基于高分辨率遥感卫星测绘关键技术研究

随着科技的不断发展,遥感卫星测绘技术在地理信息获取、城市规划、环境监测等领域的应用越来越广泛。高分辨率遥感卫星测绘技术作为其中的重要组成部分,具有更高的精度和更广泛的应用领域。为了更好地发挥其应用价值,为国家的进步带来帮助,本文主要对高分辨率遥感卫星测绘关键技术展开研究,通过对遥感卫星测绘和高分辨率遥感卫星测绘技术的认识,对其实际的工作原理和应用范围加以探讨,希望可以为相关人员提供一定的参考。

大气湍流对高分辨率遥感卫星定位精度的影响分析

本文重点研究相机口径、大气湍流强度和卫星轨高对高分辨率遥感卫星定位精度的影响。首先,基于Kolmogorov湍流理论建立对地观测大气湍流模型和湍流模拟方法;然后,仿真分析了相机口径、卫星轨道高度和大气相干长度对卫星定位精度的影响规律,推导出湍流波前倾斜与相机口径、卫星轨道高度和大气相干长度的普适公式;最后,基于该普适公式,得出卫星对地观测时抖动量的理论计算公式。本论文的研究可为后续高分辨率遥感卫星的设计、分析和评估提供大气湍流影响的理论依据。

面向国产高分辨率卫星的浒苔绿潮遥感监测算法对比

利用高空间分辨率卫星影像准确监测浒苔绿潮对灾害早期发现、动态跟踪以及沿岸防御具有重要应用价值。目前面向高分辨率遥感影像已有多种浒苔提取方法,但不同遥感算法受到海水背景(浑浊和清澈海水)和外界观测环境(如云层、太阳耀斑、观测几何条件)等干扰,其监测效果可能受到不同程度影响。为此,以国产高分辨率GF-WFV和HJ-CCD影像为例,充分对比了归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、漂浮藻类高度虚拟基线指数(virtual baseline floating macroalgae height,VB-FAH)和绿度指数(tasseled cap greenness,TCG)在常见多种环境背景下提取浒苔的优势和不足。研究结果表明:在清澈海水、浑浊海水和弱太阳耀斑背景下,NDVI、VB-FAH和TCG三种算法均有较好的浒苔识别能力,其精度评价指标F1-score和总体分类精度(overall accuracy,OA)分别超过95.6%和95.2%。对于几何观测条件,VB-FAH和TCG算法对观测几何角度的变化不敏感并表现较高的稳定性,要优于NDVI方法。在云层覆盖和强太阳耀斑背景下,TCG算法的浒苔判识能力最好,并可有效排除云覆盖和强太阳耀斑的干扰,其精度评价指标F1-score和OA分别超过95.2%和95.0%。

高分辨率卫星遥感技术在新能源项目中的应用

新能源助力“双碳”目标实现已经成为诸多企业的共识,风光制氢作为典型的绿氢代表,能更好应对国内能源结构转型升级和“双碳”目标的实现。各大能源企业也正加速风光制氢产业布局和项目落地。但受传统测设方式的局限性影响,叠加疫情封控,亟待上马的项目进展严重受挫。本文基于高分辨率立体测绘卫星遥感数据,通过DEM快速建模、DOM自动处理以及基于深度学习的地物分类等技术,快速高效地为风光制氢项目提供了一套集高分辨率影像图、高精度高程数据、精细化土地利用现状分类等于一体的“一张图”,为项目前期选址、初设以及占地补偿测算等工作提供了科学可靠的数据支撑,有效提升了项目实施能力和效率,同时也为后期运营阶段利用遥感和环境预测技术制订科学的生产、运维计划提供支撑。

应用高分辨率卫星遥感图像开展城市基础地理信息数据库建设

本文主要研究应用高分辨率卫星遥感图像开展城市基础地理信息数据库建设的相关技术和方法。介绍了高分辨率卫星遥感图像的概念和在城市规划和管理中的应用,并强调了城市基础地理信息数据库的重要性和挑战。重点探讨了高分辨率卫星遥感图像的获取和处理方法,包括数据来源、数字影像预处理和图像特征提取。介绍了城市基础地理信息数据库的设计原则和方法以及数据模型设计和各模块功能设计。结合实例应用,详细阐述了城市基础地理信息数据库的建设流程和应用高分辨率卫星遥感图像进行基础地理信息数据采集的具体方法。总结了本文的研究成果和结论,并指出了未来研究的方向和存在的问题。本文的研究对于提高城市基础地理信息数据库的质量、完善城市基础设施建设具有重要意义。

县域尺度的小麦高分辨率遥感估产

从县域尺度准确掌握粮食产量,对于国计民生具有重要意义。目前,基于高分辨率遥感影像的县域尺度的估产研究尚不多见。本文以山东省泰安市岱岳区为研究区,利用2019-2021年高分一号B星、高分一号C星影像,辅以Landsat-8影像,运用随机森林法进行遥感解译,识别耕地变化,探究了小麦种植区的时空格局,选取植被指数NDVI监测小麦长势,建立估产模型,并制作了像元级产量专题图。结果显示:小麦种植面积提取相对误差均在5.150%以内,2021年小麦种植面积降幅达26.021%;小麦长势虽然存在年际变化,但总体平稳;小麦总产量遥感估产误差不超过4.300%,2020年增幅约4.261%,2021年降幅约21.981%。研究表明:2020-2021年,研究区小麦种植面积显著下降,长势基本持平,小麦总产量减少。研究成果有利于地方政府及时准确了解粮食产量,对高分辨率遥感估产研究有积极意义,对于县域尺度的作物监测有较高参考价值。

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。

高分辨率卫星遥感数据在土地利用动态监测中的应用研究

选择土地利用变化类型较多的北京市大兴区为试验区 ,通过分析印度IRS、韩国KOMPSAT- 1、美国IKONOS等高分辨率卫星数据的获取途径、覆盖周期、卫星运行状况、监测成本估算、技术条件和设备要求 ,对其在土地利用动态监测中的可行性进行了研究 ;测算了高分辨率卫星数据的主要技术参数 ;分析原始图像上各主要土地类型的灰度分布范围及其直方图特征 ,总结不同土地利用覆盖类型与融合图像变化信息的光谱特征。通过精度测算 ,确定了最大成图比例尺。比较利用高分辩率卫星IRS、KOMPSAT - 1和SPOT与陆地卫星TM多光谱数据组合的土地利用动态监测结果 (识别率、判对率、图斑边界吻合精度、可监测的最小图斑面积等 ) ,确定了不同高分辨率卫星数据与TM多光谱卫星数据组合后对土地利用类型的识别能力 ,建立了土地利用动态监测解译标志。在解决了若干关键技术问题的基础上 ,形成了一套可推广的。

无人机低空数码航测与高分辨率卫星遥感测图精度试验分析

针对我国现阶段航测与遥感技术发展水平及实际需求情况,结合"五一二"地震灾后重建工作进行地理空间数据快速采集技术试验,从多方面对利用无人机低空数码航测及高分辨率卫星遥感技术测绘大比例尺地形图进行技术比较和精度分析,并得到一些有实际意义的结论。

高分辨率卫星遥感影像数字化更新县级土地利用基础图件的试验研究

高分辨率卫星的出现和商业化使快速更新大比例尺土地利用基础图件成为可能。本文采用实证研究的方法,分别在北京市房山区和吉林省安图县建立了两个试验区,形成了一套基于遥感的县级土地利用基础图件数字化更新的技术流程,并对这一技术流程和方法进行了验证。

高分辨率卫星遥感数据在白衣庵滑坡调查研究中的应用

利用Quickbird-2卫星遥感数据对白依庵滑坡进行了调查研究。首先选取321和432波段进行彩色合成,并且与pan波段进行了分辨率融合,对融合后的图像进行正射校正作为遥感解译底图。从遥感影像上提取了白依庵滑坡的各要素,进行了稳定性评价和危害性分析,并提出了防治措施建议。根据研究结果可知,在现阶段利用Quickbird-2高分辨率卫星遥感数据进行滑坡研究具有无比的优越性、实用性和经济性。

利用高分辨率卫星遥感数据进行土地利用动态遥感监测的实践与认识

本文从工程应用的角度对高分辨率卫星遥感进行土地利用动态遥感监测的作业方法和实际效果进行了较详尽的叙述 ,并结合参与实际工作的经验和感受对存在的问题进行了讨论。

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。

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。

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。

高分辨率三线阵卫星遥感影像的区域网平差算法与试验

简述高分辨率遥感卫星影像的几何定位处理过程,分析了区域网平差的必要性。结合线阵传感器的成像特点,对传感器严格几何模型、卫星轨道模型、传感器内方位误差模型进行研究,初步建立了高分辨率遥感卫星的平差数学模型。采用区域网平差方法对内方位元素和外方位元素进行解算,并利用资源三号卫星线阵影像和ALOS PRISM线阵影像进行试验。试验结果表明,对高分辨率遥感卫星线阵传感器进行区域网平差可以有效提高卫星影像的几何定位精度。

高分辨率卫星遥感图像及其应用

介绍了目前世界上分辨率最高的卫星图像 ,它的分辨率达到 2 m。如果结合同时摄取的具有 80 %重叠度的 10 m分辨率图像 ,就可以得到数字正射影像或进行立体量测。如果应用中需要这种高分辨率的图像 ,可以直接通过 Internet网络购买或订购。

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。