基于低密度机载LiDAR和CCD数据的林分平均高提取

本文基于低密度的机载激光雷达(L iDAR)数据生成林区树冠高度模型(CHM),结合高分辨率CCD数码相机影像勾绘林分多边形,由改进的树冠识别算法提取林分平均树高。结果表明:全部有效数据林分总体精度达74.86%,刺槐精度达75.62%,油松精度达74.74%,结果受点云密度影响,使得阔叶树种的精度稍高于针叶树种,因此,低密度激光雷达数据结合高分辨率CCD可以快速、准确地提取林分平均高。

LIDAR点云支持的CCD影像地理编码

针对传统航空摄影测量生成有地理编码的正射影像需要一定的地面控制点、密集的同名点匹配和繁琐的DEM人工编辑,本文将LIDAR点云作为控制基准,采用共线、共面等几何约束条件,联合平差求出CCD影像的外方位元素,并采用LIDAR点云滤波后的DEM,对CCD影像进行正射纠正,生成具有地理编码的影像数据,可有效地提高工作效率,节省大量时间和人工成本,试验结果证实了这种思路和算法的可行性。

基于CCD的侧向激光雷达系统研制及探测个例

后向散射激光雷达技术已广泛应用于大气气溶胶的探测，但由于有盲区和过渡区，限制了它在近距离段的探测范围和精度。侧向散射激光雷达技术没有后向散射激光雷达技术中的上述缺陷，可实现近距离段气溶胶信号的连续探测，且探测精度较高。开发研制了基于CCD的侧向散射激光雷达系统，它由激光发射、光学接收、几何定标及数据采集等子系统组成。与后向散射激光雷达的对比探测个例表明，该激光雷达系统数据可靠，近距离的有效探测范围为0.02~4 km。这一系统的建立为进一步深入研究近地面层的气溶胶时、空分布奠定了坚实的基础。

条纹管激光成像系统中 CCD 性能分析

介绍了条纹管激光成像技术的工作原理,说明了 CCD 在成像系统中的作用和对系统指标的影响。针对条纹管激光成像系统的需求,讨论了几种体制微光 CCD 的工作原理,并进行了性能参数的对比分析,对比了 ICCD 和 EBCCD 各自的优缺点,在此基础上,提出了系统 CCD 选择方案。

基于CCD成像的侧向散射激光雷达几何标定方法

通过分析CCD成像特点,设计了侧向散射激光雷达几何标定实验,得到CCD各像元的角宽度,并确定了CCD像元与散射光位置之间的对应关系.对两次实验中采集的回波信号进行标定,并分别与POM02进行相函数比对、与后向散射激光雷达进行探测信号比对,结果表明:相函数廓线和POM02测量结果相吻合;侧向散射激光雷达信号与后向散射雷达的距离修正信号在650m以上的变化趋势一致.侧向散射激光雷达弥补了后向散射激光雷达在近地面段不能探测气溶胶的不足,该标定方法可靠,为进一步利用侧向散射激光雷达研究近地面气溶胶的时空分布奠定了坚实的基础.

基于车载CCD序列影像的建筑立面纹理映射

在车载LIDAR系统中,CCD相机系统侧重于获取精度的建筑物立面信息,非常适用于城市建筑物模型的快速构建。使用二维最大熵阈值分割对最佳影像进行有效地快速分割,采用Hough算子检测纹理边界,并利用点特征对纹理轮廓和模型轮廓进行匹配纠正。实验证明,该方法简单、快速,适合于大范围城市建筑物立面纹理映射。

CCD激光雷达探测白天近地面气溶胶消光系数（英文）

利用CCD激光雷达系统对合肥西郊近地面气溶胶消光系数进行了昼夜连续测量,弥补了传统后向散射激光雷达近地面盲区和重叠区域的数据空白.比较夜间Mie散射气溶胶激光雷达和CCD激光雷达获得的气溶胶消光系数,验证了CCD激光雷达系统的可靠性.CCD激光雷达系统的白天检测是可行的,并获得了10~180m高度的大气气溶胶消光系数,空间分辨率最高可达1cm.两种气溶胶消光系数分布表明,气溶胶消光系数在垂直方向上不是单调递减,且在一天中剧烈变化.CCD激光雷达检测到的气溶胶消光系数的时空演化图表明,随着天色变黑,整体气溶胶具有降低的趋势.CCD激光雷达的气溶胶消光系数曲线的日间检测是可以实现的.

基于CCD图像智能分析的激光主动规避飞行物系统

激光雷达是地球大气探测的有利工具,但其向空中发射的强激光束会对空域飞行物存在潜在威胁。为保障激光雷达上空飞行物的飞行安全,提出了一种基于CCD成像探测的激光智能主动规避飞行物的方法,并搭建了一套实验装置。该装置通过触发同步控制CCD实时采集激光雷达激光束方向一定范围的空域图像,再对图像进行降噪、差值和二值化等处理,并判断是否有飞行物在空域范围内,根据处理结果控制激光发射光路中的机械开关打开或者关闭,有效保证了激光雷达的安全运行以及飞行物的安全。

三维成像载荷地面快速融合处理方法研究

三维成像载荷是一种能够同时采集激光雷达数据以及CCD影像,并快速融合生成三维立体影像的新型载荷。在分析载荷工作原理的基础上,面向载荷的地面检校及成像试验,提出了一种针对该新型三维成像载荷的地面快速数据融合处理方法;并利用地面实测数据对方法进行了验证。结果表明,该方法能快速生成实验区的三维影像,同时也验证了该类型载荷对激光雷达数据与影像数据快速融合的能力。

基于LiDAR和CCD数据的地形与建筑提取方法优化及精度评价

借助机载小光斑激光雷达点云数据,采用Kraus滤波法结合增强Canny算子优化提取数字高程模型,然后结合LiDAR数据中提取的nDSM和粗糙度特征,以及CCD数据中获得的光谱属性和几何属性,应用多源特征融合面向对象影像分类方法,以提高城市环境下遥感分类的可靠性和建筑实体信息提取精度。结果表明:DEM估测值变异解释能力达到96%,其均方根误差1.15m,拟合的直线紧贴1∶1线;同时,结合粗糙度、光谱信息和形态指数等信息分类的方法不仅缓解了分类"噪声",降低了错分现象,且精度较高;研究区内建筑的面积决定系数大多高于0.7,高度信息的估测值变异解释能力也均达到92%以上,表明基于多源特征融合的面向对象分类方法结果可靠且对建筑的三维结构参数提取精度高。

一种车载激光雷达自动准直系统

研制了一种适用于车载激光雷达的收发光路自动准直系统。该系统采用了CCD相机和图像处理技术以确定发射光束的方向与接收光路的准直情况。使用一台2维电动调整导向镜,改变激光发射方向。计算机测控软件负责监测收发准直情况并且实现发射激光光束方向的调整,而无需人员干预。实验室验证系统上的测量表明,当准直误差为40μrad时,完成准直需要的时间通常不超过40s。

CCD激光雷达探测边界层气溶胶消光系数垂直分布

提出了一种反演边界层以下气溶胶消光系数垂直廓线的方法。设计了一种以电荷耦合器件（CCD）为探测器、激光器为发射端的收发分置激光雷达系统（CCD激光雷达）。基于此系统测量了水平激光束图像与垂直激光束从地面起0-1.2 km高度的气溶胶角散射灰度图像。利用水平散射图像得到大气散射相函数相对值，将其作为参数反演了垂直方向的气溶胶消光系数分布廓线。将得到的消光系数值与合肥大气辐射观测站的双波长偏振米散射激光雷达（DWPL）的观测结果进行了对比，结果表明两者一致性较好。同时给出了合肥地区4个夜晚连续观测的气溶胶廓线分布。CCD激光雷达优势在于无盲区，在近地面空间分辨率可达0.032 m/pixel，在边界层以下气溶胶探测具有潜力。

激光雷达辅助下的多相机隧道图像拼接

由于隧道图像纹理单一,匹配特征少,导致图像拼接结果不理想。同时,由于相机畸变的存在,每个CCD相机拍摄图像在边缘地区的形变最大,而拼接处也正好在那个区域,因此直接对整个图像进行整体转换后拼接会出现比较严重的拼接错误现象。为此,本文引入激光雷达,依据其提供的距离信息模拟隧道面,并借助相机内外参将平面图像映射至模拟隧道面,在物方完成图像拼接。借助贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)算法,以最大化相邻相机物方重叠区图像的相似度为目标,迭代优化激光雷达和CCD相机之间的坐标系转换关系,实现激光辅助的隧道图像的拼接。实验结果证明了该方法的有效性。

双激光束的非多普勒激光雷达测风系统研究

为设计一种低成本、高精度、可遥测的风速测量装置,基于米散射理论和泰勒冻结假设,提出了一种双激光束的非多普勒激光雷达测风系统。设计了以532 nm激光器为光发射单元,电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)为光接收单元,计算机为信息处理单元的非多普勒激光雷达测风实验装置。在风速为3m/s和2 m/s的条件下,双激光束的前向散射回波信号分别生成了左、右两束激光的光强图;对光强图进行处理,获得了气溶胶从一束激光运动到另一束激光所需的时间。结合两激光束的间距,在风速3m/s和2 m/s的条件下,获得了风速测量值,平均测量值与实际值的误差分别为7%和7.33%。非多普勒激光雷达测风系统设计简易、成本低廉,具有很强的现实意义。

塞罕坝林场机载综合遥感试验

本文介绍了“碳循环、水循环和能量平衡遥感综合试验”中“碳循环航空试验”的小滦河流域塞罕坝森林机载综合遥感实验。阐述了森林机载遥感实验的目的、实验设计方案,观测实施过程以及数据的处理和产品生产等方面内容。实验利用中国林业科学研究院机载遥感系统CAF-LiCHy(Chinese Academy of Forestry’s LiDAR,CCD and Hyperspectral airborne observation system)于2018-8-31—9-20在河北承德塞罕坝机械林场开展,共飞行10架次,获取了高精度、高空间分辨率的机载数据共1568 GB,POS位置误差2 cm,激光雷达点云密度每平方米4个以上,点云水平与垂直方向差均在0.2 m之内,数字高程模型产品空间分辨率2 m;高光谱数据的光谱分辨率优于10 nm,空间分辨率优于1 m;CCD影像空间分辨率优于0.2 m;3种传感器数据产品间的几何位置偏差在1 m内。本实验为碳水循环及森林资源监测提供了高质量的遥感数据集,体现出主、被动集成观测系统同步信息获取在森林资源监测中的优势。

条纹管激光成像系统空间分辨力实验研究

简要分析了非扫描激光成像的技术优势,介绍了利用条纹管实现非扫描激光成像的工作原理,说明了图像空间分辨力与系统距离精度的对应关系。对影响图像空间分辨力的主要因素进行了理论分析,得到了系统总空间分辨力与各单元器件空间分辨力和放大倍率的对应关系,在此基础上,对现有条纹管成像系统进行了相应的计算,得到了空间分辨力的理论预期值;最后,提出了一种基于分辨力板成像的系统空间分辨力测试方法,设计了相应的验证实验,对实测图像进行了去噪处理和数据分析,得到了图像的衬比度传递函数(CTF)曲线,通过衬比度传递函数分析,计算出了成像系统的实际空间分辨力,并将实测的分辨力数据与理论值进行了对比分析。