表明源和风向是影响北京大气CH4含量的重要因素.     

光学遥感图像大气校正的算法设计

采用光学遥感图像大气校正黑暗像元法和典型大气条件下光谱透过率分布曲线,设计了基于简单大气模型的光学遥感图像自动校正算法.将读取的彩色光学遥感图像的红绿蓝设定一像素数判定标准值,找到红绿蓝三分量的强度最小值,作为近似的红绿蓝三分量的程辐射值校正,再进行红绿蓝各个典型波长通过整层大气的透过率校正,恢复出地面最终图像.根据算法原理编制的MATLAB自动校正程序计算表明,本算法设计思路合理,处理遥感图像的效果优于传统的黑暗像元法.     

一种突出边缘特征的遥感图像快速融合方法

针对像素级遥感图像融合处理数据量大、实时性差,融合结果不能直观表述目标特征的问题,提出一种边缘特征加强的多光谱与全色图像快速融合方法。为提高算法的运行速度,采用提升小波与快速IHS变换相结合的算法生成像素级融合图像。同时,利用数学形态学方法提取全色图像的边缘,与像素级融合图像进行再次融合,加强了最终融合图像的边缘信息。实验结果表明,该算法不仅融合效果好,而且实时性强。     

基于视觉注意的遥感图像分析方法

该文根据人类视觉系统的生理结构与认知特点,提出了一个基于自底向上视觉注意的遥感图像分析模型,并在此基础上开发出了一种新的遥感图像分析方法。该方法在一定程度上具备了类似于人类视觉系统的选择性加工能力。将其应用于多种类型的真实遥感图像,获得了较为满意的实验结果。     

Terahertz Sub-harmonic Mixer Using Discrete Schottky Diode for Planetary Science and Remote Sensing

Sub-harmonic mixers are the core element of terahertz room temperature, high spectral resolution heterodyne receivers for planetary science, and remote sensing. Here, terahertz sub-harmonic mixer up to 400 GHz using discrete Schottky diode is presented. Measured performance is in agreement with results from the linear and nonlinear co-simulations, and this methodology shows its practicability for the discrete planar GaAs Schottky diode-based terahertz core circuit design.     

太赫兹探测技术在遥感应用中的研究进展

近年来,世界各国都对太赫兹科学给予了很大的关注,相应的太赫兹辐射源和探测器的研究和发展速度加快,太赫兹技术应用也取得了实质的进展,特别是太赫兹波在空间天文观测和大气遥感中的应用。介绍了近些年发展起来的几种探测太赫兹电磁波的新技术及目前发射或建立的多种亚毫米波、太赫兹波探测系统在天文观测和大气遥感中的具体应用,显示了太赫兹波探测技术在遥感领域中的巨大应用前景。     

基于6S模型的遥感图像大气校正方法

去除大气影响是遥感影像应用中具有重要实用意义的一步,因此依据多光谱遥感数据开展了大气校正方法的研究工作.基于6S辐射模型和消除邻边效应的经验方法对ZY-3卫星影像数据进行大气校正;作为对照,对同一影像也做FLAASH(一种成熟的大气校正软件模块)大气校正处理.由结果所见,校正后影像质量得到提高;校正精度与FLAASH精度都在10％左右,具有较高准确性.     

超谱遥感图像的波段选择新方法

针对超谱遥感图像的高数据维给图像进一步处理带来的困难,本文构造了波段选择方法的数学模型,该方 法基于统计学原理,通过选择信息量大并且与其它波段相关性小的波段来降低超谱数据维数。本文将降低后的超谱数据进 行小波融合与K．均值非监督分类。分类结果表明,该波段选择的方法能够将保留信息丰富的波段,分类效果与使用原始 波段相比有所提高,计算复杂度大大降低。     

A Review on Thin-film Sensing with Terahertz Waves

In the past two decades, the development and steady improvement of terahertz technology has motivated a wide range of scientific studies designed to discover and develop terahertz applications. Terahertz sensing is one such application, and its continued maturation is virtually guaranteed by the unique properties that materials exhibit in the terahertz frequency range. Thin-film sensing is one branch of this effort that has enjoyed diverse development in the last decade. Deeply subwavelength sample thicknesses impose great difficulties to conventional terahertz spectroscopy, yet sensing those samples is essential for a large number of applications. In this article we review terahertz thin-film sensing, summarizing the motivation, challenges, and state-of-the-art approaches based predominately on terahertz time-domain spectroscopy.     

基于线性光谱分解的遥感图像大气灰霾环境效应去除技术

灰霾环境对遥感图像具有非常严重的影响。主要分析了太阳光在灰霾环境中的传输方法。根据太阳光的传输方式,把灰霾层看作是一个不均匀的半透明-透明层。然后通过SMACC算法提取灰霾的端元信息,并利用最小二乘法反演去除灰霾后的遥感图像。本文所述的线性光谱分解去霾方法对遥感图像中气溶胶浓度低/高的灰霾的去除效果都比较好,而且较大限度地保留了图像的光谱信息。最后把本文方法和大气校     

角点与边缘信息相结合的遥感图像飞机检测新方法

利用遥感图像中飞机目标的边缘特征和角点特征,提出边缘与角点信息相结合的遥感图像飞机检测新方法.首先,进行Canny边缘检测,提取遥感图像中飞机目标边缘信息,并利用OTSU算法二值化处理图像;然后,进行Harris角点检测,找出满足飞机角点分布特征的区域,去除伪目标;最后,进行区域生长式聚类,通过求取类心最终确定飞机位置.对60幅高分辨率遥感图像进行飞机检测测试,正确检测出238架飞机中的220架,漏检18架,48个虚警.实验表明,该方法可以有效解决复杂背景下飞机检测问题,具有良好的检测性能.