辅助控制点下快鸟影像定位求解及其精度分析

结合上海地区城市快鸟(QuickBird)高分辨率卫星影像,简述高分辨率影像定位中的通用传感器模型,有理多项式系数模型(RPC).通过在影像上选取均匀分布的50个地面控制点,运用正则化最小二乘迭代法计算得出RPC.然后分2种情况对求解出的PRC改正,即当同时具有原始地面控制点(GCP)和辅助GCP时,应用正则化批处理最小二乘迭代法(BILSR)来改正RPC系数,而当只有辅助GCP时,则使用增量离散卡尔曼滤波方法(IDKF)来改正RPC精度.最后利用40个检测点,设计多种方案的实验并进行分析,以此为基础对BILSR和IDKF法的可行性进行了对比分析,认为辅助控制点的选择应侧重其本身更高的精度而不是单纯从数量上考虑,此外得出城市高分辨率卫星影像几何处理的一些结论.     

基于有理函数模型的QuickBird立体定位精度分析

针对有理函数模型具有与传感器类型无关,是一种通用成像模型等特点,以上海地区的QuickBird异轨立体像对为例,利用原始影像提供的有理多项式系数,探讨了基于有理函数模型的卫星影像立体定位算法,系统分析了其定位误差的分布特点.在此基础上,提出了提高基于有理函数模型立体定位精度的多种补偿模型.实验结果表明,在该区域使用一阶仿射变换模型进行补偿,在5～6个均匀分布的控制点支持下,即可达到0.6～0.8 m的平面精度和1.0 m左右的高程精度.     

多传感器卫星遥感影像无控制点区域网平差

为了验证多传感器卫星遥感影响无控制点区域网平差算法，采用理论分析和实验的方法，从卫星遥感影像区域网平差的成像几何模型出发，利用卫星遥感影像附带的参数拟合RPC模型参数，然后根据RPC模型和像面的仿射变换模型构建了多传感器卫星遥感影像区域网平差的数学模型。对某地区不同分辨率的SPOT-5 HRG影像进行直接空间前方交会处理和无控制点的区域网平差试验，验证了多传感器卫星遥感影响无控制点区域网平差算法。研究结果证实多传感器卫星影像的区域网平差技术在卫星遥感对地目标定位中有较好的应用前景，尤其可应用于话部无图区的困难地区测绘。     

基于模拟影像的山地SAR影像配准方法研究

针对目前常规SAR影像配准方法在困难地区配准可靠性较低的问题,提出了一种基于模拟影像的山地SAR影像配准方法.该方法借助研究区的辅助DEM数据、真实SAR影像的卫星轨道数据和RD模型生成模拟SAR影像,并创建DEM地理坐标相一致的查找表.利用SIFT匹配算法对模拟影像和真实影像进行匹配,间接获取真实SAR影像的特征点,再利用仿射变换通过最小二乘法确定参考影像和待配准影像的变换模型,并进行重采样,最终实现山地SAR影像的配准.采用两种传感器类型的山地SAR影像数据进行了实验验证.结果表明,在地形起伏较大的山地区域,所提方法的配准精度相对于传统配准算法有明显提高,较好地克服了传统SAR影像配准方法对山地SAR影像配准适应性较差、精度较低的缺点,能够有效解决山地SAR影像配准问题.     

高分辨率遥感影像单片定位及正射纠正方法

为了解决高分辨率遥感影像的定位和正射纠正问题,在对包括多项式模型、直接线性变换模型和有理函数模型在内的通用传感器模型进行简单介绍的基础上,对基于通用传感器模型的高分辨率遥感影像的单片定位和正射纠正方法进行了理论和实验研究,并对实验结果进行了比较和分析.实验表明,利用符合影像变形规律的通用传感器模型进行单片定位和正射纠正,可以得到理想的精度.     

SAR影像的RPC模型参数求解算法研究

首次对ERS-SAR卫星影像进行了基于SRTM DEM无需初值的RPC模型参数求解试验,对比了9种形式RPC模型参数的求解精度,并对控制点格网大小及高程分层对参数求解精度的影响作了评价.试验表明SAR卫星遥感影像的成像几何可以用RPC参数进行拟合,可以和光学遥感影像一样进行摄影测量处理,简化SAR影像几何处理的难度;对于ERS-SAR影像,阶数为3并且分母不同的RPC模型可以取代严格成像模型进行摄影测量处理,在利用严格成像模型求解RPC模型参数时候,采用控制点的格网大小为30×30、高程分层为3可以达到精度和效率的平衡.     

快鸟影像广义成像模型适用性分析

基于高分辨率快鸟(QuickBird)卫星立体影像,探讨了各种广义成像模型及改进模型的适用性,并在平行线中心投影模型基础上,提出了参数时间描述的平行线中心投影模型,认为该模型最适合描述快鸟影像的成像几何.同时进一步将其应用于上海地区快鸟立体像对,进行立体定位实验和精度分析.实验结果表明:参数时间描述的平行线中心投影模型的立体定位精度与经过补偿的有理函数模型的立体定位精度相近,平面定位精度可达亚像素级水平.     

云环境中基于金字塔模型的影像数据存储方法

随着卫星遥感获取技术的发展,影像数据量呈几何式增长,传统数据存储技术已经无法适应海量影像数据的处理要求.结合金字塔模型和MapReduce架构提出了一种适用于云计算环境的分布式并行存储方法—BMLStorage(storage based on MapReduce and local file system),该方法基于金字塔模型对影像数据进行分层分块处理,并对所得瓦片重新编码.定义了一种新的存储规则,使得所有瓦片可以按照此规则利用Hadoop中的MapReduce框架实现并行存储.实验表明,该方法与现有方法相比,在海量影像数据存储性能方面有一定的提高.     

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。     

基于线特征的SPOT影像几何纠正方法

探讨了利用线特征实现SPOT影像的精确几何纠正问题.在研究SPOT卫星影像星历参数的应用基础上,提出了利用卫星星历参数确定纠正模型的初始参数,将直线方程作为纠正模型的约束条件,通过迭代计算获取纠正模型的精确参数,实现SPOT卫星影像的精确纠正.结果表明,提出的线特征SPOT影像几何纠正方法,可以满足1∶5万数字正射影像的精度要求.     

一种高分三号SAR影像五参数变换模型几何精校正方法

为了更好且快速的提高单景高分三号影像的地理定位精度。本文提出了有理函数结合五参数变换方法的复合模型实现高分三号（GeoFen-3, GF-3）卫星一级影像产品的几何精纠正,所提五个参数均具有具体的物理意义。通过比较仅用影像附属的有理多项式参数,以及有理函数模型结合仿射变换方法的定位精度,表明在引入高分辨率数字高程模型且使用本文方法时,只用3至4个控制点便可有效提高GF-3号影像的定位精度。相比仿射变换模型,本文的方法具有所需控制点数少且精度高的优点。并利用四景GF-3号SAR影像对所提方法进行了实验验证,在引入高分辨率数字高程模型数据后,本文所提方法可将高分三号超精细条带（ultra fine strip, UFS）模式的影像定位精度纠正到两个像素左右,精度要高于仿射变换的方法。     

考虑高层建筑的高分辨率卫星影像几何定位

研究城市高层建筑环境下高分辨率卫星立体影像的几何校正方法和精度分析.实验结果表明,为了提高基于有理函数模型的定位精度,需要加入部分地面控制点.但是当控制点位于地面时,传统物方几何校正模型可以对平坦地面点进行有效几何校正,而建筑物楼顶点会出现高程外推计算错误.为此,提出一种改进的物方几何校正模型,可以消除建筑物高程差过大造成的几何定位影响.计算结果显示,在上海城市中心区域的实验中可以达到平面方向0.6 m和高程方向0.8 m的定位精度,证明了该改进模型的有效性.     

Geometric calibration of high-resolution remote sensing sensors

This paper introduces the applications of high-resolution remote sensing imagery and the necessity of geometric calibration for remote sensing sensors considering assurance of the geometric accuracy of remote sensing imagery. Then the paper analyzes the general methodology of geometric calibration. Taking the DMC sensor geometric calibration as an example, the paper discusses the whole calibration procedure. Finally, it gave some concluding remarks on geometric calibration of high-resolution remote sensing sensors.     

Geometric calibration of high-resolution remote sensing sensors

This paper introduces the applications of high-resolution remote sensing imagery and the necessity of geometric calibration for remote sensing sensors considering assurance of the geometric accuracy of remote sensing imagery. Then the paper analyzes the general methodology of geometric calibration. Taking the DMC sensor geometric calibration as an example, the paper discusses the whole calibration procedure. Finally, it gave some concluding remarks on geometric calibration of high resolution remote sensing sensors.     

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。     

遥感卫星图像几何校正模型法

本文提出了一种对国土普查卫星图像进行几何校正的模型法方案.文中根据成像几何过程建立了动态摄影模型,对模型参数进行优化.在处理局部卫星图像过程中用拟线性变换进行坐标内插.该模型法几何校正精度高、速度快,所使用的地面控制点少,得到了好的实验结果.     

高分辨率卫星影像物理模型与有理函数模型转换

高分辨率卫星遥感影像的物理模型描述影像与地面之间的严格几何成像关系,其参数具有可理解的物理意义,但其形式复杂且与传感器类型相关,出于技术保密其物理参数通常不被提供。有理函数模型作为通用传感器模型,解决了物理模型的缺陷,但缺点是其参数不具有可理解性。因此,拟以Quickbird立体影像为例,研究物理模型和有理函数模型的转换,以综合利用两者的优点。研究结果表明,从物理模型得到的有理函数模型,具有与物理模型相近的精度,这与已有研究结果一致;从有理函数模型可以在一定假设条件上恢复重建严格物理模型,恢复的严格物理模型的定位精度不受假设条件影响。     

基于几何约束关系的ML模型求解三维坐标定位问题研究

为了提高三维空间位置定位算法的性能和准确性,提出了以3个基站定位原理为基础的基于几何约束关系的ML模型.通过设计基站位置、到达时间(time of arrival,TOA)数值、手持终端位置之间的几何关系,估计得到手持终端的全部可能位置,通过最大似然算法,以最大可能的估计值确定为定位结果.经过仿真计算验证了算法能有效抑制非视距环境(non-line of Sight,NLOS)误差和测量误差,并且能够得到最佳估计值,具有计算量小、精度高等优点.仿真结果表明了该方法的有效性,在各类室内定位系统中具有很强的实用性.