Study on Marine Application Potentiality of CMODIS／SZ-3

The third spaceship SZ-3 of China was launched in March 2002, in which the payload is Chinese moderate imaging spectra radiometer (CMODIS) . In this paper, first, the properties and characteristics of CMODIS are briefly introduced; second, the quality and availahility are evaluated by means of the Complex signal noise ratio (CSNR) which is simulated theoretically； third, the received CMODIS data are compared with the Sea wide field-of-view sensor (SeaWiFS) / SeaSTAR data to understand the accuracy of radiance measurement by CMODIS;finally, the remote sensing products of ocean color and temperature are mapped by CMODIS to study its marine application potentiality. The results show that CMODIS has its latent capability for the application of marine environment detection, the management and protection of marine resources, and the national rights and interests. Meanwhile some suggestions are proposed to modify the next generation sensor on the Chinese spaceship.     

Preliminary study on the orbit cross-calibration of CMODIS by Sea WiFS

China launched its third spaceship SZ-3 in March, 2002 on which the main remote sensor is the Chinese moderate imaging spectra radiometer (CMODIS). In this paper the properties of CMODIS are firstly introduced briefly. Then, the theory and algorithm of cross-calibration for CMODIS ocean color channels by the sea-viewing wide field-of-view sensor (SeaWiFS) data are discussed in detail. The total radiance (TOA) of four quasi-synchronized crossing ocean areas simulated by SeaWiFS and measured by CMODIS are compared and the calibration coefficients are derived from the relationship between them. Finally, the in-situ water leaving radiance data are used to validate the calibration results. The results show that the cross-calibration method could provide reasonable precision for ocean color measurement.     

含噪图象恢复方法的研究

提供了两种含噪图象的恢复算法：农点扫描法和模拟退火法。用这些算法对不同信噪比的图象进行恢复的结果表明：当信噪比较高时，采用逐点扫描法是快速，满意的。在低信噪比时，采用模拟退火法将比逐点扫描法得到更好的恢复效果。     

Preliminary study on the orbit cross-calibration of CMODIS by SeaWiFS

MostareasofChinaSeasbelongtocase 2water ,andthealgorithmbasedontheratioofgreentoblueisnotsuitabletothoseareas[1] becausetwoormoresubstanceswithdifferentopticalpropertiesarepre sentedwhichdonotco varywithchlorophyllacon centration .Thesemightbewaterwithexceptionalplanktonblooms (suchasredtides) ,discoloredbyretainedandorganicsuspendedmaterialsandthedis solvedorganismmaterial (DOM ) ,suchasacids .Itis,therefore ,essentialtodevelopmorechannelswithmoresensitivesensorsforChinesecoastalwaterdetec …     

过程层析成像传感器配置的仿真研究

对过程层析成像传感器配置进行了模拟研究 ,分析了传感器尺寸、阵列间距和传感器扫描步进角度对重建图像质量的影响。根据滤波反投影法重建了图像 ,并给出了相应的成像结果 ,绘出了空间图像误差曲线 ,分析了传感器配置各因素对重建图像质量的影响。     

基于间接校正的高分三号正射影像生成

由于高分三号卫星(gaofen-3 satellite, GF-3)数据问世时间较短、参数不足,现有软件未针对GF-3数据添加传感器支持,导致难以利用现有各类软件生成其正射影像。提出一种基于间接校正的GF-3正射影像生成方法。模拟待校正区域卫星成像过程,采用RD模型利用与该区域对应的DEM数据构建模拟GF-3影像;在模拟与真实GF-3影像中分别提取特征点,并配准提取的特征点对,进而建立两影像间的映射关系;利用模拟GF-3影像分别与DEM数据和真实GF-3影像之间的映射关系,间接完成正射校正,生成正射影像。针对GF-3多成像模式的特点,选取3种具有代表性成像模式的影像进行正射影像生成试验,取得了较好的实验结果。将真实GF-3影像与模拟GF-3影像的对应像元坐标进行比较表明,x和y方向误差均小于一个像元,精度较高。提出算法充分考虑到了GF-3系统的成像特点,在不同的地形细节均取得了较好的结果。定性和定量的分析实验结果验证了提出方法的可行性及有效性。     

基于傅立叶-小波HMT方法的卫星图像恢复

卫星图像的恢复是一个病态逆问题.本文提出降值卫星图像在傅立叶域中进行Wiener反卷运算后,在复数小波域中利用隐含Markov树(HMT)进行去噪的傅立叶-小波HMT图像恢复算法.典型卷积加噪线性降质卫星图像的仿真实验结果表明,建议的基于傅立叶-小波HMT方法在客观指标,以及视觉效果上都比常用的Wiener恢复算法有较大的提高.     

基于连续空间频率的遥感成像辐射响应模型及其几何相关性研究

从光学遥感成像机理出发, 突破MTF (系统传递函数)和SNR (信噪比)模型在影像辐射质量评价中的局限性, 将影像频谱、MTF和SNR有机结合, 提出具有明确物理意义的, 基于连续空间频率的辐射响应模型SFRR以及截止空间频率处的SFRR指标。该模型一方面能有效降低综合辐射响应模型对复杂地物光谱、反射率等实测参量的依赖, 另一方面为研究辐射响应与几何质量的相关性提供了理论基础。利用资源三号前视和后视卫星影像及其MTF退化与噪声仿真影像, 进行SFRR模型及特征点像方几何定位精度相关性分析, 验证SFRR模型及其与遥感影像几何质量的定量关系。研究成果可以作为航空航天光学遥感传感器系统设计、遥感影像处理和应用的重要依据与基础保障, 对微波、激光雷达等遥感影像质量评价也有一定的借鉴意义。     

海洋卫星微波遥感技术发展现状与展望

 主动式和被动式微波遥感可以得到大量的地球物理参数和上层海洋信息,包括海表温度、海面矢量风、海面高度、海表盐度、海冰等。微波遥感可以穿透云层,全天候不间断观测海况信息。中国计划2011年发射运行的“海洋”2号（HY-2A）卫星有效载荷为3个微波遥感器,主要用来观测海面矢量风、海表温度和海面高度。HY-2A卫星将有效提高全球海洋卫星观测在时间和空间上的采样频率。本文介绍了与HY-2A卫星相关的海洋微波遥感技术现状,对微波遥感的优势和目前业务化运行的海洋微波卫星的局限性进行分析,总结了微波遥感的新技术进展和全球下一代微波遥感卫星的发射计划,最后指出发展中国立体海洋监测和中国“海洋”3号（HY-3）卫星（其主载荷为C频段多极化合成孔径雷达）对于更深入了解大洋和海岸带的必要性。     

6S模式对EOS/MODIS数据进行大气校正的方法

探讨了运用6S模式对EOS/MODIS的可见光与近红外通道数据进行大气校正的方法和步骤,对模式中的大气模式参数和廓线的计算方法提出了改进,应用研究目标地的气象探空资料计算包括气压、温度、水汽密度和臭氧密度等大气参数和廓线,并根据海拔高度对大气廓线进行订正.实验表明:校正后的象元反射率普遍增大,反射率区间明显拉宽,表现在图像上亮度有所提高,对比度明显增加,图像层次更加丰富,图像质量得到较大改善.     

应用分形理论和光线投射算法的卫星云图模拟技术

卫星云图模拟是气象卫星成像仿真所研究的核心问题,针对快速生成效果逼真的卫星云图的要求,以分形理论为基础,设计了一种基于随机中点位移算法的云体数据生成模型,并采用光线投射算法将产生的三维云体数据绘制于二维平面图像上,实现了卫星云图的模拟,得到了比较满意的结果.     

基于颜色协调性的典型场景彩色融合图像颜色质量评价

提出典型场景双波段彩色融合图像颜色协调性模型,实现图像颜色质量的无参考评价.通过衡量海天、绿色植物这类自然场景融合图像颜色与对应典型类记忆色的相似度,以及选择城镇建筑物图像的最佳色彩度范围,计算三种典型场景图像色彩与场景内容的协调性;在颜色组合协调性模型基础上,将颜色区域面积之和作为加权系数构造图像中不同大小颜色区域组合加权协调性模型.主观评价实验结果表明,综合这两方面提出的协调性模型计算结果与人眼主观感受具有较好的一致性,可以有效地对典型场景彩色融合图像颜色协调性进行客观评价.     

多尺度多视点舰船目标红外视景仿真

基于模块化方法构建了舰船目标的多尺度多视点三维特征模型.根据大气传输参数、舰船材质的热物性参数和舰船温度分布,通过设置仿真软件Vega的SensorVision模块和SensorWorks模块参数,实现了舰船目标的多视点红外视景仿真.在此基础上,由多视点原始级别的红外仿真图像与二维高斯模糊模板进行卷积达到模糊降分辨率的效果,从而仿真出多尺度多视点的舰船目标红外图像.仿真结果表明,仿真生成的红外图像与实际图像较为接近,符合实际成像条件下的成像规律.     

可见光与红外灰度融合图像感知对比度客观评价

如何客观有效地评价融合图像质量,是融合技术发展与装备应用面临的一个关键问题.图像对比度是衡量双波段灰度融合质量的一项重要的评价指标.针对目前的图像对比度客观计算模型没有充分反映人眼视觉特性,从而影响模型计算结果与人眼视觉感受的一致性的问题.在各向同性局部对比度计算模型基础上,引入人眼视觉的亮度掩盖特性,提出图像感知对比度客观评价模型.使用模拟灰度图像以及人眼主观评价实验得到的15组不同真实场景融合图像的对比度评价数据来验证客观计算模型.结果表明,相比于4种经典的对比度客观评价模型,建立的图像感知对比度模型评价结果更符合人眼视觉感受,可以有效实现双波段灰度融合图像感知对比度的客观评价.      

海面目标与海天背景合成的红外图像数值模拟方法

在对海面目标红外图像理论模拟的研究中,已经能分别计算出目标和海面大气背景的红外图像,作者研究了在此基础上用数值方法模拟海面目标和海天背景合成的红外图像的计算原理和方法,编制了生成合成红外图像的计算软件并计算了某舰的模拟热像。     

一个适合分布式网络的属性基加密方案

阐述了分布式网络中用加密方法保护交换数据的必要性,结合Ganglia网络,提出了一个适合于分布式网络的基于属性的加密方案.与其他方案比较表明,本方案定长的密文、高效的加解密流程以及良好的灵活性等特点在实际部署引用中具有实用价值。     

Direct assimilation of satellite radiance data in GRAPES variational assimilation system

Variational method is capable of dealing with observations that have a complicated nonlinear relation with model variables representative of the atmospheric state, and so make it possible to directly assimilate such measured variables as satellite radiance, which have a nonlinear relation with the model variables. Assimilation of any type of observations requires a corresponding observation operator, which establishes a specific mapping from the space of the model state to the space of observation. This paper presents in detail how the direct assimilation of real satellite radiance data is implemented in the GRAPES-3DVar analysis system. It focuses on all the components of the observation operator for direct assimilation of real satellite radiance data, including a spatial interpolation operator that transforms variables from model grid points to observation locations, a physical transformation from model variables to observed elements with different choices of model variables, and a data quality control. Assimilation experiments, using satellite radiances such as NOAA17 AMSU-A and AMSU-B （Advanced Microwave Sounding Unit）, are carried out with two different schemes. The results from these experiments can be physically understood and clearly reflect a rational effect of direct assimilation of satellite radiance data in GRAPES-3DVar analysis system.     

海面3-5微米红外热像的模拟

海天背景红外热像的理论建模对于研究舰船目标的红外热像理论模型是相当重要的。该文重点研究了3-5微米波段海面红外热像的理论模拟方法。使用了国际标准的 JONSWAP 模型，并且利用快速傅立叶变换方法来模拟海面的粗糙程度。同时，充分考虑了太阳、天空等各个环境参数，利用计算机数值计算方法理论模拟了海面3-5饿波段红外热像，并研究了探测器的仰角对热像的影响。     

基于WorldWind平台的卫星云图模拟技术研究

卫星云图是目前最重要的气象信息来源之一。实现卫星云图的模拟对于灾害预防、评估等工作具有十分重要的意义。首先分析了WorldWind开源平台的系统框架。针对于彩色卫星云图,改进了一种基于图像色彩和灰度值的算法,能够较好地分割提取出云层区域。进而在开源平台WorldWind上采用多层纹理映射的方式实现了卫星云图的模拟。     

基于能量泛函的快速去雾算法

为了快速复原雾霾退化图像场景辐照图,提出一种基于能量泛函的模型求解算法。利用大气退化模型,首先估计降质图像的大气光;针对图像是否包含天空区域分开进行求解,较传统固定模式的求解算法更为准确有效;通过白平衡运算简化求解模型,建立新的环境光项表达式;尔后利用暗通道先验估计暗通道图像;根据假设和先验信息,构建暗通道图像与环境光项的能量泛函模型,引入L1和L2范数变换模型,通过切分Bregman迭代算法求解图像的环境光;最后将环境光项代入简化模型中反解出复原图像。通过实验验证,算法对于雾霾退化图像恢复效果较好,且较传统复原算法具有更高的运算效率。