基于最优路径的无人机影像辐射区域网平差

无人机遥感能够提供高时空分辨率的影像数据,拥有广泛的应用前景。辐射校正将传感器记录的数据转化为地表反射率,是无人机数据定量化应用的前提。然而无人机数据易受光照等因素的影响,导致影像间存在不同程度的辐射差异,为多张无人机影像的辐射校正带来困难。基于影像间重叠区域的信息,辐射区域网平差能够获得全局最优的辐射校正参数,降低影像间的辐射差异,因此在实现影像的辐射校正方面具有巨大潜力。但大量待求解未知参数降低了辐射校正模型的求解效率,特别是在数据量急剧增加时,该问题更为突出。基于影像重叠区辐射信息建立的最优路径很好地考虑了影像间的辐射转化关系,可有效控制误差累计,为减少辐射区域网平差中未知参数的数量提供了一种思路。因此,本文将最优路径与辐射区域网平差相结合,以降低待求解参数的数量,在保证辐射校正精度的同时提高辐射校正模型求解效率,进而提升辐射区域网平差在大数据集上的应用潜力。

高分七号卫星立体影像无地面控制区域网平差与精度验证

开展基于高分七号卫星(GF-7)立体影像的无控区域网平差精度分析验证,对GF-7能否实现1∶1万比例尺立体测图具有重要意义。文章选取了覆盖中国河北太行山地区的GF-7立体影像和激光点作为实验数据,开展无地面实测控制点条件下的区域网平差实验。结果表明,在无激光点辅助的情况下,实验影像在各类地形及整区的平面精度均满足1∶1万比例尺测图要求,但高程精度超限。采用激光点作为控制与立体影像开展联合区域网平差后,实验影像平面和高程精度均满足1∶1万比例尺测图要求。因此,在无地面实测控制条件下,利用GF-7激光点作为高程控制,GF-7影像几何精度可满足1∶1万比例尺立体测图精度要求,这对未来开展全球范围1∶1万比例尺地理信息资源建设具有重要意义。

高分七号卫星影像自动化区域网平差

针对高分七号立体卫星影像在稀疏控制点的条件下进行区域网平差需要高精度连接点,而高精度的连接点一般采用人工量测或者采用商业软件自动提取并经过人工目视检查的方式进行获取,无法使区域网平差过程完全自动化的问题,提出了首先利用SIFT自动提取影像上同名像点,然后根据影像RPC进行地理位置约束剔除误差点,最后在区域平差迭代过程中每次删除像方残差大于指定阈值的同名像点,直到所有同名像点均满足需求后重新进行区域网平差解算,实现高分七号卫星影像自动化区域网平差。基于高分七号卫星影像自动化区域网平差研究结果表明:此方法不仅可以使高分七号卫星影像的平面精度从174 m提高到1.3 m,高程精度从111 m提高到3.4 m,还能够使区域网平差过程自动化。研究结果还可应用于通用卫星区域网平差、立体卫星核线影像生成等方向。

基于有理多项式模型RFM的稀少控制SPOT-5卫星影像区域网平差

SPOT-5HRS/HRG影像是我国西部1∶5万地形图空白区测图工程的主要数据源,西部1∶5万测图工程也是国内首次大规模使用高分辨率卫星影像进行地形图测绘的重大项目。针对SPOT-5卫星影像为CCD线阵推扫成像的特点,提出和研发了一套基于通用成像模型,即有理多项式模型(RFM)的稀少控制的卫星影像区域网平差算法。为综合评价提出的区域网平差方法的性能,同测绘生产单位合作,选择多个实验区或作业区进行了较为充分的试验,试验表明,对于覆盖大范围区域的SPOT-5HRS立体影像,仅用少量地面控制点即可满足我国1∶5万地形图测绘的要求。

缺少控制点的SPOT-5 HRS影像RPC模型区域网平差

从卫星遥感影像区域网平差的模型出发,利用SPOT-5影像附带的参数拟合RPC模型参数,根据RPC模型和像面的仿射变换模型建立了卫星遥感影像区域网平差的数学模型。按照所构建的数学模型,对两个地区SPOT-5 HRS影像进行直接空间前方交会和缺少控制点的区域网平差处理。试验证明了本文模型的可行性。

长条带卫星线阵影像区域网平差研究

首先比较基于轨道参数和基于卫星状态矢量的航天影像定位轨道模型,提出一种针对非精密星历数据的轨道拟合与状态矢量插值方法,并在飞行坐标系中建立适合长条带卫星影像定位的轨道修正模型。其次,分析地球自转对卫星线阵影像严密定位建模的影响,通过对姿态航偏角的适应性处理,直接在地固地心直角坐标系中建立了基于卫星状态矢量的航天线阵影像构像方程和区域网联合平差模型。论文以中国西部测图工程的塔里木盆地4对(8景)SPOT5/HRS长条带立体影像为数据源,针对不同控制点数目与分布,进行了不同方案的组合定位试验。结果表明:稀少控制点条件下检查点统计精度达到了8.09m。

SRTM约束的无地面控制立体影像区域网平差

针对SRTM(shuttle radar topography mission)数据在平坦地形或局部区域的高程精度远远高于其标称精度的特点,研究设计了一种无地面控制条件下利用SRTM作为高程约束的立体区域网平差方法。通过构建一个较大范围区域网并匹配密集连接点,将SRTM作为连接点物方高程初值,并在平差解算过程中确保分布于地形平坦区域(根据经验,在该类区域SRTM精度较高)的连接点的物方高程严格趋近SRTM高程,最终实现大范围区域内影像高程精度的整体提升。通过以覆盖湖北省全境的资源三号卫星三线阵立体影像作为试验影像的试验验证表明,采用该平差方案,在无地面控制点条件下资源三号立体影像的高程中误差从7.2m提升到2.0m,其中地形平坦区域高程中误差1.44m,山地区域高程中误差3.0m,达到了我国1∶25 000比例尺测图应用的高程精度要求。

基于有理多项式模型区域网平差的GF-1影像几何校正

2013年4月成功发射的GF-1卫星是中国高分系列卫星的首发星,影像在中国农情遥感监测业务中得到了广泛应用,已成为大宗农作物种植面积遥感监测的主要数据源之一。高精度几何位置的配准是卫星农情定量化应用的基础与前提,该文提出了一种基于区域网平差方法修正GF-1卫星WFV(wide field view,WFV)影像RPC(rational polynomial coefficients,RPC)参数,获取更高几何定位精度的校正方法,形成了模式化的业务处理流程,为该影像在农情遥感监测中的应用奠定了基础。算法流程包括2个部分,首先是基于像面间仿射变换关系及有理多项式RFM(rational function model,RFM)模型构建轨道间的区域网平差数学模型,其次是根据影像连接点及少量控制点输入求解所有参与平差的卫星影像定向参数,获取亚像元级的校正结果。平差参数的解算是通过两步求解完成的,初始平差参数是根据连接点及对应的DEM高程值进行平差迭代至收敛,结果平差参数是将初始平差参数作为初始值代入区域网平差模型,并以逐点消元方式约化法方程,解算出各影像的仿射变换参数。该文在求解平差参数过程中,直接使用DEM(digital elevation model)上获取的高程值作为约束条件,消除了平面坐标与高程的相关性,保证了区域网平差模型能够解算。混合地形、平原、山区3种情况下区域网平差结果表明,全连接点平差结果具有较高的相对定位精度,其行方向的中误差分别为0.3046、0.4674、0.3365像元,列方向的中误差分别为0.3677、0.2849、0.2889像元;而结合少量控制点的区域网平差则同时具有很高的绝对定位精度,其行方向的中误差分别为0.3648、0.5041、0.3605像元,列方向的中误差分别为0.4954、0.4039、0.6323像元,整体达到了亚像素级。最后,在农业应用基础控制底图的支持下,分别对原始影像、RPC校正影像、区域网平差后的影像进行几何配准,分析不同输入影像条件下的几何校正精度,仅有区域网平差后的影像达到了亚像元的校正精度,混合地形、平原、山区3种情况下行方向的中误差分别为0.6857、0.6664、1.0646像元,列方向的均方差分别为0.4342、0.4696、0.5609像元,但与几何校正前精度相比没有明显改善,说明本文提出的研究方法可以实现少量控制点条件下的几何精校正。不同DEM校正结果表明,对于山区,更高分辨率的DEM可以获得更好的定位精度。上述研究充分表明,该方法对GF-1/WFV数据的处理有效且可行,并在农业部中国农情遥感业务工作中得到了初步应用。

多源卫星遥感影像的光束法区域网平差

尝试将光束法区域网平差模型从单一数据扩展到多源数据,以线阵CCD和SAR两种遥感影像构像模型为例,建立一种"复合式"光束法区域网平差模型,并定义相应的权矩阵,通过整体答解获得像片的外方位元素和加密点的大地坐标。利用一组由三幅不同卫星影像构成的区域网进行平差试验,试验结果证明该平差模型的正确性,并分析影响平差精度的因素。

基于多项式正射纠正模型的机载SAR影像区域网平差

在SAR影像多项式正射纠正模型基础上,分别对平高点、平面点、高程点、加密点列出了误差方程,从而建立了基于多项式正射纠正模型的机载SAR影像区域网平差模型,并设计了相应的软件。利用成都测区的机载SAR影像进行了实验,取得了比较满意的结果。

基于RFM的ZY-3卫星影像区域网平差研究

针对资源三号(ZY-3)卫星三线阵传感器特点,利用卫星影像附带的有理函数模型参数(RPC)进行目标定位,检测RPC系统误差,分析4种像面补偿模型的优劣性;详细推导了基于有理函数模型(rational function model,RFM)的ZY-3卫星影像区域网平差模型。以莱州地区ZY-3卫星三线阵影像为例,通过与直接空间前方交会的定位结果相比较,认为该文提出的区域网平差方法在消除ZY-3影像RPC系统误差的同时,大幅度提高了影像的定位精度。

大范围倾斜多视影像连接点自动提取的区域网平差法

提出了一种大范围倾斜多视影像自动连接点提取和光束法区域网平差算法。首先利用POS数据对倾斜影像进行矫正并预测候选像对,使用SIFT特征进行影像匹配;然后利用并查集数据结构实现多视影像间连接点对应关系的快速确定;最后将POS数据和控制点数据作为带权观测值进行平差解算。选取3种典型的倾斜相机系统(组装轻量级倾斜相机、国产SWDC-5相机、微软UltraCam相机)进行了试验,结果表明,本文算法能够适应国内外流行的倾斜摄影系统,且一次性可处理的影像数目超过2000张;在相同条件下倾斜影像光束法区域网平差的整体精度优于传统垂直摄影情形,实际精度可以达到水平方向0.75 GSD,高程方向2.0GSD。

稀少控制下机载InSAR区域网联合地理编码方法

针对机载InSAR未经地理编码的斜距高程图,提出机载InSAR斜距高程图绝对定向模型,用于定位和地理编码。模型利用斜距的高程信息进行斜地距转换,消除了影像像点之间的相对位移,然后将转换后的地距高程图视为刚体,进行相似变换,转换到物方空间坐标系下,从而建立由影像坐标和相对高程信息到地面三维坐标的映射关系。在绝对定向模型的基础上,以每个地距高程图作为单元模型,利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域,利用少量的控制点进行区域网平差,求得各模型的定向参数和加密点的坐标,实现了稀少控制下的机载InSAR多片联合地理编码。利用我国西部横断山脉地区3个条带2.5 m分辨率的机载InSAR数据组成区域网进行平差试验,通过对多种控制点布设方案进行比较,确定区域网平差控制点布设方案,结果显示在9个控制点的情况下精度趋于稳定,满足1∶50 000测图要求。

基于区域网平差的InSAR基线估计方法

为有效减少大面积、多套干涉数据基线估计所需的地面控制点数量、降低接边处反演高程的差异,提出考虑干涉相位偏置的InSAR区域网平差基线估计方法。采用中国科学院电子学研究所机载InSAR系统获取的多套干涉数据进行了区域网平差基线估计试验,利用少量地面控制点完成了各套干涉数据的基线估计,减小接边处反演高程的差异,验证该基线估计方法的有效性。

存储区域网的性能测试

存储区域网是一种新的网络存储体系结构，通过集中管理机制和采用光纤通道作为传输协议，满足了海量信息的存储和快速传输的需求，比传统的直接连接存储模式具有更高的性能、可靠性和扩展性，成为存储领域重要的研究方向。文章介绍了存储区域网的技术特性和构建方法，给出了一个实际的存储区域网的结构，并对此存储区域网进行了性能测试，探讨了实际应用情况下存储区域网的传输性能和优化方法。

ICESat激光高程点辅助的天绘一号卫星影像立体区域网平差

无地面控制点(简称无控)区域网平差是实现卫星影像无控测图的一项重要技术,对于境外和外业测控困难区域的测图具有重要意义。然而,无控区域网平差的定位精度一般难以满足对应比例尺测图规范要求。利用公开、可稳定获取的公众地理信息数据辅助区域网平差,是提高卫星影像无控定位精度的有效途径,其中ICESat激光高程点便是一种良好的高程控制数据。为了提高天绘一号卫星影像无控定位精度,本文提出ICESat激光高程点辅助的卫星影像模型法立体区域网平差方法。首先,以30 m分辨率SRTM估算的地形坡度作为限制条件,结合激光高程点自身质量评价信息,自动提取高质量ICESat激光高程点;其次,利用自动匹配的连接点进行模型法自由网平差,实现卫星影像几何定位精度的相对一致性(内部一致性);最后,将激光高程点自动量测至卫星影像作为控制点,其平面坐标根据自由网平差结果前方交会计算而得,高程坐标取自激光点高程,再次进行区域网平差精化定向参数,提高卫星影像的绝对高程精度。最后本文利用山东全省的天绘一号卫星影像进行试验,验证了本文方法的有效性和可行性。

基于有理函数和像方仿射变换组合模型的高分辨率卫星影像区域网平差

提出基于有理函数和像方仿射变换组合模型的GeoEye-1卫星影像区域网平差法,研究其平差精度是否满足大比例1∶5 000测绘或1∶2 000地形图修测的要求。试验与分析表明:在本试验区域中,利用基于有理函数模型的GeoEye-1卫星影像区域网平差方法时,所需要的定向点在15个左右即可。由此得到的定向点精度和检查点精度可以满足国家1∶5 000地形图的要求。

存储区域网中光纤通道和iSCSI协议的性能分析

在存储环境中,SCSI协议是被广泛采用的块存储管理协议。不同的传输机制,如,并行SCSI、光纤通道和iSCSI(internetSCSI)都可以被用于传输SCSI协议数据。对于并行SCSI来说,传输距离短、连接的设备数目少是它的主要缺点。FC和iSCSI是下一代SCSI传输机制的主要竞争对手。通过对FC和iSCSI两个协议之间不同方面的分析,评价FC和iSCSI是否满足吉比特速率、可扩展互连设备和满足存储环境和存储协议的需要。

卫星遥感影像的区域网平差成图精度

从卫星遥感影像区域网平差模型出发,利用卫星影像附带的RPC模型以及像面的3种变换模型建立了卫星遥感影像区域网平差的数学模型。按照所构建的数学模型,对某地区4景IKONOS影像进行直接空间前方交会处理,获得满足1∶10万成图精度要求的加密点;利用该4景影像进行无地面控制点的区域网平差处理,获得满足1∶2.5万成图精度要求的加密点;利用4角点位置的控制点进行区域网平差,获得满足1∶1万的成图精度要求的加密点。试验证实,卫星影像的区域网平差技术在卫星遥感对地目标定位中有较好的应用前景。

光纤通道存储区域网扩展研究

存储扩展是建立数据容灾的基础。文章分析了基于因特网、同步光纤网/同步数字序列(SONET/SDH)和波分复用技术(WDM)的存储扩展工作原理以及它们的流控机制,对存储扩展的性能与扩展距离、流控机制以及与丢包率的关系进行了研究,对提高存储扩展性能的方法进行分析,对不同存储扩展技术的应用进行了归纳。