一种可靠的高分辨率光学卫星遥感影像匹配方法

提出一种基于虚拟交点的高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配方法。具体流程包括:(1)初始获取同名点,建立影像局部粗匹配模型;(2)利用同名点构建同名虚拟直线,通过同名虚拟直线形成同名虚拟交点集,并采用局部粗匹配模型进行约束;(3)对候选点集进行特征描述;(4)对特征点利用最小欧式距离准则提取初始同名点;(5)采用RANSAC算法和多项式拟合迭代法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果。实验结果表明了本文通过虚拟交点提取同名点的算法,获取了更好的匹配效率和精度。

面向ROI的高分辨率光学卫星遥感影像快速处理方法研究

针对海量遥感数据处理不及时难以满足高时效用户应用需求的问题,本文设计了一种面向ROI的高分辨率光学卫星遥感影像快速处理方法。该方法首先通过仿射变换模型由ROI地理坐标快速确定其在原始推扫影像数据中的坐标,然后对ROI影像进行相对辐射校正、传感器校正、系统几何纠正,并基于GPU对处理算法进行并行加速,实现带地理编码高分辨率遥感影像快速准确输出。本文利用四型高分辨率卫星遥感影像进行实验,结果表明本文方法的处理效率明显提升,最高可提升5倍。

一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配算法

提出一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配方法。首先利用高分辨率光学遥感影像有理多项式模型(RFM)正解模型,通过迭代计算其反解模型,并将RFM反解模型与投影轨迹法结合提取特征点对应异源影像核线,通过核线检查与对比分析确定同名点搜索范围。然后在搜索范围内利用最小欧式距离准则提取初始同名点,最后采用RANSAC算法和多项式拟合迭代法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果。试验结果表明,相对于传统的SIFT算法,本文方法通过对异源影像特征点构建核线几何约束和灰度分析进行匹配,可获取更好的匹配效率和精度。

基于大数据分析的高分辨率可见光遥感卫星影像解译能力评估

高分辨率可见光遥感卫星影像应用范围的不断扩大,对其解译能力提出了更高的要求。为了能够选取最佳的遥感卫星影像解译技术,需要对解译能力进行精准的评估与判断。本文结合海量影像数据,进行基于大数据分析的高分辨率可见光遥感卫星影像解译能力评估研究。深入分析遥感卫星影像解译能力影响因素,以此为基础,联合遥感卫星影像解译实际情况,选取适当的解译能力评估指标,应用大数据分析技术—模糊C均值(FCM)聚类算法对指标数据进行分类处理及其分析,基于熵权法计算解译能力评估指标的权重系数,结合当前解译能力评估指标数值,采用加权求和方法计算遥感卫星影像解译能力综合评估数值,从而实现了遥感卫星影像解译能力的有效评估。实验结果显示:应用该方法获得的遥感卫星影像解译能力评估时间最小值为16 s,解译能力评估结果与实际结果保持一致,充分证实了该方法解译能力评估性能较佳。

异源高分辨率光学卫星遥感影像联合定位

本文提出一种基于RFM和投影射线法的异源高分辨率光学卫星遥感影像定位算法:首先利用高分辨率遥感影像RFM正解模型迭代计算其反解模型;接着通过RFM正反解模型构建投影射线,最后采用迭代求取射线交点的方法确定地面三维实际坐标。实验对比结果表明,联合具有一定重叠度的异源高分辨率光学卫星遥感影像进行立体定位具有较强的可行性,并可达到一定的精度。

一种高分辨率光学卫星遥感影像直线匹配算法

高分辨率光学卫星遥感影像直线自动匹配算法的具体流程包括:进行影像尺度调整,对影像进行边缘提取,采用Hough变换提取直线;同时基于直线几何特征和灰度特征提取同名直线,利用Hough变换模型,将线转换为参数空间中的点,并建立转换模型;最后采用RANSAC算法剔除错误同名直线,以获取最终的匹配结果。实验结果表明,本文提出的算法能显著提高影像同名直线提取的数量和精度,特别是对异源影像具有抗噪能力强、鲁棒性好等特点。

高分辨率光学遥感卫星几何链路定位精度分析

为了提高高分辨率光学遥感卫星无控制点定位精度,针对如何进行定位精度指标分配的问题,介绍了高分辨率光学遥感卫星几何链路的概念,分析了几何链路中各环节的系统误差和随机误差,采用双线阵相机立体定位方式推导了定位精度计算方法,得出了高程精度的主要影响因素,并以满足1∶10 000测图比例尺要求为例,进行了定位精度指标分析,提出了提高定位精度的措施。结果表明,主距误差对高程精度影响极小,可忽略不计;卫星姿态角误差是高程精度的主要影响因素,其中俯仰角误差的影响最大;姿态角测量与确定精度达到0.4″、星敏与相机间夹角稳定性精度达到0.1″,可使相对高程精度达到1.497m,满足相对高程精度要求。利用几何链路分析定位精度的方法可用于高分辨率光学遥感卫星定位精度指标分配。

高分辨率卫星遥感影像的姿态角常差检校

简要叙述高分辨率卫星遥感影像的严格几何模型,建立影像姿态角常差检校模型。通过对来自SPOT-5, QuickBird两种不同卫星遥感影像的试验,验证影像姿态角常差的存在。利用单个控制点检校出的常差值对角元素进行补偿后,明显提高卫星遥感影像的对地目标定位精度,目标点平面位置可达到4 pixels的精度水平。

顾及扫描侧视角变化的高分辨率卫星遥感影像严格几何模型

根据遥感卫星传感器对地扫描成像过程中CCD线阵列侧视角匀速变化的机理,从理论上改进基于仿射变换的高分辨率卫星遥感影像严格几何处理模型,推导地物与影像间的正反算公式。经对一SPOT-5异轨立体像对的试验表明,利用改进的几何模型和视CCD线阵列侧视角为常数的仿射变换模型对立体影像进行几何处理,前者较后者的像点x坐标精度有一定的改善,物点的高程精度有所提高,平面精度两者基本一致。这说明成像过程中CCD线阵列侧视角的变化在高分辨率卫星遥感影像严格几何处理模型中是不可忽略的因素。

四元数微分方程的高分辨率卫星遥感影像外方位元素求解

通过对高分辨率卫星遥感影像成像机理进行分析,提出一种基于四元数微分方程的外方位元素求解方法。该方法采用四元数描述影像成像姿态,建立基于四元数微分方程的成像几何模型。为求解该模型,引入3个独立的解算参数,计算过程中不直接求解姿态四元数,而是解算参数,使得未知数个数与现有方法相同,并采用Tikhonov正则化理论进一步求解方程。试验结果表明该方法正确可靠,具有很好的稳定性和适应性,解算参数的引入效果显著,对定位精度有一定的提高,并且完全避免了三角函数运算。

高分辨率卫星遥感影像姿态角系统误差检校

简要介绍高分辨率卫星遥感影像的严格几何处理模型,提出较为严密的影像姿态角系统误差检校模型。通过对SPOT-5、CBERS-02B两种卫星遥感影像的试验证实模型的正确性和方法的有效性。对影像姿态角系统误差进行补偿后,可明显提高卫星遥感影像对地目标定位的精度,且优于影像姿态角常差检校的效果,目标点平面定位精度达到了±(2～3)像素的水平。

异源高分辨率卫星遥感影像配准新方法

首先建立了粗配准模型。然后对影像进行边缘提取,采用Hough变换提取同名直线。利用同名直线交点构建虚拟点集并进行特征描述,通过几何约束和互信息方法提取初始同名点。最后采用RANSAC算法获取最终的匹配结果,并利用获取的同名点对构建三角网进行小面元纠正。实验结果表明:相对于传统的SIFT匹配算法,本文方法可提取更多的同名点,均方根误差(RMSE)可以控制在1个像素以内。

应用体系能力贡献率的新研高分辨率光学遥感卫星轨道择优方法

轨道是影响高分辨率光学遥感卫星应用效能的重要因素之一,文章提出应用体系能力贡献率的新研高分辨率光学遥感卫星轨道择优方法,以提高综合成像能力。针对卫星应用需求,构建与轨道相关的高分辨率光学遥感卫星成像能力指标体系。利用体系能力评估模型,定量化计算新研卫星在不同轨道下的综合成像能力,通过比较其对现有体系的新增贡献,进行卫星轨道择优。仿真分析结果表明,文章提出的方法能有效评估不同轨道条件下卫星的应用效能,可作为卫星最佳轨道选取的依据。

高分辨率光学遥感卫星平台技术综述

2013年4月26日,我国用长征-2D运载火箭成功发射了高分辨率对地观测系统的首发星—高分-1卫星,开启了我国对地观测的新里程。高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》所确定的16个重大专项之一,由天基观测系统、临近空间观测系统、航空观测系统、地面系统和应用系统等组成,于2010年经过国务院批准启动实施。计划在"十二五"期间发射5～6颗高分辨率对地观测卫星,目标是建成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率对地观测卫星系统,加快我国空间信息与应用技术的发展。为此,本刊特别推出了"高分辨率对地观测卫星专题",介绍了我国高分-1卫星及其相关系统,以飨读者,促进我国高分专项的实施。

高分辨率光学卫星影像线段融合方法

针对高分辨率光学卫星影像线段断裂问题,基于不同方法线段提取结果优势互补的思想,提出一种简单的线段融合方法。首先,从边缘提取、边缘跟踪入手,对不同方法试验结果进行对比分析,以此验证融合不同方法线段提取结果的必要性;其次,选取边缘提取、边缘跟踪差异性较大的两种线段提取方法作为融合基元,并对戴激光等提出的线段提取方法进行了改进;然后,通过相位分组、端点约束、拓扑约束,构建不同方法线段的匹配模型;最后,依据线段长度优先的原则,建立线段融合决策模型。通过多幅不同类型、不同大小、不同覆盖区域的高分辨率光学卫星影像试验结果对比分析,本文方法相对于其他方法,具有线段结果完整度高的优势。

基于四元数的高分辨率卫星遥感影像定位理论与方法研究

高精度定位是遥感影像几何处理和地理空间信息获取的基础,是利用高分辨率卫星遥感影像测制各种比例尺地形图的基本保障。论文针对当前高分辨率卫星遥感影像几何处理中还存在的问题,在深入分析高分辨率卫星遥感影像成像机理的基础上,引入四元数作为描述成像传感器姿态的数学工具,对基于四元数的高分辨率卫星遥感影像定位理论与方法所涉及的外方位元素建模、成像几何模型的构建、多传感器的区域网平差等多个关键问题进行了较为深入的研究，论文完成的主要工作和创新点如下：

《高分辨率卫星遥感影像地学计算》评述

谨在2008年未之际，科学出版社出版了周成虎等撰写的《高分辨率卫星遥感影像地学计算》新著。参读全文，感触颇深。这部专著是作者们持续不断、潜心十多年研究成果的结晶。早在1996年，当时我主管863计划航天航空领域工作期间，立项支持周成虎研究员团队开展高空间分辨率卫星遥感影像信息提取研究，希望他们利用国内外为数不多的国内外高空间分辨率卫星遥感影像，开展这一方向的预研究。

高分辨率光学遥感影像核线提取

高分辨率卫星的发展使遥感影像的广泛应用成为可能,在摄影测量领域具有重要意义的核线是高分辨率光学遥感影像应用的基础。本文基于有理函数作为通用的几何模型研究线阵CCD影像的理论依据,在一种新的有理函数反演模型基础上,确定像点的虚拟物方点,利用核线投影轨迹生成算法获得核线在左右影像范围内的走向和形状,结合3组不同传感器获取的不同地区的遥感数据进行了本文方法的验证,证明其有效性,证明本文方法可以快速高效地实现核线提取。

基于国产高分辨率卫星影像的矿山地质环境遥感调查研究

矿山因长期开采和破坏,逐步呈现出复杂的地质特征,保护矿山的生态环境也格外重要,因此基于国产高分辨率卫星影像对矿山地质环境遥感调查方法进行了研究,首先,采集了矿山地质数据,然后基于高分辨率卫星影像进行变化检测,最后设置矿山地质遥感变化阈值,提取矿山地质特征,实现了矿山地质环境的遥感调查。进行实验,结果表明,设计的遥感调查方法,调查影像更清晰,有辨识度,不容易受到天气云层的影响,因此精准度高,有一定的应用价值。