高分二号卫星影像融合方法与效果评价

高分二号(GF-2)是我国高分辨率对地观测系统重大专项中的首颗"亚米级"卫星,极大地提高了我国高空间分辨卫星影像的自给率。遥感影像融合是高分辨遥感处理和应用的关键流程,选择北京、大连和福州地区GF-2影像,采用彩色标准化变换(Brovey)法、相位恢复(Gram-Schmidt)法、色度空间变换(HSV)法、主成分变换(PCA)法和超分辨率贝叶斯(Pansharp)法共5种融合方法对实验区影像进行融合实验。首先对5种融合结果进行目视效果评价,然后构建了标准差、信息熵、平均梯度、相关系数和扭曲程度5个指标对融合结果进行定量评价。结果表明:Pansharp法在图像信息、细节以及光谱都具有较好的保持效果,Gram-Schmidt和PCA次之,HSV和Brovey色彩失真较明显,该结论可为GF-2卫星影像科研和工程应用提供参考。

GNSS-R技术在海冰反演中的应用

从海冰现状出发,全面评述海冰反演的研究进展,主要包括SAR观测技术、星载微波辐射计、高度计、雷达辐射计、多微波传感器及GNSS-R技术等,重点介绍当前GNSS-R反演海冰的关键技术,指出GNSS-R反演海冰存在的问题和发展方向。

高速影像中圆形标志点的自动识别与定位

针对圆形标志点的自动识别与高精度定位的实际需求,提出一种自动化的高精度圆形标志点识别与定位方法。首先利用HOG(Histogram of Oriented Gradient)和SVM(Support Vector Machine)方法对现有数据训练生成与圆形标志点相关的特征模型,自动提取图像包含圆形标志点的区域;其次利用Canny算子和改进Zernike检测提取圆形标志点的亚像素边缘信息;最后利用最小二乘拟合方法获取圆形标志点的高精度中心位置。实验结果表明:该方法不仅能够有效自动地提取高速视频影像中圆形标志点信息,还可以获取其高精度的中心坐标位置。

基于形态学与Dijkstra相结合的影像镶嵌线方法

镶嵌线自动搜索是实现影像重叠区域无缝拼接的关键步骤,而目前随着无人机技术的日益成熟及无人机能够快速获取高清的遥感图像数据,迫切需要寻找一种既有质量、又有效率的镶嵌线自动搜索的方法。本文提出一种基于形态学与Dijkstra相结合的影像镶嵌线方法,该方法首先确定两幅影像重叠部分的差分影像,然后在差分影像的基础上进行形态学膨胀处理,同时根据稀疏矩阵构建八邻域稀疏矩阵,最后使用Dijkstra算法在差分影像上进行镶嵌线的自动搜索,得到最优路径镶嵌线。实验结果证明,改进算法与未经过形态学处理的Dijkstra方法相比,其自动搜索镶嵌线过程在耗时少(耗时为3.72 s)的情况下,能够很好地避开房屋等高亮度区。

一种有效的影像中椭圆形目标提取方法

高精度的影像目标点的自动提取,是摄影测量三维重建的基础。提出了一种基于自适应阈值化的轮廓提取方法来有效的提取影像中的椭圆形目标点,通过模板匹配的方法自动确定影像中包含目标点的感兴趣区域,在区域内对影像边缘进行处理提取椭圆形目标轮廓,借助于最小二乘椭圆拟合实现椭圆形目标点中心坐标的确定,达到了亚像素级的精度。在目标点椭圆拟合的过程中对,对拟合粗差像素点进行剔除来提高中心坐标的确定精度。根据椭圆特征设置筛选条件,保证了感兴趣区域内检测椭圆的唯一性。

高分一号卫星WFV影像全国陆地镶嵌与制图技术研究

高分一号(GF-1)卫星是我国高空间分辨率对地观测系统重大专项中的首颗卫星,目前已正常运行4 a多,为全国中、高空间分辨率影像镶嵌提供了丰富的数据源。针对GF-1多光谱宽幅覆盖(wide field of view,WFV)影像特点,制定了影像处理的技术流程,主要包括数据选取、几何纠正、匀色镶嵌和制图4项关键技术,重点解决大幅宽影像高精度几何定位问题;在选取高质量数据基础上,自动采集控制点,控制点均方根误差(root mean square error,RMSE)不大于1个像元,平均每景影像中控制点数量为54个;应用有理函数模型(rational function model,RFM)对影像进行正射纠正,然后进行色调调整和镶嵌处理,制作全国1∶500万比例尺陆地卫星影像专题地图。镶嵌结果具有空间精度高、地物色彩丰富和时效性强等特点。所采用的技术流程和方法可为高分系列卫星全国镶嵌制图提供参考,同时也将促进国产高分卫星在全国重大资源环境调查中的应用推广。

基于虚拟控制点的卫星平台颤振探测方法研究

卫星平台颤振是高分辨率卫星在轨运行普遍存在的复杂现象,是影响其几何定位和测图精度的关键因素之一,针对此问题提出了基于虚拟控制点的卫星姿态颤振探测方法.首先,基于大量虚拟控制点生成有理函数模型,然后利用该模型将虚拟控制点反投影至影像像方,计算反投影像点和虚拟像点的像方残差,从而计算得到卫星姿态的变化.利用资源三号卫星线阵影像进行实验,该方法能够成功探测出其存在0. 65 Hz姿态颤振现象,并与卫星姿态数据变化相一致,验证了方法的可行性和正确性.根据姿态颤振探测结果,采用正弦函数和样条函数补偿严格成像模型和有理函数模型因颤振引起的非线性误差,通过颤振补偿,颤振补偿后的下视传感器相对定位精度为0.9像素,绝对定位精度在平面上提升1.4 m,高程提升2m.

结合改进特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法

针对加速的具有鲁棒性特征算法导致匹配图像丢失颜色信息成分的问题,该文从图像匹配的效率和精度出发,提出了一种基于改进加速的具有鲁棒性特征算法和狄洛尼三角网的图像匹配方法。该方法在原有加速的具有鲁棒性特征算法的基础上,引入颜色不变量模型和狄洛尼三角网、三角形相似函数及摄影不变量等约束条件,有效保留了图像的颜色信息,减少特征点错误的匹配率。实验表明:本算法具有匹配速率高、提取的特征点多且分布均匀以及匹配率高等特点。

视频测量椭圆标志中心点的高精度定位方法

针对近景视频摄影测量中椭圆标志点的中心定位精度影响后续的目标跟踪和三维重建精度的问题,该文为了保证获取椭圆亚像素的中心定位精度,提出了一种基于椭圆标志点亚像素边缘检测的中心定位方法。该方法首先利用Canny算子提取椭圆的轮廓,然后利用阈值分割、形态学边缘轮廓提取方法等方法对边缘进行约束,再利用形态学细化算法和空间矩提取椭圆的亚像素边缘,最后利用最小二乘拟合法实现椭圆中心的亚像素定位。实验结果表明:在模拟实验和真实影像的实验下,该方法与现有其他方法相比较,不仅能获取和定位高精度的椭圆中心(模拟实验下,椭圆中心定位精度高达0.02像素),而且具有高稳健性;能够满足近景摄影测量的精度和稳定性的需求。