快鸟数据在光学遥感器成像仿真中的应用

针对早期光学遥感成像模拟软件基于地面图像或机载航空图像的情况,提出针对高分辨率快鸟图像进行航天光学遥感器成像仿真的方法。基于高分辨率快鸟图像,采用ISODATA法进行非监督分类,得到土地分类专题图,通过地物光谱数据库进行反射率转换,从而获得地面反射率图像;利用大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,结合卫星遥感器辐射定标系数,最终得到卫星遥感器输出图像。通过系统仿真结果表明,利用快鸟进行光学遥感器成像仿真为伪装效果检验提供一种有效的手段。     

基于地物提取场景建模的热红外遥感成像仿真

热红外遥感成像仿真针对现有的方法地表场景建模工作量大,难以用于仿真大场景、复杂地表覆盖条件下的热红外遥感成像,采用对地面场景可见光或高光谱图像进行地物提取并红外建模的方法,来获得其热红外仿真,在此基础上建立大气作用仿真及传感器系统仿真,得到机载热红外遥感成像仿真系统,提供了一种高效实用的复杂地面场景热红外遥感成像仿真方法,可实现对多信源数据的仿真补充。     

大气折射对高分辨率机载SAR性能的影响分析

对于高分辨率机载合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）系统,在电波传播的对流层中由于大气介质的折射率随高度变化,所产生的相位误差将影响其成像性能。分析了对流层大气折射率的变化,采用Hopfield折射率模型,给出雷达与地面目标之间视在距离的计算方法,对大气折射率变化影响高分辨率机载SAR性能的机理进行分析,利用数值计算的方法,给出X波段和Ku波段SAR在不同分辨率下的最大作用距离,并仿真了大气折射影响SAR图像聚焦的实际效果。     

战斗机载火控雷达地图测绘仿真算法研究

提出了一种通用的仿真算法实现了现代战斗机载火控雷达RBM,DBS和聚束SAR三种地图测绘功能用于模拟训练。鉴于训练的实时性要求和逼真性仅限于飞行员目视观察,该算法采用近似仿真手段,首先利用小面单元模型计算雷达波束照射范围内的地面场景后向散射系数,并将其映射到距离-方位平面上,然后对映射结果进行阴影、掩叠、噪声等雷达图像特征的融合,最后将融合结果与成像过程中引入的系统传输函数进行卷积得到仿真图像。该算法成功应用于GL Studio仪表仿真软件的二次开发,扩展了GL Studio图像仿真功能。实验结果和软件试用情况表明通过该算法得到的雷达仿真图像能够满足部队模拟训练需求。     

基于COM的光学遥感成像模拟软件的设计与实现

针对早期光学遥感成像模拟软件的不足,根据该系统的使用要求和软件结构,在Windows开发平台下,提出了基于COM(Component Object Model)的光学遥感成像模拟软件的框架设计。对该系统的逻辑结构进行了研究,分析了各模块之间的调用关系,定义了各组件对象。利用COM组件的工作原理给出了相应组件实现的方法。实际应用表明,由于采用了基于COM软件技术,使光学遥感成像模拟软件大大提高了扩展性和通用性。     

航天光学遥感器目标与背景仿真系统研究

文章介绍了航天遥感用的目标与背景全物理仿真系统的组成，试验和计算方法，对多种目标与背景的试验和计算结果进行了比对，证明系统可行，可以用于航天遥感器的仿真。通过建立的物理仿真系统，可以模拟航天光学遥感器在空间摄影的条件，可以选择适宜的成像条件(太阳高度角、观测方位角、观测时刻、相机光学系统参数、接收器参数等)；仿真分析CCD相机系统主要参数(光学系统和接收器)是否正确；对各种主要目标与背景完成实验室成像试验。     

地面坦克目标红外热成像物理模型研究

根据红外成像的基本流程，研究并建立了地面坦克的红外物理模型。针对复杂场景分别对目标和背景部分建模、求取温度场分布，同时考虑目标和背景之间的相互作用得到完整的场景红外理论模型；考虑红外辐射的大气吸收，建立了大气衰减模型；模拟红外传感器的工作特性建立成像综合响应模型。最后给出了地面坦克目标热成像系统的仿真流程，利用该系统可以在试验环境下进行目标的红外仿真，为红外系统以及武器的研制提供经济快捷的手段。     

基于几何映射的遥感成像光照仿真方法

光照条件是影响可见光遥感成像结果的重要因素,是成像仿真领域的一项重要研究内容。提出一种基于几何映射的遥感成像光照仿真方法,以单幅遥感图像样本和三维模型为输入,获取不同光照条件仿真图像。对输入的样本图像进行几何定标,并通过逆向渲染提取场景的可见光反射特性数据;利用场景几何模型,通过几何映射方法获取样本图像各像素点的几何信息;根据设定的光照条件在图像空间进行成像仿真计算,获取不同光照条件的仿真结果。实验表明,该方法能够实现较为真实的光照仿真。     

基于地面反射特性的微光视景生成技术研究

研究了光照条件、气象条件和ICCD相机特性等因素对微光成像的影响,建立了微光视景生成的数学模型,包括:地面反射特性模型、大气传输模型、ICCD相机特性模型和噪声模型,针对地面光谱反射特性对微光图像对比度的影响,提出了基于地面反射特性的微光图像仿真方案,并在此基础上研制了一个完整的蕴含LOWTRAN7计算内核和ICCD后段仿真的微光视景生成系统。仿真实验结果说明了该方案的有效性。     

Retinex理论在航空影像增强中的应用

在航空影像的成像过程中,由于大气衰减、云层、烟雾、向阳、背阳等影响,使获取的影像质量下降,出现对比度降低、亮度不均、色彩失真等问题。针对这些问题,提出结合人眼颜色恒常性的典型计算理论Retinex理论,来模拟人眼视觉的感知模型,通过一个像素和其周围像素的明亮度比较运算,获得对象表面的反射率影像,并基于"灰度世界"假设,对图像进行了后处理。给出了Retinex算法在航空影像增强中的具体实现流程,并进行了计算机仿真实验。结合方差、平均梯度、清晰度等参数,验证了算法在图像对比度、细节增强和色彩保真等方面的效果。     

基于图像仿真的对地遥感过程科学可视化研究

分析了成像链的光谱辐射响应和空间响应特性，提出一种基于图像仿真的对地遥感过程科学可视化方法。文中建立了成像链分析模型，讨论了传感器获取的三维场景像元辐幅度、探测器输出信号、随机噪声和调制传递函数等数学模型，并导出了包含传感器综合响应特性的遥感数字图像传输方程。此外，对专业软件RSIS1．0可见近红外波段的仿真模块、数据库及仿真过程作了简要介绍。最后，给出了部分仿真遥感数字图像。     

计算机模拟合成孔径雷达集成框架研究

由于合成孔径雷达（SAR）遥感的独特优势，使得它得到了广泛的应用。但由于SAR成像过多的依赖SAR传感器和地物的反射特性，因此所成像也仅限于某一时刻，波长、极化、特定地点等，并且从发射微波信号到图像生成这一系列过程中，有大量工作是要在空中完成，由于仪器设备和处理技术的限制，在每一个环节上都可能会产生难以预料的系统误差和随机误差。鉴于此，本文结合计算机模拟技术、地物散射特性、SAR成像机理，提出并建立了计算机SD模拟SAR系统的集成框架，利用集成系统能够在不同入射方式、波长、极化方式、以及植被生长、地物变化的不同阶段进行动态、实时的生成SAR模拟图像。从而取代外业实验工作节省获取雷达图像的时间和开销，可以避免由于错误决策和操作所带来的风险。     

双参数Beta过程联合字典遥感图像超分辨

为了改善遥感图像超分辨重建(super-resolution reconstruction,SRR)效果,针对以往仅适用于单特征空间的稀疏字典超分辨算法,提出同时适用于两个特征空间的双参数Beta过程联合字典(Beta process joint dictionary,BPJD)遥感图像SRR方法。首先,根据遥感图像退化模型生成训练样本图像,并分别对高、低分辨率图像进行分块和Gibbs采样,生成字典训练样本。然后,依据BPJD,建立连接高、低分辨率遥感图像空间的双参数联合稀疏字典,将字典稀疏系数分解为系数权值和字典原子的乘积,依据字典原子指标训练和更新字典,得到高低分辨率联合字典映射矩阵。最后,进行遥感图像超分辨稀疏重构。实验结果表明:所提方法可自适应地缩小字典尺寸,能以更小尺寸的稀疏字典重建更高质量的超分辨遥感图像,重建结果图像的纹理细节信息更丰富,峰值信噪比和结构相似性度均有提高。     

基于压缩感知理论的稀疏遥感成像系统设计

高分辨率的应用需求使得传统的遥感成像系统面临高速率采样、海量数据存储等难以突破的瓶颈问题。基于压缩感知理论设计的雷达和光学稀疏遥感成像系统,突破了Shannon-Nyquist定理的限制,以较少的测量数据实现了同等甚至更高质量的信号重构。首先,根据被测目标和场景的不同特性,分别设计了稀疏表示矩阵;其次,根据互相关最小化原则,选择了与稀疏表示矩阵相适应的最优感知矩阵;最后,研究了适用于二维成像大规模数据的稀疏重构算法。专业电磁散射仿真软件生成的雷达观测数据和复杂场景光学图像的数值仿真,验证了本文设计的稀疏遥感成像系统原理上的可行性。     

天基光学空间目标监视图像仿真研究

以SBV为系统原型,在对天基光学空间目标监视工作机理进行分析基础上,充分考虑传感器恒星跟踪和目标星历两种工作模式特点,设计天基光学监视图像仿真结构和流程.分别对背景恒星、宇宙射线以及空间目标进行仿真模拟,并针对点扩散和空间目标运动拖尾问题进行改进,在模拟生成的仿真图像序列内能够更加充分反映空间目标点扩散和帧内运动特性     

基于正交频谱重构的微波三维成像方法

传统微波三维成像方法的回波数据量非常大, 基于目标场景稀疏的压缩感知成像方法虽然可以降低采样率和数据量, 但字典矩阵内存占用巨大, 且对连续分布目标成像效果不佳。针对上述问题, 本文分析了目标回波在三维频域的数据分布特征, 根据构建的频谱正交投影重构模型实现了目标三维频谱的重构。为了进一步优化重构模型, 以最小图像熵作为判别准则对重构的正则化参数进行了最优估计, 并得到最优的频谱重构结果。本文所提方法具有较好的成像效果, 较高的运算速度和较小的内存占用。计算机仿真实验和微波暗室实验验证了本文所提方法的有效性。     

基于自适应遗传算法的超平面分类及遥感应用

智能分类算法是遥感影像分类研究的热点,遗传算法作为一种智能全局优化技术在遥感影像分类中具有良好应用前景.针对现有多光谱遥感影像分类方法的不足,提出了基于自适应遗传算法的超平面分类方法(hyper plane-adaptive genetic algorithm,HP-AGA)并应用于遥感影像分类,该方法利用神经网络中的神经元激活函数Sigmoid函数,对遗传算法中交叉率、变异率进行非线性自适应性调整,不再需要反复训练遗传参数,同时利用快速全局寻优特点,确定分类超平面的各个位置参数,从而获取最佳分类超平面集进行分类.多光谱遥感影像分类方法的应用实验表明,基于自适应遗传算法的超平面遥感分类方法能更快、更稳定地收敛到全局最优解,具有更好的效率及鲁棒性,并能取得优于简单遗传超平面分类算法及传统分类方法的分类精度.     

彩色遥感图像的几何校正

遥感成像时 ,由于飞行器的姿态 (侧滚、俯仰、偏航 )、高度、速度等因素的变化及传感器自身特性造成图像像素相对于地面目标的几何畸变。利用由惯性导航系统同步记录的CCD线阵传感器的外方位元素和在实验室标定的CCD像元的内方位元素建立 3条CCD线阵传感器成像的几何校正模型 ,通过仿真实现了遥感成像的几何畸变及几何校正     

面向查询点的遥感影像哈希检索方法

由于存储成本低,查询速度快,哈希检索算法已被广泛应用于大规模影像检索。针对大规模遥感影像数据集训练低效问题,提出了面向查询点进行特征学习的遥感影像检索方法。首先,利用深度卷积网络对具有多语义标签的遥感影像数据训练集提取遥感影像特征;然后,面向查询点学习得到哈希函数并生成查询点的二进制哈希码;最后,通过迭代学习得到整个数据库的二进制哈希码来实现影像检索,有利于提高检索精度;同时,该方法避免了对整个数据库进行特征提取,从而可以更有效地利用大规模数据库中的监督信息。在3个不同数据集上的实验结果表明,该方法检索性能优于其他多种先进方法。