机载光学图像至卫星光学图像转换方法研究

利用机载遥感数据,模拟了可见光/近红外卫星成像,旨在探讨遥感数据模拟的原理和方法.在模拟过程中,从遥感信号的辐射传输机理出发,综合考虑各种影响因素,对机载图像模拟星载图像的技术流程进行了一体化设计,将大气影响和空间分辨率转换进行了有机结合.对MODTRAN 4.0大气辐射传输程序的改造,使其输出符合模拟需求的6个辐射亮度值,并在此基础上建立了具有广泛适应性的大气辐射计算的查找表.对大气点扩散函数的解析近似进行了改进并软件实现,将其与改造后的MODTRAN程序结合,模拟临近像元效应.采用定量化的指标,通过比较模拟图像和实际遥感图像,对成像模拟精度进行了评价.     

基于SCIATRAN模型的Limb大气辐射传输模拟

大气辐射传输模型SCIATRAN是一种较新的高光谱分辨率大气辐射传输模型。结合欧洲空间局环境卫星(ENVISAT-1)搭载的SCIAMACHY传感器在Limb观测模式下的相关参数,利用SCIATRAN模型模拟传感器辐射亮度值,将模拟得到的辐射亮度值与SCIAMACHY传感器实测数据的辐射亮度值进行对比,通过对比发现模拟值辐射亮度曲线总体走向、趋势和分布上与实测值符合较好,但存在差别。通过对臭氧廓线数据、气溶胶以及地表反照率数值进行调整分别模拟,经分析得出SCIATRAN模型中自带臭氧廓线数据和真实的臭氧廓线数据存在差异是模拟和实测辐射亮度值存在差别的主要原因。     

基于浓密植被法的HJ-1B星CCD影像大气校正

利用红波段(0.66μm)与中红外波段(1.66μm)表观反射率之间的线性关系估计出红波段的反射率,然后利用红波段估计的反射率与其表观反射率,结合6S辐射传输模型构建查找表,查表得0.55μm处的气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)值,从而实现各个波段大气校正.通过林地校正前的表观反射率、大气校正后反射率和MODIS地表反射率的对比以及裸土校正前的表观反射率、大气校正后反射率和光谱库中反射率的对比,结果表明该方法对HJ-1B星CCD数据进行大气校正可取得较好的效果.     

基于查找表的单基FFT原址倒序算法

单基快速Fourier变换(FFT)进行原址运算前需要对输入数据进行倒序,为了提高传统倒序算法的速度,在4个有关单基倒序定理的基础上,提出了基于查找表的单基快速Fourier变换原址倒序算法.该算法通过访问查找表,减少循环次数,简化倒序值的计算过程,从而提高速度.该算法所需查找表的规模不随点数增加而变大.仿真结果表明: 该算法在计算基2倒序时,性能超过了现有算法,在计算非基2倒序时,比传统算法至少快80%, 比现有的查找表算法最多慢15%.     

对地观测图像BRDF校准模型的建立与应用

为提高对地观测图像质量的数据校准方法,建立区别于传统模型的对地观测目标复合双向反射分布函数（BRDF） 模型. 通过BRDF量值实现计量标准对该模型进行绝对量值标定,使得对地观测影像更真实反映观察对象. 该模型综合考虑对地观测目标的BRDF分布、太阳辐射、大气分布状况等,加入BRDF国家计量标准的修正参量,结合遥感相机参数,得到计量校准后的遥感相机入瞳辐亮度数据. 以一种典型建筑材料毛玻璃的BRDF测量及其对地观测图像的校准为例,通过这一复合模型的校准,其图像的色差提高约3,亮度对比提高约3.      

一种网络冗余流量消除算法

针对大量数据片段冗余传输造成网络带宽浪费严重的问题,提出了一种基于动态查找表的冗余流量消除(DYNATABLE)算法。该算法动态统计流量中以不同字节值开头的数据块的冗余率,在保证目标块抽样率的情况下,选取冗余率高的数据块的首字节值为标识,实时更新查找表,根据查找表中的标识从数据包中选出数据块,对已经传输过的冗余数据块进行简单编码,用编码数据替换原冗余数据片段,再对消除冗余流量的数据包进行传输。对比基于最大值选择和基于静态查找表选择等冗余流量消除算法,DYNATABLE算法能跟踪网络数据的动态变化,带来更高的字节节省,平均字节节省率提高到21.8%。     

多通道数据采集中的一种主存数据组织方法

多通道数据采集系统中获得的数据在时间属性上具有明显的有序性,充分利用这种有序性可以大大提高查找算法的效率.设计和实现了一种循环队列与单链表相结合的主存数据存储方法,在数据的时间属性上表现为顺序和有序存储,采用二分查找算法实现查找,大大提高了数据查找的效率,实践应用中得到较好的效果.     

集群环境下遥感反演查找表快速构建与检索

针对遥感反演查找表构造时间过长的特点,基于MPI技术,构造"主从式"通讯程序对查找表构造进行并行化处理.利用SQL Server数据库对海量的查找表数据进行存储,并实现总体框架和多节点的快速检索算法.最后的性能分析表明:在集群环境下,新提出的查找表构造和检索算法能较大地提高大气反演算法的加速比.     

三维图像重构的点云精简算法

为解决光学三维测量系统测量数据的精简问题,提出一种基于图像重构三维的点云精简算法.利用数字图像处理技术,建立数字图像像素点与三维数据点的对应关系表,采用分级方式建立查找表,根据建立的查找表对三维数据进行精简.实验结果表明：精简算法将数据从712 068个点有效地精简至132 064个点,文件大小也从21.6 M减小到4M.该方法能有效对数据进行精简,兼具基于距离和曲率精简的优点.     

月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演

为模拟月球表面辐射亮度温度，由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系，构造了全月球表面月壤厚度的分布. 根据月球表面现有的观测数据，给出月球表面温度随纬度的变化. 这样，由起伏逸散定理，模拟计算了一平行分层月壤多通道微波辐射亮度温度的月球表面分布，为现有的多通道微波辐射技术探月提供一个范例. 以此辐射亮度温度模拟分布为理论观测值，推导了用三个通道辐射亮度温度反演月壤厚度，并分析了反演误差随月壤介电特性、TiO₂+FeO含量等参数可能的变化.