基于POS的机载推扫式高光谱影像几何校正

为了分析航空遥感推扫式相机在不同的荷载平台(有人机和无人机)地物识别上的区别,文中运用基于POS数据的机载推扫式高光谱影像几何校正原理和关键技术的方法,对有人机和无人机的影像进行几何校正。结果表明:有人机的影像校正效果好,弯曲变形的道路基本上校正到理想的形状;无人机的影像校正效果不是很理想,道路仍有部分崎岖变形,影像下边缘甚至出现严重的扭曲。由此得出,有人机姿态比较稳定,校正效果显著;无人机飞行不稳定,仍然存在一定的问题,需要进一步研究。     

基于ENVI二次开发的高光谱推扫图像拼接技术

针对推扫式成像光谱仪获取的狭带影像需要经过几何校正才能拼接形成空间二维影像的问题,提出了基于ENVI二次开发的高光谱推扫图像拼接技术。基于单应映射建立光谱仪倾斜状态下与正射状态下图像上的二维点之间的关系,校正由姿态变化引起的图像畸变;结合GPS数据修正因飞行速度变化引起的狭带重叠,将校正后的狭带影像拼接起来;在ENVI二次开发平台上进行技术集成,实现了推扫高光谱狭带影像的自动校正拼接。对河北保定郊区高光谱影像的校正拼接实验证明,该方法与光谱仪自带拼接软件校正结果接近,经纬度坐标差均在1 m以内,均方根误差约为0.738 9,能够满足一般高光谱遥感应用中的地理精度要求。     

顾及时间因子的航空高光谱影像辐射归一化校正

航空高光谱影像的采集需要一个时间过程,其间成像条件(太阳辐射、大气等)处于持续变化之中,不可避免地会对大气辐射校正带来一定影响.主要针对上述影响,对邻近航带的明暗地物、大气辐射传输分量、同名地物反射率进行对比,分析了时间因子对经验线性法、大气辐射传输法反演结果的影响.结果 表明:随着时间变化,不同时刻对应的大气辐射传输参量存在一定差异,不同时刻的明暗参考地物所计算的校正系数也不同,这些差异都会对反射率校正结果产生一定的影响;通过对不同时刻的同名地物反射率反演结果对比,同名地物采集的时间间隔越长,校正结果的数值偏差越大.随后,提出了顾及时间因子的航空高光谱影像相对辐射归一化校正方法.实验证明,与常用的伪不变特征点方法相比,本文方法能够有效地消除时间因子变化对反射率反演带来的影响,提高同名地物的光谱一致性.     

高稳定性、高精度积分球辐射定标系统的研究

本文试制了一种积分球辐射定标系统,采用单片机进行电源恒定功率控制和光电检测,使积分球输出的辐亮度稳定性、面均匀性得到了较大的提高,从而获得了一种高稳定性、高精度的积分球工程应用定标系统。     

高光谱影像预处理技术

 以核工业北京地质研究院遥感重点实验室获取的高光谱数据CASI/SASI的处理为例,总结了高光谱数据处理技术的流程、具体技术细节和技术点,并根据数据处理中存在的问题,例如高光谱数据量大、处理时间长、影像的拼接困难等,阐述了对高光谱影像预处理中所存在问题的相关对策,为高空间分辨率的高光谱数据预处理提供了较好的应用范例和技术支撑.     

基于PHI高光谱影像的植被光谱特征应用研究

探讨了植被冠层的光谱反射特征和诊断性光谱吸收特征。从连续统去除的光谱吸收特征中获得了波段深度、连续统去除后微分反射比、波段深度比和归一化波段深度指数等光谱特征变量。应用染有病害的多时相小麦PHI（Pushbroom hyperspectral imager）航空高光谱影像数据，分析了小麦病害对小麦光谱的影响及其光谱特征；运用微分光谱特征分析了监测小麦病害的可能性。     

高光谱海岸带影像水陆区域分割方法研究

高光谱海岸带区域影像的多纹理、多边缘信息特性给区域分割带来困难.在C-V模型基础上针对海岸带区域影像的特性提出一种区域分割的活动轮廓模型,引入一边缘引导函数并对其通过梯度模值来增强捕捉细节信息的能力;此外在模型中还设置了一个约束函数,该函数利用演化曲线内部和外部区域灰度差来调控演化速度.实验结果验证了模型的有效性.     

高光谱影像化学气体检测算法研究

在研究高光谱影像目标检测常用算法的基础上,将约束能量最小化方法(CEM)、正交子空间投影(OSP)、广义似然比检验(GLRT)及自适应一致估计器(ACE)等算法应用到高光谱影像化学气体检测中。实验采用两组合成的高光谱影像数据,实验结果显示算法可行,且ACE算法取得最好的检测效果。     

推扫式TD I-CCD相机成像补偿分析

在介绍TDI-CCD工作原理的基础上,分析了TDI-CCD相机在推扫成像过程中速度同步精度对相机成像质量的影响,给出了速度同步控制的方法;提出利用稳定平台减少载机姿态变化对成像质量的影响。     

无人机多光谱影像的几何与辐射校正

为了使无人机多光谱影像能够真实地反映地面目标的光谱特征和实际地理位置,需要对无人机多光谱影像进行几何与辐射校正.结合摄影测量方法和经验线性定标法对多光谱影像进行几何与辐射校正,并基于地面实测数据对几何与辐射校正精度进行评价.结果表明:基于上述方法处理后的无人机多光谱遥感影像与地面实测数据一致性良好.基于摄影测量方法处理...     

视场合成技术在推扫式成像光谱仪中的应用研究

推扫式遥感仪器可以采用多个镜头进行视场合成以提高仪器的总视场.视场合成技术涉及光学、机械、电子学系统技术.从光机设计、装调工艺、电子学设计等方面阐述了视场合成技术中需要考虑的因素和主要的措施.采用视场合成技术设计了五个子模块视场合成的成像光谱仪.最后,采用两个成像子模块构建试验成像装置,得到效果良好的视场拼接图像.     

基于高光谱影像的SG滤波算法的研究

高光谱遥感是当前遥感技术发展前沿,已经被成功应用于农业、水利、交通等许多领域.高光谱遥感影像中不仅存在空间域噪声而且存在光谱域噪声,传统的图像滤波只能对图像空间域噪声进行处理,而不能去除光谱域噪声.为了改变这种状况,本文提出了一种Savitzky-Golay(SG)滤波改进算法,诊断光谱域噪声.本文主要以航空高光谱遥感数据为研究对象,基于最小二乘的SG滤波求取反射率光谱的二阶导数,然后对影像进行噪声去除,该方法在保证有效去除光谱域噪声的同时,保留高光谱图像的大部分的细微特征.与其他不同的光谱域噪声滤波方法进行对比,实验证明本文的滤波方法是一种较为有效的手段.     

基于广义判别分析的高光谱影像特征提取

为提高高光谱影像地物识别的精度与速度,采用基于核方法的广义判别分析进行高光谱影像的非线性特征提取.研究了广义判别分析的数学模型、模型求解方法及特征提取过程,并进行了高光谱影像特征提取与分类实验.结果表明:样本点在特征空间中,同类目标大体聚集成团,异类彼此分离,具有良好的紧致性,特征提取结果优于线性判别分析结果.     

高光谱影像感兴趣区域提取的活动轮廓模型研究

提出一种基于活动轮廓模型的高光谱影像感兴趣区域(ROI)提取方法,首先根据地物像元的标准反射率建立标准光谱反射率向量;然后,通过计算其与待处理像元的光谱向量的相关系数,得到像元相关系数偏差矩阵;最后,构造一种基于该偏差矩阵的C-V活动轮廓模型,并利用有限差分法对该模型求解,来提取感兴趣区域的像元.该方法可实现对高光谱区域宏观大类的快速提取,为高光谱影像压缩等进一步的信息处理奠定了基础.仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

基于Hyperion高光谱遥感影像的植被覆盖度提取研究

基于Hyperion高光谱影像,对提取植被覆盖度的传统像元二分法进行了改进,提出通过地物分类来提高植被覆盖度提取精度的算法.该算法先对研究区进行分类,在较高分类精度的基础上,结合不同地物的NDVI频率累积图和实际情况得到各类地物的植被覆盖度,最后得到研究区域的整体植被覆盖度.结果表明,经支持向量机分类的总体精度为83.2%,Kappa系数为0.710;相同NDVI值,林地的植被覆盖度农田的植被覆盖度草地的植被覆盖度,实验结果与实际基本相符;改进的像元二分算法改善了传统像元二分法中存在的水体、裸地非植被覆盖区得到非0的植被覆盖度和高植被覆盖地区检测灵敏度下降等问题,丰富了传统像元二分法的细节信息,得到更符合实际的植被覆盖度.     

长波红外探测器的辐射定标

辐射定标是实现红外测温技术的基础。针对复杂环境下,大范围高温区域的测量任务,建立辐射定标数学模型。首先,采用长波红外热像仪和高温黑体炉进行定标实验,分析探测器响应灰度值与黑体辐射的关系。然后,考虑到探测器在测温过程中有可能进入饱和状态,进一步分析探测器响应灰度值与积分时间的关系。提出综合考虑黑体辐射和积分时间的定标计算方法;并给出了热像仪的理论测温范围的推导过程。最后,通过辐射定标数据的温度反演验证该方法的准确性,获取可参考的理论测温范围。实验结果证明该方法满足应用需求,不仅能够快速、有效地得到定标数据,而且对实际的应用具有一定的指导作用。     

基于深度极限学习机的高光谱遥感影像分类研究

高光谱遥感数据越来越普及并为人们广泛使用,基于高光谱遥感数据的地面物体精确分类是高光谱遥感技术的核心应用之一.针对高光谱遥感影像的分类问题,提出一种基于深度极限学习机(D-ELM)的分类方法.该方法利用一种新的深度学习模型——深度极限学习机对高光谱遥感影像进行分类,并与基于极限学习机(ELM)、支持向量机(SVM)、核极限学习机(ELMK)分类方法进行了比较分析.研究结果表明:相对于ELM、SVM、ELMK分类方法,D-ELM分类方法能够更加准确地挖掘高光谱遥感影像的空间分布规律,提高分类的准确度.     

遗传关联向量机高光谱影像分类

基于高光谱影像临近波段相关性高, 直接在高维空间分类并非最优,并且使用交叉验证进行分类器参数寻优过程繁琐,提出了遗传关联向量机（GA RVM）高光谱影像分类算法,使用遗传算法搜索面向关联向量机（RVM）的最优参数和特征子空间, 消除冗余信息, 简化参数优化过程.实验环节验证了GA RVM算法的有效性,剔除约50%冗余波段后,总体分类精度提高3%, 对难分地物改进尤为明显, 其中混分最严重的2种大豆精度提高了8%.     

溢油荧光光谱探测系统不同增益下的光谱定标

提出了一种采用氘灯、卤钨灯双标准光源对溢油荧光光谱探测系统进行光谱辐照度定标的方法,并使用光纤耦合余弦校准器对光谱仪的定标数据做了余弦校正。用于紫外-可见光波段溢油紫外光诱导荧光光谱的探测,解决了卤钨灯在(250—400)nm波段辐射强度弱和大多数光谱仪器在紫外波段响应较差而导致的定标困难问题。对增强型CCD不同的增益情况下分别进行了光谱仪辐射定标,分析了光谱探测信噪比对定标系数与增益之间的线性关系的影响。为荧光光谱探测的自动增益控制系统提供了有效的参考数据。使用定标后的光谱仪获取了柴油和润滑油经宽谱段紫外灯激发的诱导荧光光谱,其紫外光诱导荧光在360 nm处附近存在响应峰值,可以用于水面溢油监测。