全球陆地光学遥感影像获取技术与应用

介绍了2010年开始利用环境减灾A、B星CCD传感器获取全球陆地光学遥感影像的工作,用于研究全球地表覆盖和土地利用情况。环境减灾A、B星是我国第一个以组网方式运行的具有48h重访周期、30m中高分辨率的光学星座。利用卫星获取全球陆地光学遥感影像时不仅综合考虑了地面光照条件、云量、季节、地物特性等因素,同时考虑了卫星观测能力、地面接收能力、全球陆地分布特点、全球云量分布等多种因素。通过一年多的时间,获取了全球陆地面积85%以上的平均云量小于20%的有效光学影像数据,获得的数据是我国首个中高分辨率全球覆盖的遥感光学影像集,已成为我国开展全球环境变化研究最重要的中高分辨率光学影像数据源。文中总结了A、B星全球陆地光学遥感影像获取计划的思路与实际应用效果,可为后续光学星的规划及有效载荷的设计提供有益的参考。     

基于气象预测数据优化卫星成像参数

卫星传感器成像参数包括增益、积分级数、行积分时间等,需要在传感器成像前通过地面站指令上注,合理的成像参数设置是获取高质量遥感影像数据的重要前提。本文提出了一种基于气象预测数据的卫星传感器成像参数优化与计算方法,首先,根据成像链路模型,结合气象预测数据中能够较好反映地表状态变化的地表反照率数据,解算目标地物成像时刻天顶辐亮度;然后,利用传感器绝对辐射定标系数解算不同成像参数下对应的图像灰度;最后,根据图像灰度适宜的策略选取合理的成像参数。通过吉林一号视频04星推扫成像模式验证本文提出的算法对全色和多光谱谱段图像信息熵分别提升4.37%~23.71%,采用本文提出的优化成像参数可以有效改善卫星遥感影像的有效动态范围,满足高质量遥感影像数据获取需求。     

遥感影像在海洋特别保护区地理信息系统研发中的应用

海洋特别保护区具有位置偏僻、信息数据难以获取等特点,由于遥感影像是真实的航空像片和卫星像片,在海洋特别保护区地理信息系统中加入遥感影像数据可以客观地、真实地反映保护区基本状况.结合锦州大笔架山国家级海洋特别保护区地理信息系统,通过精确配准、二次开发等手段对遥感影像数据在系统中的应用以及遥感影像数据与矢量数据的融合方法和管理方法进行了研究.     

无人机在DOM生产中的应用

无人机航空摄影测量是目前一种新型的数据获取方式,相比于传统的测量手段,无人机凭借自身的优势——数据采集快捷,成果精度较高,成为当前测量的重要手段之一,也已经成为普通航空摄影测量及卫星遥感获取信息的重要补充手段。现通过无人机航空摄影测量获取影像数据,对获取的影像数据资料通过计算机软件进行处理,试验结果表明,无人机航摄影像经相应软件处理后得到的数字正射影像图(DOM)可满足当今的社会需求。     

光学遥感卫星信息获取能力指数的评估

提出了一种客观评估遥感卫星获取信息能力的指数模型。分析了影响遥感卫星信息获取能力的主要因素,包括运行轨道、成像分辨率、成像幅面、姿态机动能力等。以目标综合辨识量作为衡量标准,建立了涵盖成像分辨率、目标重访、姿态机动能力等要素的信息获取能力指数评价模型。介绍了模型的实现流程和具体步骤。该模型集成目标获取数量和目标获取精度两个维度信息,可实现遥感卫星信息获取能力的综合评估。以世界观测(Worldview)卫星系列、昴星团(Pleiades)和高景一号(Superview-1)等国内外光学遥感卫星为例进行了验证分析。结果表明,该指数模型能够对性能各异遥感卫星的信息获取能力做出准确评估,如WorldView-3的分辨率不到WorldView-1的分辨率的两倍,但信息获取能力却是其是3倍多;Superview-1分辨率比Pleiades高,但实际信息获取能力还不到后者的一半。得到的结果验证了提出模型的有效性,表明提出的模型可为综合评价光学遥感卫星遥感能力提供量化参考,为光学遥感手段的发展提供评估模型支持。     

高分一号卫星宽视场成像仪的高频次辐射定标

为实现高分一号卫星宽视场成像仪的实时辐射定标,准确获取成像仪在轨暗电流噪声引起的偏移量信息,提出了高频次辐射定标方法,并分析了方法的可靠性和测算精度。介绍了卫星遥感器在轨辐射定标原理。以敦煌辐射校正场为实验区,利用该场地历史光谱数据和实时气象观测数据确定了高频次定标的数据基准。基于成像仪夜间大面积海洋场景数据测算了偏移量信息,即在无辐射能量输入的条件下,测算成像仪自身暗电流噪声引起的输出数值。然后,利用地面参考基准数据和偏移量信息,实现了高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标。最后,分析和检验了高频次定标方法的不确定性和定标结果的可靠性。结果表明:高分一号卫星宽视场成像仪高频次定标的不确定度小于5.3%;基于该定标结果获取的辐亮度产品与基于官方定标结果获取的辐亮度总体相对偏差小于5.6%;基于夜间海洋场景计算的定标截距(即偏移量)更接近于理论设计值。该方法可用于高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标和暗电流噪声定期检测。     

基于高频修正姿态的高分辨率光学卫星全色与多光谱影像几何定位一致性修正

针对具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的光学卫星受到微量高频姿态误差影响时，所产生的全色数据与多光谱数据间微小几何定位误差问题，提出了基于高频修正姿态的高分辨率光学卫星全色与多光谱影像几何定位一致性修正方法。在推扫式光学遥感卫星成像原理的基础上建立严密成像几何模型，利用机械式交错拼接成像探测器的分时成像特性，结合几何定位约束及金字塔影像搜索策略的同名点匹配方法获取同名点数据，再利用同名点数据解算卫星成像过程中的高频姿态数据。最后，将解算得到的高频姿态用于对应多光谱影像的传感器几何校正处理中，得到基于高频修正姿态的多光谱影像数据。实验结果表明：该方法有效消除了由微量高频姿态误差引起的全色数据与多光谱数据间微小的几何定位偏差，使传感器几何校正后的多光谱数据与全色数据具有高精度几何定位一致性，将具有高姿态测量精度、高姿态稳定度且探测器采用机械式交错拼接的高分辨率推扫模式成像光学卫星的全色数据与多光谱数据间行方向的相对几何定位误差提升至0.15个多光谱像元，以为后续高精度影像融合产品的生产奠定基础。     

高分辨率卫星遥感影像监测林地动态变化的研究

高分辨率卫星遥感影像技术具有速度快、周期短、精度高等多种优势,在各个领域受到了广泛应用。将高分辨率卫星遥感影像技术应用于林地动态变化监测,可有效弥补传统林地动态监测方法的不足,对于森林灾害、占地、毁林开垦、林木采伐等问题监测效果明显。     

一、空间光学及其应用

(1)安装在卫星上的小型多波段相机卫星搭载用小形日本第二届遥感讨论会资料(第二资料)1976 p 3—6,科学院图书馆索取号84083/J367:2 (2)遥感用总的数据收集系统     

吉林一号轻型高分辨率遥感卫星光学成像技术

为了实现吉林一号光学遥感卫星轻量化设计与高分辨率多光谱多模式成像,采用星载一体化设计理念及敏捷多模式成像策略,完成了吉林一号卫星的指标、方案及关键技术的设计与在轨多模式光学成像。吉林一号整星的质量为450kg,有效载荷比高达40%,机动能力达2.1(°)/s,可实现大侧摆、同轨立体与条带拼接等多模式成像,结合星上800GB的FLASH存储能力和X波段双通道600 Mbps的数据传输能力,卫星每天可获取近150 000km~2的图像数据。吉林一号轻型高分辨率光学卫星于2015年发射入轨,运行在656km太阳同步轨道,地面全色和多光谱分辨率分别优于0.72m和2.88m,满足多行业应用及商业化运营的需求。     

基于谱聚类的高分辨率全色遥感影像分割

为了协调高分辨率全色遥感影像区域和边界的最优分割,提出了一种基于像素邻域和光谱特征的谱聚类高分辨率全色遥感影像分割方法。该算法重点着手于构建影像图模型,在其中引入像素邻域作用并充分顾及像素光谱测度差异。假定邻域像素具有连接关系,并在此基础上构建影像连接矩阵,再考虑像素光谱测度差异的影响建模像素间相似性,最终结合像素连接性和相似度构建影像权值矩阵完成图模型建立;而后在图模型的基础上,采用对权值矩阵特征分解并就分解结果进行选择的方式将影像数据变至低维特征空间,进而对获取的新数据执行FCM聚类算法达到影像分割目的。为了验证提出算法的有效性,分别对模拟影像和高分辨率全色遥感影像进行分割实验,定性、定量的评价结果表明了该算法的可行性与优越性。     

对遥感卫星数据传输技术发展的探讨

随着我国高分辨率遥感卫星技术的发展,其对数据传输速率和质量提出了更高的要求,本文首先对遥感卫星数据传输系统的组成进行阐述,随后对数据传输技术、数据压缩技术、存储技术和加解密技术进行分析.遥感卫星数据传输所需的工作量不断增加,希望能够为助力技术手段的突破提供参考,促进我国数据传输的质量和效率的提升.     

基于球面离散格网的遥感影像数据存储策略

球面离散格网模型是一种能够表达真实地理球面世界的数据模型,由于其格网划分的层次性,底层的遥感影像数据是以海量的小块数据块形式存在。本文根据球面离散格网遥感影像数据这种海量小数据块的特点,提出了一种局部分布式的虚拟存储方法,在维护影像存储区域相关性和剖分层次的同时,对遥感影像进行并行存取操作。     

线阵垂轨环扫式光学遥感卫星影像几何纠正

新型线阵环扫式光学遥感卫星通过垂轨环扫、沿轨拼接的成像方式实现了超大幅宽与高分辨率的兼顾,但其特殊的成像方式也导致影像的几何畸变十分严重,必须对其进行几何纠正.本文提出了一种适用于线阵环扫式光学遥感卫星的影像几何纠正方法,该方法首先在科学分析卫星成像特点的基础上构建线阵环扫影像的严格成像模型,然后利用影像轨道、姿态参数和开源DEM对影像进行粗纠正,最后利用参考正射影像匹配得到大量同名点作为控制点,通过样条函数拟合进行影像精纠正.为验证提出方法的有效性,利用模拟影像开展了试验,结果表明该方法几何精纠正的精度可以达到1像元.该方法能够有效解决线阵环扫式卫星影像几何畸变大的问题,提供高精度影像产品,具有重要的应用价值.     

青藏高原卫星紫外后向散射辐射的正演仿真

为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响,设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算.首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据,结合提取的臭氧垂直廓线数据,设计青藏高原正演仿真计算的输入参数,最后输入风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪正演仿真计算系统开展正演仿真计...     

CBERS卫星遥感数据记录和监测系统中的磁带记录仪

本文介绍了中科院遥感卫星地面站卫星遥感数据记录设备的历史和现状,介绍了ＳＯＮＹ ＤＩＲ－１０００系列数字磁带机及其接口控制器的特点,简单介绍了ＡＮＳＩ ＩＤ－１格式,最后介绍了ＤＩＲ－１０００Ｍ与ＤＦＣ－１８００Ｎ在ＣＢＥＲＳ卫星遥感数据记录和监测系统中的应用。     

天问一号高分相机火表复杂照度下自动调光成像电路设计

航天相机的成像质量是获取遥感数据的关键,航天相机设计中调光是影响相机的成像质量的重要参数,自动调光是预先获取目标场景的信息,根据信息确定调光参数,避免过度曝光或曝光不足带来的图像信息损失.我国首次火星探测任务天问一号高分相机,针对火表复杂照度,为获取高质量图像数据,提出了基于TDI CCD推扫成像与CMOS凝视成像自动...     

快速设计 加速创新

北京卫星制造厂隶属于中国空间技术研究院,创建于1958年．是我国卫星、飞船研制和生产的重要基地。我国自行研制、生产和成功发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”、第一颗返回式遥感卫星、第一颗试验通信卫星和第一艘载人试验飞船“神舟一号”都诞生在这里。     

高分七号卫星立体影像精细三维重建

为了实现高分七号卫星亚米级影像的高精度精细三维重建，针对高分七号卫星前后视线阵相机的成像特点，围绕影像的定向、影像畸变消除、密集匹配方法优化等方面，提出一套完整的精细三维重建方法和流程。利用影像间连接点几何约束关系对有理函数模型进行了二次定向消除系统误差；其次采用一种基于物方投影面的水平纠正方法对原始影像进行纠正，消除了立体像对之间大的倾斜误差；在密集匹配阶段，将全球公开数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）数据作为视差约束，同时引入顾及影像灰度和特征信息的AD-Census作为匹配测度，有效削弱重复纹理引起的匹配错误问题，提升了数字表面模型（Digital Surface Model,DSM）的质量。利用覆盖我国宁夏和新疆某地的两组高分七号的立体影像进行了试验，结果表明本文所提出方法可将相对误差精度由平差前的0.847 pixel和0.725 pixel分别提升到平差后的0.652 pixel和0.593 pixel，相对误差精度最大可提高23.02%，基于物方投影面的水平纠正方法能够显著消除大倾角差异带来的几何畸变，对高分七号卫星影像取得了较好质量的...     

面向高光谱影像场景分类的轻量化深度全局-局部知识蒸馏网络

针对目标场景复杂的空间布局和高光谱影像固有的空-谱信息冗余等挑战，提出了端到端的轻量化深度全局-局部知识蒸馏（Lightweight Deep Global-Local Knowledge Distillation,LDGLKD）网络。为探索空-谱特征的全局序列属性，教师模型视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)被用来指导轻量化学生模型进行高光谱影像场景分类。LDGLKD选择预训练的VGG16作为学生模型来提取局部细节信息，将ViT和VGG16通过知识蒸馏协同训练后，教师模型将所学习到的远程上下文关系向小规模学生模型进行传递。LDGLKD可通过知识蒸馏结合上述两种模型的优点，在欧比特高光谱影像场景分类数据集OHID-SC及公开的高光谱遥感图像数据集HSRS-SC上的最佳分类精度分别达到91.62%和97.96%。实验结果表明：LDGLKD网络具有良好的分类性能。根据欧比特珠海一号卫星提供的遥感数据构建的OHID-SC可以反映详细的地表覆盖情况，并为高光谱场景分类任务提供数据支撑。