基于街景分析技术的滨江路空间品质研究——以重庆三代滨江路为例

滨江路是滨江城市中极具特征性的线性空间,但针对其特殊的地理环境条件,在特征性指标体系建构及量化评价等方面还有待拓展。结合滨江路环境要素分析构建特征性指标体系,运用基于语义分割的街景分析技术,对重庆市不同时期的3代滨江路展开特征总结与问题剖析。结果表明:1)在指标体系研究方面,应依据不同研究对象和研究目的,有针对性地选取指标;2)在个案层面,由于道路功能的综合提升及城市地形限制的减弱,使新一代滨江路空间品质显著提高;3)跨江立体交通节点对滨江路空间品质影响较大。利用街景技术建立滨江路空间品质评价指标体系,所得结论可为其品质提升提供科学依据。

游径感知视角下传统村落文旅空间景观质量分析

基于游径感知视角,以泉州市梧林传统古村落为例,通过灰色统计分析法对乡村景观要素进行初步排除,结合图像语义分割技术将景观要素定量分析,构建美景度多元线性回归模型,研究梧林传统古村落景观质量评价。结果表明:天空开阔度、土壤裸露度、传统乡村建筑占比、乡村传统建筑色彩占比、村落景观道路占比、绿视率、铺装占比这7个景观要素与梧林传统古村落景观美景度显著相关;美景度模型结果显示具有高贡献率的3个主要因子依次是天空开阔度(0.387)、土壤裸露度(0.235)、传统乡村建筑占比(0.233);高美景度评价场景特征要素占比为天空开阔度26%~50%、土壤裸露度2%~5%、传统乡村建筑10%~30%;低美景度评价场景最突出特征为植被种类单一、道路设施风格与周围景观不协调、空间尺度感过大的景观空间;梧林传统古村落文旅空间景观质量存在空间分异性,主要受到空间要素、自然要素、建筑要素的共同影响。

改进基于多相机的无监督学习图像拼接算法

首先,针对大范围特征不显著地面图像的获取,由于传统单相机受到视场角和分辨率以及外界环境的影响,提出基于多相机对大范围地面的图像进行采集。其次针对大范围特征不显著地面图像使用传统方法拼接中存在特征提取能力差以及拼接产生的错位、伪影和结构变形问题,提出对无监督学习图像拼接的框架结构改进,提升图像拼接质量。最后借助图像拼接的评价指标对改进前后的拼接图像进行评价。实验结果表明,改进后方法不仅可以有效的解决传统方法基于特征不显著以及纹理相似度高的地面图像拼接中产生的伪影和失真,而且解决了无监督图像拼接过程中产生的结构的变化。改进后的拼接方法拼接后的质量优于传统方法的拼接,并且改进后的算法的迁移性很高,不止针对无显著特征的大范围地面,而且可以广泛用于不同场景下的大范围大基线图像拼接。

北京三号B卫星相机像质评价方法

光学遥感相机的静态传递函数测试需要配套适当口径的平行光管,制造难度大、成本高,无法满足高性能、低成本的商业遥感载荷研制需求。文章提出一种基于异视场准直光路的像质评价方法,使用相机光学系统自身光路作为测试系统,通过异视场光路的准直,测得相机异视场叠加像质,对测试结果进行数据解算,最终得出相机各视场的真实波前信息。以北京三号B卫星相机研制过程为例,利用相机光学系统与自准直反射镜系统配合,采用上述异视场共光路测试方法,测量结果与传统方法测试结果进行对照,结果表明该方法测试结果准确、切实可行。

传输型CCD相机综合像质评价方法的研究

介绍了以CCD探测器为图像载体的CCD相机整机系统的综合像质评价方法。通过成像理论建模,分别对光学系统、CCD器件及相机整机系统进行调制传递函数分析。利用CCD器件的"离散采样"特性不满足线性空间不变性的条件,确定调制传递函数的使用限制条件。给出了CCD相机整机系统的调制传递函数测试方案和测试条件,完成了实验室整系统"调制传递函数"的检测试验,并对检测结果进行分析与评价,实现了CCD相机整机系统的像质评价。

TDICCD相机像质综合评价研究

基于对影响航天相机成像质量诸多因素的综合考虑,文章试图从一个新的角度提出用MTF与SNR的乘积大于或等于9来综合评价航天相机成像性能的方法,为研制轻型航天相机提供参考。

大口径空间相机像质的微振动频率响应计算

由于大口径空间相机对空间环境变化和卫星内部振源引起的微振动十分敏感,本文研究了影响成像质量的微振动频率响应的计算方法,以改善相机的在轨动态成像质量。该方法通过实际光学模型取代线性光学模型,建立微振动光机集成模型,从而计算影响成像质量的微振动频率响应。首先,建立大口径空间相机有限元模型,进行结构频率响应计算,得到采样频率点的光学表面节点位移和相位。然后,通过蒙特卡洛分析方法,建立微振动光机集成模型,以均方根光学系统动态传递函数和视轴漂移衡量大口径空间相机动态成像性能。最后,研制了大口径空间相机力学样机,对其进行了振动试验,验证了有限元模型的正确性。试验结果表明仿真结果与试验结果接近,误差均在5%以内,满足大口径空间相机动态成像质量分析的要求。

胶片摄影空间相机的动态成像质量评价

采用光学调制传递函数(MTF)法对相机整机系统的像质及像面位置的准确标定进行了评价,并给出了详细的结果。由实验室实测均值0.1221得到的在轨估计值0.0747与实测均值0.0725相符,证明了用胶片摄影法拍摄刀口阴影,经傅里叶变换等方法处理得到MTF的方法可以用来评价空间相机的动态成像质量。该方法是用实验室实测的相机动态MTF结果来预估相机在轨动态MTF及在轨摄影分辨率的有益尝试。

飞行器侧摆和前后摆及控制误差的优化设计

为了降低飞行器侧摆及前后摆对TDICCD空间相机成像质量的影响,提出了对飞行器侧摆角和前后摆角范围及控制误差的要求,以获取高信噪比和高分辨力图像。根据TDICCD空间相机像移产生机理,给出了侧摆和前后摆引起的像移及像移计算参数的数学公式。应用调制传递函数(MTF)作为图像质量的评价依据,确定了满足空间相机成像质量要求的侧摆角和前后摆角范围,分析了飞行器侧摆和前后摆对地面像元分辨力的影响。计算得出,相机成像过程中,当侧摆角和前后摆角的控制误差为0.1°,且侧摆角和前后摆角的视轴角不大于4.8°;或当侧摆角和前后摆角的控制误差为0.05°,侧摆角和前后摆角的视轴角不大于9.5°时,可满足积分级数96级,MTF不小于0.95的要求。实验结果表明,该方法简单,易于实现,适用于TDICCD空间相机成像质量的研究。

微振动对高分辨率空间相机成像影响的集成分析

文章应用集成建模思想对某型高分辨率空间相机进行了微振动影响的结构-光学集成分析。首先分别建立了该空间相机的微振动载荷模型、结构有限元模型和光学系统模型。然后对微振动载荷作用下的结构有限元模型进行动力学分析,获得空间相机各光学元件的响应位移,并输入到Code V光学模型中做光学系统仿真分析,得出MTF下降和像移情况。通过结果数据的对比分析表明,空间相机对沿坐标轴平动和转动的6种微振动载荷具有不同的响应敏感性,为改进设计、隔振抑振提供了参考。

大视场长焦面光学遥感器双凸轮式焦面调焦机构

为保证焦面长度大于600mm的大视场空间光学遥感器在空间环境下的成像质量,设计了一套在±2mm调焦范围内焦面组件倾斜小于7″、定位精度优于0.01mm的焦面调焦机构。针对系统对调焦精度、力学环境、真空环境的要求,该调焦机构采用双凸轮驱动技术来满足调焦精度要求;采用失电制动器自锁技术,使相机经发射等力学环境冲击后像面位置仍保持稳定。此外,采用高刚度导轨和轴承使调焦机构具有较高的动态刚度。设计分析及实验证明,该套焦面调焦机构具有较高的调焦精度和可靠性,能够在复杂的空间环境下完成调焦任务,提高遥感器的成像质量。

TDICCD相机平台振动所致的MTF空间移变降质

卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从卫星振动对TDICCD相机推扫成像采样过程的作用机理出发,结合理论推导与仿真研究,得到了平台振动引起的图像空间移变降质及表征方法。然后在振动复原模型的基础上,推导得出MTF空间移变降质对复原处理误差的影响,并基于实际卫星图像开展了复原实验。实验结果表明:当振动所致图像MTF空间移变降质小于15%时,复原处理后的图像与理想图像的结构相似度优于0.95,而且处理误差所导致的图像失真不影响判读质量。

像移对星载TDICCD相机成像品质的影响分析

像移是影响星载时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)相机成像品质的重要因素。为研究像移对TDICCD像质的影响,首先分析了像移引起图像模糊和几何变形的机理,研究了像移降质的辐射和几何方面评价参量。依据TDICCD工作原理,建立了像移影响下TDICCD相机空变降质模型,并以此为基础,计算并分析了不同形式、不同方向上的像移影响下的像质下降情况。分析结果表明,不同方向、不同形式的像移引起的成像品质下降是不同的。文章中提出的空变降质模型可以为后续的仿真及像移降质图像的恢复等提供参考。

航空相机动态调制传递函数分析与研究

利用调制传递函数对动态成像质量做出评价,确立合理的稳定系统性能指标,是航空相机设计过程中需要解决的重要问题.基于线性光学系统的传递函数理论,针对匀速运动、加速运动和正弦运动等几种动态成像条件进行了定量分析,建立了像移量和动态成像质量之间的联系.针对低频正弦运动,提出了一种基于离散相位区间的动态调制传递函数计算方法.分析结果表明,在像模糊斑大小均为0.5个像元的情况下,高频正弦运动、直线运动和低频正弦运动的动态调制传递函数分别可以达到0.85、0.9和0.998,此时可以获得较理想的动态图像.据此得出了高频振动对像质的破坏最严重,直线运动次之,低频正弦运动最轻的结论.根据分析,可以针对特定的动态成像条件计算相应的调制传递函数,为航空相机系统的综合像质评价和视轴稳定系统设计提供了准确的定量参考.

空间相机离轴三反红外光学系统设计

针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计方法。利用ZEMAX求解并优化,设计一个焦距f=1000 mm,视场角为4,D/f=1/4的反射式离轴光学系统。使该系统在50 lp/mm空间频率处传函达到0.3以上,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在10 m以内,满足空间照相机的需要。该系统克服了共轴三反存在中心遮挡的问题,提高了系统的像质。

资源一号02D卫星可见近红外相机在轨调试与图像质量评价方法

资源一号02D卫星发射入轨后,针对可见近红外(VNIR)相机工作状态与实验室标定状态的变化,开展了在轨调试及相应图像质量参数评价,保障了相机成像性能。基于资源一号02D卫星可见近红外相机高速推扫成像时场景不断变化的特点,研究了一种通过降低调焦算法对场景不变依赖性来提高调焦精度的调焦方法,保障了相机高精度快速调焦;针对资源一号02D卫星可见近红外相机同时具备高空间分辨率和大幅宽的特点,改进了相机成像参数调整方法,研究了一种基于在轨成像时全链路辐射传输模型的成像参数预估方法,确保了相机积分级数与增益处于最优状态。最后,在完成可见近红外相机在轨调试的基础上,对图像调制传递函数(MTF)、信噪比(SNR)等性能参数进行了测试,测试结果显示相机成像性能处于最优状态。

光学遥感器成像品质的主被动提升技术

空间相机是基于卫星平台实现远距离遥感成像的重要光学遥感器,其成像品质会受到众多因素的影响。首先,由于平台本身在姿态稳定度和指向控制精度方面存在不足,飞轮转动、制冷剂及推进剂的喷溅、天体引力、振动噪声等均会带来高、低频振动,从而使空间相机在推扫成像中出现非正常的像移、光轴抖动,导致运动模糊和离焦模糊。其次,分辨率要求的提高会导致系统口径的增大或者采用拼接方式获得等效的大口径,然而无论是单一大口径系统或者拼接镜系统,其光机结构的状态对平台工况比较敏感。光机结构状态的变化可以间接的由系统出瞳波像差反应出来,并使波像差偏离理想值,导致无法实现衍射受限成像,引起成像品质的降低。因此,该文针对上述两个方面的内容,围绕提高空间光学相机在轨成像品质所应该采取的技术途径进行了探讨,并给出了建议,对于高分辨率光学遥感器的设计有一定的参考价值。

星载SAR图像斑点抑制与质量评估系统

结合星载合成孔径雷达 (SAR)单视图像斑点噪声抑制技术与质量评估 ,并基于为科学数据可视化及数学分析提供完备计算环境的IDL(InteractiveDataLanguage)语言 ,完成了在IDL环境下开发的SAR图像斑点抑制与质量评估系统 ,获得了高空间分辨率和高辐射分辨率的星载SAR图像 .

航天相机成像质量评价

分析航天相机成像的物理过程及光学系统的基本要求,提出成像质量的评价标准。

立体相机微距拍摄质量客观评价方法

在充分研究立体相机参数设置准则基础上,提出了一种立体相机微距拍摄质量的客观评价方法.结合平行和会聚相机不同的内部结构及成像规则,分别研究两种立体相机的内部参数和场景参数对拍摄质量的影响,通过大量主观实验,最终建立了立体相机微距拍摄质量客观评价模型.实验结果表明,所提出的评价模型与主观评价结果基本一致,能够反映立体相机微距拍摄质量的优劣.