基于可信度引导立体匹配的月球南极摄影测量地形重建方法

针对月球南极光照暗弱、阴影区域众多、月面形貌要素单一弱纹理,给影像立体匹配和三维地形重建带来极大挑战和困难的问题,提出了一种可信度引导的高效立体匹配算法(Efficient Confidence-guided Stereo Matching,ECSM),通过评估非支撑点的可信度来更新支撑点点集,构建三角网并利用三角形顶点的可信度重新估算其内部视差,提高匹配精度和效率。在此基础上,构建了月面摄影测量三维地形重建方法,并采用月球勘测轨道器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)窄角相机高分辨率影像数据,开展月球南极沙克尔顿(Shackleton)坑缘区域地形重建的验证实验。比较分析不同立体匹配算法生成的视差图和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),结果表明:所提出的算法在处理月面弱纹理和重复纹理区域影像方面具有可靠性。将生成的DEM与德国宇航中心(Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt,DLR)制作的同区域DEM以及美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)的月球轨道激光高度计DEM(LDEM)进行对比分析,高程和坡度信息方面都表现出较高的一致性,验证了该方法的可行性和有效性,为月球南极探测着陆区选择提供可靠的数据方法基础。

月面形貌勘察重建及其在熔岩管探测中的应用与展望

月球的熔岩管洞穴具有天然的地下管道结构,能够在强辐射、大温差和频繁陨石撞击等月面高风险环境中提供良好的庇护,成为了建立月球科研站等地外基地的必然选择。而随着月面形貌勘察重建技术的不断进展,高精度的形貌勘察手段和高精细的三维形貌模型可以为月球熔岩管洞穴的探测与应用潜力的评估提供强有力的支撑。文章总结了人类在月球探测的不同阶段的主要任务,以及熔岩管洞穴与未来月球基地选址和建设的关系,并对中国目前熔岩管洞穴探测的研究现状进行了简要分析。同时,借助对月面熔岩管洞穴的常用探测手段的分析,对月面形貌勘察重建技术在熔岩管探测中的应用现状、发展需求和挑战进行了讨论。最后,对未来月球熔岩管的探测进行了展望并提出建议,以期推动月球熔岩管洞穴探测和相关科学研究的全球发展,为人类命运共同体的太空征程而共同努力。

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。