线阵CCD推扫式影像的投影误差特性分析

分析了几种常见成像方式下线阵CCD推扫式影像底点的具体位置,然后重点研究了线阵CCD推扫式影像投影误差的特性,特别是推导出了几种常见成像方式下线阵CCD推扫式影像的投影误差与人工地物高度的关系,为利用单幅线阵CCD推扫式影像投影误差确定人工地物高度和像底点在摄影测量与遥感中的应用提供了依据。

线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型

首先简要论述了框幅式中心投影遥感影像的传统核线模型及其理论特性,分析和总结了线阵CCD推扫式遥感影像的核线模型及其研究现状;其次通过与框幅式中心投影遥感影像核线模型的对比研究,利用投影轨迹法建立了一种既适用于框幅式中心投影遥感影像,又适合于线阵CCD推扫式遥感影像的扩展核线模型;最后通过实验总结分析了它的基本特性。

线阵推扫式影像近似几何校正算法的精度比较

线阵推扫式影像严格几何校正需要轨道星历参数和传感器参数 ,但在实际应用中有时无法得到这些数据 ,此时一般采用直接线性变换、一般多项式、改进多项式、有理函数等模型进行近似几何校正。在简要介绍了几种近似算法的数学模型后 ,重点讨论了利用SPOT和IKONOS图像所进行的各种实验分析和精度比较。结果表明 :有理函数模型精度最高 ,可达到子像素级 ;直接线性变换模型的精度在控制点分布状态良好时可达到 2个像素 ;一般多项式模型的精度 ,对于平坦地区的影像大约在 1个像素左右 ,但受地形起伏的影响较大 ;改进多项式模型的精度随多项式的阶数变化而变化 ,几乎不受地形起伏的影响 ,选择适当阶数的改进多项式模型可以获得较高的几何校正精度。此外 ,在选择某一种方法进行线阵推扫式影像近似几何校正的时候 ,还应该综合考虑精度、算法复杂性、对已知数据的要求等多种因素。实验表明 :对于线阵推扫式影像的近似几何校正 ,改进多项式模型精度较高、计算量较小、对控制点要求较低 。

基于最佳扫描行快速搜索策略的线阵推扫式影像微分纠正算法

线阵推扫式影像的几何纠正是当前海量遥感影像数据处理的难点与性能瓶颈。基于严密几何模型对线阵影像进行微分纠正是生成各级影像产品的基础,其核心是地面点的反投影,即确定地面点对应的最佳扫描行。传统的最佳扫描行搜索算法基于像方的共线方程迭代计算,效率低,实用化程度不高。本文基于严密几何模型提出一种适用于大数据量线阵影像微分纠正的最佳扫描行快速搜索策略,利用扫描行投影面进行物方几何约束,通过判断物方点到扫描行投影面的距离定位最佳扫描行。由于线阵列CCD像元并非严格按照一条直线排列,笔者讨论了CCD线阵的分段处理以及分段投影面的确定方法。利用机载ADS40、火星快车HRSC线阵影像进行试验。结果表明,本文方法仅需少量几次物方空间解析几何迭代计算即可精确定位最佳扫描行,计算效率相比基于像方的搜索方法提高了8倍以上,线阵影像微分纠正速度提升了6倍以上。

岭-压缩组合估计在线阵推扫式影像外定向中的应用

针对线阵推扫式影像外定向中存在的法方程病态问题,提出了采用岭压缩组合估计进行解算,能提高定向精度,并分析了该算法的优点和应用方法。实验证明,该算法性能优异,精度很高。

一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法

根据物点坐标计算其对应的像点坐标即坐标反投影计算,是线阵推扫式影像处理的基础。由于线阵推扫式影像多中心成像的特点,必须通过迭代计算物点在成像时刻对应的扫描行,然后再精确计算物点对应的像点坐标,因此,坐标反投影计算的效率直接影响线阵推扫式影像的处理效率。本文提出一种基于物方几何约束的线阵推扫式影像坐标反投影计算的快速算法。该算法采用了一种高效的基于物方投影几何约束的最佳扫描线搜索策略,基于线阵推扫式影像特有的摄影几何约束,将传统的基于CCD探元焦平面坐标约束的像方迭代搜索过程,转化为基于各扫描行中心投影面约束关系的物方简单几何计算的搜索过程,从而有效地避免了传统像方搜索策略中基于严密传感器数学模型的繁琐计算,有效减少了最佳扫描线搜索的计算量。通过对机载和星载推扫式影像数据的实验,验证了该算法的可行性、精确性和高效性。

火星快车HRSC线阵推扫式影像地面点反投影快速融合

欧空局火星快车上的HRSC高分辨率立体测绘相机,可同时获取火星表面全色与多光谱影像。其全色影像分辨率高于多光谱影像,通过融合处理可以生成火星表面高分辨率多光谱影像。基于严密几何模型对HRSC影像进行几何纠正是融合处理的基础,本文结合HRSC线阵传感器行中心投影的特点,设计了一种基于地面点反投影快速算法的影像融合方法,利用物方投影面的几何约束实现地面点反投影的快速解算以及HRSC线阵影像的高效率几何纠正;然后基于IHS融合变换方法实现金色与多光谱影像的像素级融合。对火星快车HRSC影像不同地形数据进行试验,验证了本文算法的正确性、高效性。

平坦小区域中高分辨率线阵推扫式影像几何精纠正算法的精度分析

飞行导航、大比例尺地图更新需采用平坦小区域中高分辨率线阵推扫式卫星遥感影像。正射影像需要轨道和传感器参数,但在实际应用中有时无法得到这些数据,此时可采用一般多项式、改进多项式、小面元多项式、小样条函数、直接线性变换、有理函数、仿射模型来进行几何精纠正。在简要介绍了几种近似算法的数学模型后,重点讨论了利用SPOT5 2A和资源2号对粗纠正图像进行了各种实验分析和精度比较。结果表明,在平坦小区域采用各种算法均能够达到子像元精度。考虑到残差分布、计算复杂性等多种因素,对平坦小区域线阵推扫式影像的几何精纠正来说,2阶多项式模型精度较高,计算量小,且残差分布均匀。在均匀、密布控制点的情况下,它是一种较好的适合于工程作业的几何精纠正算法。

基于有理函数模型的线阵推扫式卫星近似核线影像的生成

针对线阵推扫式传感器的成像几何特点,提出一种基于有理函数模型的线阵推扫式卫星近似核线影像的生成方法。该方法以有理函数模型描述推扫式传感器的成像几何关系,并采用投影轨迹法建立线阵推扫式影像的扩展核线模型。试验表明该方法能生成子像素级的近似核线影像,算法简单可靠。

线阵推扫影像的核线模型研究

通过对线阵CCD推扫式影像和框幅式中心投影影像的核线理论的对比研究 ,建立了线阵CCD推扫式影像的核线理论 ,并探讨了它的基本特性 。

无人机载线阵摆扫CCD影像几何校正

充分利用无人机载GPS/INS组合导航系统提供的导航遥测数据,首先分析线阵CCD传感器摆扫成像的基础原理和成像特点,并建立严格的成像模型;然后提出线阵摆扫CCD影像严格几何校正的详细算法和流程;最后进行多组实验证实成像模型和几何校正算法的正确性和准确性。实验结果证实采用文中的成像模型和几何校正流程,可获得正确、高精度地理编码的线阵摆扫CCD正射影像。

无人机载线阵摆扫CCD影像几何校正

针对无人机载线阵CCD传感器摆扫成像的技术特点,利用GPS/INS组合导航系统提供的导航遥测数据,对无人机载的线阵摆扫CCD影像建立了严格的成像模型,并设计了详细的几何校正流程。实验结果证实采用文中的成像模型和几何校正流程,可获得正确、高精度地理编码的线阵摆扫CCD正射影像。

线阵推扫式遥感卫星立体像对核线特性分析

本文针对线阵推扫式卫星影像，利用有理函数的传感器模型建立了投影轨迹法核线模型；并通过两种代表性的遥感影像数据，定量分析了该模型核曲线的应用特性，包括近似直线特性以及平行性。试验结果表明，线阵推扫式卫星立体像对的核线模型在像幅范围内可以近似看作直线，这一特性将为后续基于投影轨迹法核线模型实现核线影像的生成奠定基础。

亚像元线阵CCD推扫成像系统调制传递函数分析方法

通过对CCD器件成像过程的描述 ,分析亚像元成像系统工作方式 ,从几何参数的角度研究亚像元系统特点 ,及其调制传递函数的分析方法 ,并从理论上进行模拟计算。

一种实用化的机载线阵推扫成像光谱仪

在航空遥感中,线阵CCD传感器的应用越来越广泛,但是由于航空平台的姿态变化比较剧烈, 导致线阵CCD传感器影像很难处理和应用。详细描述了自行研制的一种实用化的线阵推扫成像光谱仪系统,并对飞行实验影像进行了处理,结果满足设计要求。

线阵CCD相机MTF的系统模型估计法与图像复原

线阵推扫CCD图像在获取与传输过程中产生退化。针对其复原问题,从图像降质机理的角度,提出用系统模型法估计MTF,并使用维纳滤波、Lucy-Richardson迭代法等方法对大气状况较好时的实验图像进行复原,采用复原图像的MTF曲线和MTFA(MTF area)等指标评价复原图像质量,并与从图像上提取PSF的图像估计法进行比较。实验结果表明,系统模型法能够更简便、准确地估计出MTF,进而取得良好的复原效果。

少控制点的推扫式卫星姿态参数外推方法研究

线阵推扫式传感器目前已经广泛应用于当代航空和航天摄影测量与遥感领域,为摄影测量与遥感应用开辟了崭新的途径。基于少控制点的推扫式卫星姿态外推研究成为新的研究方向,对较难获得控制点区域的目标定位具有重要意义。针对单线阵推扫式传感器影像多中心成像的特点,建立基于共线方程的传感器模型。采用空间后方交会的方法求解各扫描行的定向参数,当外推距离较远时采用单控制点进行定向参数改正。实验数据采取国内某地区同一轨道上的连续6景SPOT影像进行目标定位。分析外推的实验结果,当外推距离为240km时,误差为1km左右,利用单控制点进行误差补偿后,纠正结果明显优于前者,达到了1km以下。但纠正结果仍不能让人满意,还有待进一步提高。

激光对推扫相机的干扰

针对激光对推扫相机干扰效应及其干扰机理等疑难问题,构建了一套推扫相机激光干扰实验系统.描述了实验系统组成、实验方法和步骤,开展了激光对推扫相机干扰实验,给出了实验结果.从线阵CCD探测器的结构和图像处理层面出发,对出现的干扰现象进行了机理分析,利用实验数据拟合出了相机入瞳激光功率与干扰面积的对应关系,分析了影响推扫相机输出图像上激光干扰面积的主要因素,并与激光对凝视相机的干扰进行了比对分析.该研究成果可应用于激光对推扫相机干扰效果评价和相机激光防护研究等方面.

航空摄影测量面阵相机与线阵相机数据生产工艺的探究

主要研析了传统框幅式面阵相机与推扫式线阵相机的生产工艺,主要分析了面阵式家族中的佼佼者UCXP、DMC相机与徕卡ADS推扫式线阵相机的数据生产工艺特点分析,探究了两种类型相机在全数字摄影测量作业中所体现的差异性与优劣性。

卫星立体像对核线影像生成方法研究

本文以线阵卫星遥感影像为研究对象，定量地分析了基于有理函数的投影轨迹法核线模型的实际特性，重点就像幅范围内核曲线的近似直线特性和平行性进行了深入的探讨；在总结分析该影像核线特性的基础上，提出一种基于平行核线的核线影像生成方法。实验结果表明，该方法可以生成近似严格的核线影像。核线重采样之后，同名点的上下视差均被控制在子像素范围内。