无人机遥感图像几何畸变校正全过程控制方法研究

几何畸变是一种常见的像素点突变行为,在无人机遥感图像中,像素点几何畸变行为的表现能力越强,遥感主机对无人机图像的控制能力越弱。为准确校正像素点几何畸变行为,提升遥感主机对无人机图像的控制能力,针对无人机遥感图像几何畸变校正全过程控制方法展开研究;提取无人机遥感图像的几何描述符,并定义畸变像素点的尺度空间,完成对畸变像素点的配准处理;针对几何畸变像素点实施重采样,通过计算畸变校正参数的方式,求解校正处理函数,实现对无人机遥感图像几何畸变的校正;利用畸变校正交点,确定图像几何畸变区域的覆盖范围,再联合控制对象标定条件,完成对无人机遥感图像几何畸变校正的全过程控制;实验结果表明,所提控制方法的应用,可以避免几何畸变节点处的像素值出现明显变化的情况,畸变前后的像素差不超过5.0 pt,能够实现对无人机遥感图像中像素点几何畸变行为的精准校正,符合实际应用需求。

多通道自校准热红外辐射计实验室定标及比对验证

热红外辐射计在获取野外地物信息和验证遥感卫星观测数据方面起着至关重要的作用,其定标精度直接影响到遥感数据分析的精度和应用的水平。探讨多通道自校准热红外辐射计的设计思想,进行了实验室定标实验和重复性实验,验证了长时间运行状态下仪器测量数据的水平,得到仪器辐射亮温的不确定度为0.27 K。与主流辐射计进行了实验室测试分析,对比二者所得定标结果的准确性,多通道自校准热红外辐射计最大偏差值为0.26℃,整体偏差在0.3℃以内,通过户外草地测试实验验证了仪器的测量水平。结果表明多通道自校准热红外辐射计具有较高的精度水平,能够满足外场长时间、多通道、高精度的工作要求,为外场定标提供了有力的数据支撑。

航天线阵立体相机参数在轨渐进标定方法

空中三角测量是实现相机参数在轨标定有效途径,将变化了的立体相机进行整体重组,提高无控定位精度。在整体参数解算时,由于影像的宽高比(影像宽度与轨道高的比值)太小,导致主距的改正数得不到正确值,影响相机参数在轨标定结果。文章在基于线阵–面阵混合配置的CCD影像光束法平差基础上,提出相机参数渐进标定的方法,并利用“天绘一号”03星数据进行试验验证。试验结果表明,该方法能有效削弱宽高比太小对标定结果的影响,减小系统误差,提高卫星影像无控定位精度。

可在轨溯源的太阳反射波段光学遥感仪器辐射定标基准传递链路

分析了现行光学遥感仪器辐射定标方法的局限性,以满足定量化遥感的精度及多数据融合比对研究的需求。设计了以空间低温辐射计为初级辐射基准,以太阳为光源,包括太阳单色仪、太阳光谱仪、传递辐射计、太阳漫反射板等组件在内的可在轨溯源的光学遥感仪器辐射定标基准传递链路。首先以低温辐射计和太阳光源建立的光谱辐射基准定标传递辐射计和太阳光谱仪;然后利用传递辐射计定标太阳漫反射板,建立对地光谱辐亮度基准;继而将基准传递至地球光谱成像仪作为对地观测标准,从而实现对其它卫星光学遥感器的交叉定标。对光学遥感仪器辐射定标基准传递链路各个环节的分析显示,辐射定标基准传递链路的测量相对不确定度为0.75%。结果表明,以此辐射基准传递链路构建覆盖我国空天一体的遥感定标网络可为建立平行于地面基准体系的空间数据质量保障体系奠定技术基础。

利用积分球光源定标空间紫外遥感光谱辐射计

基于内部照明积分球的辐亮度定标方法，获得了接近理想的大面积辐亮度光源（～2％），标定了在研的空间紫外遥感光谱辐射计的亮度响应度。在假设标准灯为均匀亮度的点光源情况下，对照明因子进行了修正。同时利用两种漫反射板对此修正进行了实验研究，得到了采用两种漫反射板标定的光谱辐射计亮度响应度有很好的一致性（1％）的结论。初步的定标数据分析显示，石英卤钨灯光谱辐照度测量的相对不确定度和距离测量的不确定度是积分球定标最主要的不确定度来源，可用于紫外波段光谱辐射计的高精度辐射定标，并可以极大地降低定标不确定度。

基于航天单色仪的在轨辐射定标应用与发展

叙述了广泛应用的光栅单色仪的色散原理,介绍了其常用的几种反射式水平成像系统的光学结构型式,描述了其波长定标和能量定标方法。对搭载航天单色仪的几个现有遥感仪器,如中分辨率成像光谱仪(MODIS)、太阳光谱分光计(SOLSPEC)、太阳后向散射紫外辐射计(SBUV)、紫外臭氧垂直探测仪-太阳后向散射紫外探测仪(UOVPP-SBUS)以及欧洲航天局(ESA)的TRUTHS项目等在辐射测量、光谱定标和绝对定标方面的应用现状进行了说明。最后讨论了未来航天单色仪可能的发展趋势及应用前景,指出采用太阳光源、航天单色仪和低温绝对辐射计相结合的绝对定标系统将是今后最具潜力的发展方向之一。

星敏感器和遥感相机主光轴交联角的在轨检校

为了提高遥感影像产品的定位精度,研究了星敏感器主光轴和遥感相机主光轴交联角的在轨检校方法。利用高分辨率卫星遥感影像的严格成像模型,将改进的非直接求解模型引入到遥感相机安装误差的标定中,提出一种对遥感相机内外方位元素进行统一检校的方法,实现了星上姿态确定系统和遥感相机之间系统误差的精确补偿。对来自遥感卫星的整轨遥感图像进行处理,利用最优化模型确定遥感相机和星敏感器姿态关系矩阵,进而检校出交联角。最后,利用单像对地目标定位原理,对检校精度进行了验证。实验结果表明,校正后地面点经纬度方向平面位置RMS误差分别为9.31m和9.28m,显示通过内外方位元素统一检校,遥感图像的定位精度得到显著提高。

民用遥感卫星载荷在轨辐射定标与定量应用

文章总结了中国民用卫星载荷特点和现有定标技术概况,确立了适合中国遥感卫星光学载荷特点的在轨场地定标算法流程,并成功应用于民用遥感卫星的辐射性能在轨检校分析;以民用遥感卫星数据为基础,研究典型的陆地特征参量地表反射率和地表温度反演算法,并基于初级产品开展必要的应用示范研究。结果表明:文章规定的定标方法可准确检校卫星载荷在轨辐射性能变化情况,获取的定标系数精度满足后续定量应用的需要,基于中国遥感数据的应用示范效果良好。

海洋水色遥感交叉定标精度分析与仿真

交叉定标是解决海洋水色遥感器在轨高频次、业务化绝对辐射定标问题的重要手段,为了研究交叉定标方法对定标精度的影响,文章介绍了基于谱段匹配和光谱重构两种交叉定标方法并分析其影响因素。仿真方案针对我国"海洋一号"系列卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)可见近红外谱段交叉定标,结合国际典型参考遥感器光谱响应特性,基于实测水体光谱反射率数据,对比了在不同水体反射特性、大气条件及遥感器光谱响应下两种交叉定标模型引入的误差。仿真结果表明:光谱重构法交叉定标精度总体上优于谱段匹配法,参考遥感器光谱分辨率为5nm时,光谱重构法模型引入误差小于0.05%,对比结果为海洋水色遥感器交叉定标方法选择提供支持。

星载激光测高仪检校技术发展现状浅析

星载激光测高仪是光学遥感卫星高精度复合测绘的重要载荷,其测量精度对提升卫星影像几何定位精度至关重要。为更好地利用星载激光测高仪辅助航天摄影测量,需对激光测高仪进行在轨几何检校,对测高仪工作过程中存在的指向、测距等主要系统误差进行标定。在轨几何检校的关键是检校方法的选取,文章对当前的几种检校方法进行归纳总结,分析对比各种方法存在的优缺点;并在此基础上,深入研究各种检校方法原理和处理流程,根据星载激光测高仪的工作原理,构建了严密几何模型,利用获取的已知参数,通过最小二乘法可进行系统参数标定。通过分析得知,星载激光测高仪适合采用"基于地形法"和"地面靶标法"相结合的模式,其中"资源三号"卫星02星适合采用"地面探测器法","高分七号"卫星适合采用"倾斜地形检校法","碳"卫星可采用两种方法进行相互验证。

航天遥感器辐射定标精度计算方法研究

针对航天遥感器进行辐射定标工作的定标精度评估时,并没有形成统一计算方法的问题,文章对工作在不同谱段遥感器的多种辐射定标精度计算方法进行了实例计算与研究。研究结果表明定标精度计算结果一般同具体的定标点选取相关。文章进而提出在比较不同遥感器辐射定标精度时需要明确精度计算的约束条件,这样才能增加精度对比的横向可比性,也能为客观的评价辐射定标工作提供更好的参考。

基于自分类和颜色空间变换的遥感图像色彩校正方法

提出了一种基于遥感自动分类和lαβ颜色空间变换的色彩校正方法,并用此方法对不同时间的ETM遥感图像进行了多景色彩校正后的拼接实验。实验结果显示,相对于重叠区域校正、直方图匹配等常规方法,该方法能够很好地校正不同获取时间所导致的景间颜色、亮度差异,提高遥感图像后续分类、变化检测的准确性以及多景遥感图像的拼接效果。

真空镓固定点黑体辐射源研制

为满足红外遥感载荷实验室辐射定标需求,实现红外遥感辐射量值溯源到ITS-90国际温标,研制了真空镓固定点黑体辐射源。黑体腔开口直径为25 mm,深度220 mm,内部喷涂高发射率涂层,通过仿真计算黑体腔的发射率优于0.9999。在真空下测试了镓固定点相变坪台的复现性为4.4 mK,坪台稳定性优于2 mK。测量了镓固定点黑体辐射源工作时的亮度温度,其在8~16μm范围内亮度温度平均值为302.905 K。研究了循环液体温度对镓相变坪台和黑体亮度温度的影响。对镓固定点黑体辐射源的不确定度来源进行了分析,其合成标准不确定度为0.014 K。

红外及微波定标试验用空间环模设备研制

为了满足星载光学遥感仪器红外定标试验和星载微波遥感仪器微波真空定标试验的需求,上海卫星工程研究所研制成一套专用空间环模设备,该套设备在红外定标用20K冷屏制冷方式的基础上,采用5台G-M制冷机组合冷却冷屏,冷屏温度可降至20 K以下。同时,该设备是国内第一台微波真空定标试验设备。试验证明设备各系统达到设计指标要求。

发散光照射方法标定空间紫外遥感仪器光谱辐照度响应度

以辐射度学为理论基础,推导出了发散光和平行光两种照射方法标定的空间紫外遥感仪器光谱辐照度响应度的结果表达式,分析了影响两种照射方法定标结果的因素。通过相关的测试实验,数值估算了采用发散光照射方法为仪器进行辐照度定标时所引入的定标方法误差。计算结果表明,在假设平行光辐照度值均匀及发散光源为朗伯光源的情况下,采用发散光照射方法定标时所引入的定标方法误差小于1.2%。数值估算结果对于采用发散光照射方法为空间紫外遥感仪器进行光谱辐照度定标具有一定的指导意义。

CBERS-02B卫星TDICCD相机的相对辐射定标方法及结果

文章根据CBERS-02B卫星TDICCD相机(简称HR相机)的特点,介绍HR相机的辐射定标方案,并对试验结果进行分析和比较,最后给出了HR相机的在轨辐射校正方案。该方案已经成功应用于HR图像数据的相对辐射校正,对于其它TDICCD相机的相对辐射校正具有参考意义。

顾及光行差改正的遥感卫星成像模型及验证

结合光学遥感卫星的几何特性和成像机理,系统地分析了光行差效应对光学遥感卫星对地观测精度的影响。根据光行差效应影响的机理与特点,文章推导出了严格的光行差模型,并通过一个变换矩阵将该模型引入到传统共线方程模型中,实现了模型中光线真方向向量与视方向向量之间的转换。在实验阶段,通过两组实验对本模型的精度和有效性进行了对比验证,首先基于不同侧摆角的模拟影像对比分析了传统模型和本模型的定位精度,然后,结合几何定标的补偿效应,对比分析了两种初始模型及定标后的精化模型在不同侧摆角下的定向精度,进而验证各模型对光行差的改正效果。实验结果表明,文中方法可以有效的补偿卫星影像由光行差引起的几何误差,提高敏捷光学卫星大侧摆成像时的定位精度。

星载大气监测光谱仪高精度星上定标技术

大气成分的高精度反演及应用对星载超光谱载荷的辐射精度和光谱精度均提出了更高要求,且随着遥感器运行寿命的不断延长,需建立高精度、高稳定的星上定标系统。文章介绍了一种满足大气监测光谱仪高精度定标要求的星上定标技术,结合时间调制型傅里叶变换光谱仪的技术特点,制定了星上绝对辐射定标、仪器线形函数ILS测量和光谱定标的方案。采用太阳漫反射板定标法实现全口径、全视场、全光路绝对辐射定标,定标漫反射板在光谱仪光路的最前端将太阳光谱引入,通过已知的大气层外太阳光谱照度和地面标定的漫反射板双向反射分布函数BRDF确立星上绝对辐射定标基准。设置参考漫反射板进行在轨性能衰减的监测和校正,采用的QVD漫反射板具有高稳定性,可保证全寿命周期内星上绝对辐射定标精度优于5%。星上设置单色稳频激光器对光谱仪的仪器线形函数进行定期监测,以评估光谱仪的光谱分辨率等光学性能的在轨状态。利用太阳光谱和大气光谱中的特征谱线进行在轨波长校正。

呼吁内外整合的建筑设计

通过介绍普雷斯顿·斯科特·科恩的两个建筑作品——太原博物馆和特拉维夫艺术博物馆的设计过程与方法,强调了场地、文化、光等因素对塑造建筑的重要性。同时指出了在中国建筑设计模式中内部空间设计和外部空间设计分离的弊端,呼吁建筑设计应内外整合。

星载多光谱遥感器太阳定标技术的进展

星载多光谱遥感器的太阳定标器一般选择太阳作为基准光源 ,通过它将太阳辐射引入星载遥感器并调节到星载遥感器的动态范围内 ,对星载遥感器进行绝对辐射定标 ,也可对星载遥感器性能变化进行监测和校正。文章介绍一些最具代表性的星载多光谱遥感器的太阳定标器 ,并进行了分析 ,以反映太阳定标技术的现状与发展。目前采用太阳漫射器的星上定标方法可以实现全视场、全孔径、端点到端点的定标。这一方法的严重缺点是漫射器反射比随时间变化。为了解决这一问题 ,设计一种比辐射计或反射比标定装置来监测漫射器的辐亮度、反射比以及太阳常数。因此这种定标方法是很有前途的 ,在现代一些先进的星载多光谱遥感器上获得应用。通过对此方法的分析 ,提出了在太阳漫射器研制中的一些关键技术。