基于高分7号卫星立体像对的DEM提取及其精度评定

测绘卫星立体像对提取DEM效率高、提取速度快,在无控制点的情况下,利用立体像对提取DEM的方法提取DEM成本低、精度高。高分7号(GF-7)卫星是我国首颗民用亚米级高分辨率的立体测绘卫星,实现我国民用1∶10 000比例尺高精度卫星立体测图。主要目的是利用ENVI软件对高分7号卫星立体像提取DEM,并在有无控制点的情况下对提取的DEM进行精度评定。以福建省龙岩市测区为实验区,论述了基于立体像对提取DEM的基本原理,介绍了采用ENVI软件对高分7号立体像对的相对定向、绝对定向、核线影像生成、提取DEM等一般步骤,基于RPC模型即无控制点和1个地面控制点、5个地面控制点生产的DEM。比较在有无控制点及控制点个数不同的情况下提取DEM的效果,并采用检查点法对不同情况下提取的DEM进行高程精度评定。结果显示,无控制点情况下提取的高程精度为14.6 m,增加控制点的个数可以提升DEM的精度。在1个控制点情况下提取的高程精度达到2.4 m。在有控制点的情况下,DEM高程精度可达到山地地区1∶10 000的精度要求。     

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.     

月球卫星三线阵CCD影像模拟

讨论了由月球DEM和正射影像模拟月球卫星三线阵CCD立体影像的原理和方法,其中重点讨论了月球卫星三线阵传感器投影中心外方位元素模拟、模拟影像像元到月球DEM的投影点求解、考虑月球表面BRDF效应的影像灰度纠正三部分.本文在通常的基于共线方程的投影模拟方法的基础上考虑了月球表面的BRDF效应,对模拟影像进行了灰度纠正.模拟影像像元到DEM的投影点求解采用正算迭代方法,投影过程在月固坐标系下进行,进行长航带影像模拟时可减小月球曲率带来的投影误差.     

基于已有DOM/DEM的卫星影像快速处理与应用

该文简述了利用高分辨率卫星影像、基于已有DOM/DEM成果快速制作正射影像图的方法。首先对全色影像进行纠正,用纠正后的全色影像对多光谱卫星影像进行影像配准,得到多光谱正射影像;将纠正后的全色影像与多光谱影像进行融合,形成最终的单景彩色卫星正射影像成果。     

基于高分六号数据的东海县植被覆盖度分析

为了对中国连云港市东海县地区植被进行植被覆盖度的研究及分析,以高分六号(GF-6)卫星数据为原始数据源,在归一化植被指数(normalized vegetation index, NDVI)和像元二分模型分析方法的传统研究基础上,进一步通过不同置信度法来获取像元二分模型数据中所对应的纯土壤像元(S_soil)值和纯植被像元(S_veg)值,从而对植被覆盖度进行遥感估测分析。结果表明：植被覆盖度的估测结果对置信度的取值非常敏感,在选取置信度时,应结合数据源的卫星特征、影像特征、地域特征等合理选择,置信度应控制在2%～10%;高分六号卫星影像能较好的估测出植被覆盖度,东海县植被覆盖等级主要呈西高东低的空间状态,这也为后续高分六号卫星在林业应用方面提供价值参考。     

航空影像快速处理技术探讨

通过数字测绘航空摄影快速获取高分辨率影像,能快速生成DEM、正射影像、三维景观图等测绘产品,能够迅速了解灾情并获取受灾地区详细的地面三维信息,为救援队伍提供精确、可靠的测量数据。通过在受灾区域获取的航空影像,基于PHOTOMOD软件进行数据快速后处理实验。经过效率分析和精度统计,证明其效率和取得的正射影像成果可以达到指导应急救灾的需求。     

基于GF-1卫星遥感影像提取水体的方法比较

选用GF-1卫星遥感影像为主要数据,以南水北调京石段主要水源地之一岗南水库为研究区域,依据GF-1卫星影像各个波段地物的光谱特征信息,采用单波段阈值法、谱间关系法、水体指数法提取水体信息。同时提出一种基于主成分分析的综合方法提取研究区域水体信息。对4种水体提取方法进行比较分析,实验证明主成分分析综合方法可以提取完整准确的水体边界,并且抑制了95%以上的非水体信息,明显改善了水体信息提取精度。     

GF-1 WFV与Landsat-8 OLI和Sentinel-2A MSI遥感图像光谱信息转换研究

地表环境的宏观动态监测研究中,受卫星回归周期及天气的影响,单颗卫星难以获取长期、连续的光学遥感数据,因此,定量分析多平台遥感数据的光谱信息关系是十分必要的.本研究基于两组同日过境的无云卫星影像(GF-1与Landsat-8和Sentinel-2A),结合地面调查数据,进行了不同传感器影像间对应波段的光谱信息对比,并通过统计回归分析获得了两组卫星对应波段(蓝、绿、红和近红外)的反射率转换方程.研究结果显示,GF-1与Landsat-8和GF-1与Sentinel-2A对应波段的反射率都具有很强的相关性,得到的转换方程能够对上述三种卫星数据间对应波段的光谱信息实现高精度的转换.本研究能够实现同日多光谱遥感数据的光谱信息转换及协同应用,并为区域资源环境的长期定量遥感监测提供技术支持.     

DGPS和SPOT-5异轨立体像对在岷江源构造地貌研究中的应用

以川西岷江源一带为研究区,利用DGPS方法获取野外校正点和验证点,应用SPOT-5异轨立体像对数据生成分辨率为2.5 m的DEM数据和相应的正射影像。获取野外测量校正点22个,验证点15个,实测剖面1条。使用检查点法和剖面检查法进行数据质量评价,进一步获取岷江断裂带沿线的岷江河谷横剖面形态及河流阶地等详细的构造地貌信息。研究表明,利用DGPS在获取少量野外校正点的基础上,可生成用于活动构造及构造地貌详细研究的高质量DEM和正射影像。     

基于LiDAR数据的DSM和DEM制作研究

激光扫描雷达(LiDAR)作为一种高效的地形数据获取系统,可快速获取大面积、高精度的三维坐标点云数据。该文设计了利用LiDAR系统快速生成DOM的技术方法,通过对LiDAR获取的激光点云进行滤波和分类处理,并利用其生成的DEM,结合光学影像数据,快速生成数字正射影像产品。试验表明,采用LiDAR数据和数字影像相结合的方式生成正射影像图自动化程度高、生产周期短,能够满足快速正射影像图制作的要求。     

基于多时相高分四号影像的雪盖范围提取

积雪覆盖监测是地球科学研究的基础,对于研究全球气候变化,开展防灾减灾救灾等工作都有重要的意义.高分四号卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项中唯一一颗民用高轨卫星,也是世界上首颗静止轨道高分辨率光学成像卫星,其机动灵活、高频次观测能力在积雪遥感业务化监测中具有广阔的应用前景.该文利用高分四号卫星多谱段、高时效、大幅宽和中分辨率等成像优势,紧密结合积雪和移动云层在多时相图像上的反射特点,提出了基于多时相高分四号卫星数据的积雪覆盖范围提取方法.首先对高分四号卫星全色图像进行二值化分割以消除低反射目标的影响;然后对多时相云雪覆盖区域进行合成来剔除移动云层的干扰;在此基础上,利用云、雪在多时相近红外图像上反射值变化的差异性,通过对多时相高分四号卫星近红外图像的最小值合成和阈值分割精细化地提取积雪覆盖范围,进一步去除变化云层的影响.以新疆中西部为试验区,通过与基于HJ-1B卫星的积雪覆盖结果比较,实验表明：两类数据提取的积雪空间分布具有较好的趋势一致性,高分四号卫星影像监测积雪范围更广,总体精度达92.19%,高于HJ-1B卫星图像的89.84%;但受空间分辨率和“不变云层”的影响,基于高分四号卫星影像的积雪识别精度为85.16%,低于基于HJ-1B卫星图像的识别精度94.53%.     

基于深度学习和多次棋盘分割法的高分辨率影像河流提取

针对目前从遥感影像中提取的河流, 尤其是细小河流容易出现中断的情况, 将深度学习与多次棋盘分割法相结合, 应用于高分辨率遥感影像的河流提取。基于对山区、平原和城市3景高分二号卫星遥感影像的实验表明, 与现有的方法相比, 该方法提取的河流更加连续, 并且能够提取高分二号卫星遥感影像中两个像元的细小河流。     

面向地质应用的高分二号卫星影像融合方法评价

为了探讨不同影像融合方法在地质应用上的适用性,以高分二号(GF-2)影像为数据源,采用彩色标准化变换(Brovey)、超球体色彩空间变换(HCS)、相位恢复(Gram-Schmidt)、最邻近扩散(NNDiffuse)和高通滤波变换(HPF)等5种融合方法对全色和多光谱数据进行融合实验,并对融合结果进行质量评价。首先从定性和定量两方面进行评价,然后对融合影像进行岩性分类。结果表明:HPF和Gram-Schmidt方法无论是在定性、定量还是岩性分类应用上均具有较好的效果,NNDiffuse和HCS方法融合效果适中,Brovey方法色彩失真明显,该结论可为地质部门提高GF-2卫星的适用性以及对国产卫星数据的推广应用提供参考。     

0.2 m分辨率航空数字正射影像制作技术

针对高分辨率数字正射影像制作中的数字高程模型编辑环节自动化程度低、编辑效果差引起的地物变形、移位及匀光匀色环节中影像整体匀色不一致、接边痕迹明显、去雾气效果差的问题,从实际应用角度,分析了高分辨率数字正射影像图制作的关键技术。利用滨州市域9600 km² 0.2 m分辨率DMCIII航空影像数据,基于测区地理地貌特征,探讨了利用Inpho、GEOWAY CIPS、Pixel Factory等集群式影像处理系统制作1:2000数字正射影像图的技术难点及解决方法。对高分辨率航空影像的处理提出建设性意见,有助于提高今后类似项目的质量与效率,为基础测绘助力国家建设奠定基础。     

一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法

针对GF—1多空间分辨率遥感数据空间信息丰富,传统影像分类方法无法满足实际应用需要的问题,提出了一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法——object-RJMC算法,即在影像分割及特征提取的基础上,运用Relief F算法和J-M(Jeffries-Matusita)距离算法去除无关及冗余特征,筛选出适于各类别分类的特征,然后利用CART算法建立分类规则,完成分类过程。以GF-1号2 m、8 m和16 m空间分辨率的三组影像进行算法验证,并与object-CART和pixel-CART影像分类方法进行对比分析。实验结果显示object-RJMC算法的分类精度均高于object-CART和pixel-CART算法的分类精度;且对高空间分辨率的影像分类效果要优于对中低空间分辨率影像的分类效果。该算法减少了特征选择及规则建立的人工干预,克服了以像素为单位的分类算法中由于缺少空间邻域信息而产生孤立、离散、不连通分类结果的问题,可有效地提高GF-1遥感影像分类精度。     

GF-1遥感影像结合等高线消除云层干扰的连续水体重建法

为了解决遥感影像水体提取时易受到云干扰的问题,针对连续水体局部受云层干扰的影像图,采用高精度地形信息与高分一号卫星(GF-1)遥感影像两种数据相结合的方法重建水体。分别对高分一号卫星影像数据和高精度等高线地形数据进行预处理后,对缓冲区多次迭代提取未受云层覆盖的部分水体,通过对两种数据的地理配准、数学统计计算等图像运算确定水体还原水位值,从而还原云层影响下的水面面积。结果表明:该方法可以有效消除云层的影响,7幅受云层干扰影像提取水体还原后的水体面积平均相对误差在5%以内,与参考值相比,水体面积平均差值为0.0809km2。该方法较准确地还原了云层干扰下的水体面积,可广泛应用于受云层干扰影像的水体提取。     

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。     

国产高分遥感数据估算草地NPP

利用国产卫星高分一号卫星数据评估其植被第一生产力(NPP)的潜力,对植被指数取值范围、光能利用率、水分指数等参数进行修订,建立适合高分卫星数据的光能利用率模型,反演小尺度草地生态系统的生产力,利用野外观测数据对反演结果进行验证.模型模拟的数值与实测值的拟合度达到0.94,均方差为20.59 g C/(m2·a),并进一步将该结果与该区域同类型研究进行类比分析.结果表明,该模型对小尺度草地NPP估算可行,减少了工作量,为国产高分数据进行草地NPP、尤其煤矿区草地环境的监测提供了可行的技术方法,从而推动国产卫星在该地区的应用.     

基于地理坐标参数的SAR图像自动概略配准法

提出了一种新的基于地理坐标参数的SAR(Synthetic Aperture Radar)图像自动概略配准方法.该方法利用SAR图像的地理坐标(经纬度)参数,用多项式拟合主辅图像中像元的地理坐标随其图像坐标的变化,首先得到主图像中心像元地理坐标值,然后在辅图像中找到某个像元,其地理坐标等于主图像中心像元的地理坐标,此辅图像中像元的图像坐标与主图像中心像元的图像坐标之差即为概略配准的偏移量.用真实的SAR数据研究证明,本文提出的方法运算速度快,配准精度高.