基于深对流云的夜间微光传感器定标技术

NPP(National Polar-orbiting Parternership)卫星于2011年10月28日发射升空,其上搭载的VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)传感器包含DNB(Day Night Band)波段,该波段采用三增益设置,可在白天、晨昏甚至夜间实现地球观测.其中,在夜间月光条件下,主要采用高增益,定标实现较为困难.以此为目的,首次提出了基于深对流云的夜间微光传感器替代定标方法.将月亮辐射模型引入到SCIATRAN中,实现了全天候的辐射传输计算,并利用该改进的辐射传输模式,通过确定深对流云光学属性、地表特性及大气廓线等的参考值,对接收大气层顶反射辐射进行敏感性试验,分析得到主要影响因子为云光学厚度COT(Cloud Optical Thickness)与有效粒子半径Re(Effective Radius),且利用固定参考值得到最大模拟误差小于5%.为了检验该替代方法的可行性,通过改进的辐射传输模式,对2012年08月~2013年01月共6个月夜间DNB数据所确定的深对流云替代目标像素进行辐射传输模拟,结果表明基于深对流云的替代定标方法效果较好,基于日变化的辐射不确定度在±10%之内,可实现对DNB夜间高增益阶段的直接辐射定标.     

三线阵云立体探测技术

根据三线阵立体测绘原理,给出了探测云顶高的三线阵卫星影像模拟方法.提出了改进的SIFT匹配算法,并利用该算法结合前方交会法,获得云顶高度信息.通过实验验证了三线阵卫星影像模拟的正确性,探索了一种获取夜间低照度条件下云顶高参数的新途径.最后,针对测高误差来源,详细分析了三线阵立体探测云顶高的测高误差,并针对云移动给出了一种误差纠正方法.     

网格应用发展现状与分析

介绍了网格应用的四个主要领域。包括分布式超级计算，信息集成、数据密集型计算和分布式仪器系统,并对这些网格应用的特点进行了分析,对网格应用的发展方向进行了展望。     

嵌入式零树编码在天气雷达回波数据压缩中的应用

本文研究基于小波零树编码的天气雷达立体扫描数据压缩算法。根据雷达回波数据的特点，提出了一种有效的雷达数据预处理方案，然后利用Shapiro的嵌入式小波零树算法对预处理后的图像数据进行压缩实验。实验结果表明，该雷达回波数据压缩算法，在低比特率情况下，仍有很高的PSNR值和满意的主观效果。     

基于微波辐射计的海面溢油监测研究

控制海面溢油对于保护环境和减少经济损失是非常重要的,监测海面溢油是遥感技术的一个重要应用方面。利用美国对地观测系统卫星EOS的AMSR\|E微波辐射计探测资料,结合阈值梯度算法和基于R-L分数阶微分梯度算子边缘提取算法,提出了基于微波辐射计的海面溢油监测算法,并以2010年发生在墨西哥湾的漏油事件为例,进行了溢油范围反演研究,得到了较好的实验验证结果。     

基于微光图像和深度学习的海洋内波检测方法

海洋内波是一类在大陆架、海峡和岛屿附近海域常见的波动,可能对水下舰艇和海上石油平台等造成严重安全威胁。卫星微光图像是近年来用于检测夜间海洋内波的一种重要手段,而目前主要依赖人工判别的方式,利用人工智能技术从微光图像中自动判别海洋内波的研究还较少。针对海洋内波在微光图像中呈现明暗相间条纹这一特征,发展了一种适用于微光图像的海洋内波智能检测算法。利用2018年至2019年期间南海区域的VIIRS微光图像建立训练与验证数据集,并结合迁移学习和数据增强技术训练卷积神经网络Inception Net V3,得到基于深度学习的海洋内波检测模型。利用2020年的VIIRS数据进行检验,结果表明海洋内波检测准确率为81.34%。     

一维综合孔径微波辐射计海温反演精度研究

星载一维综合孔径微波辐射计(1D-ASMR)利用天线阵代替传统辐射计的大天线,具有高空间分辨率 和多入射角观测特点,是未来海温遥感的重要载荷。为评估1D-ASMR 亮温测量误差EMb 对海温反演精度的影响以 及为卫星系统的设计提供依据,文中构建了1D-ASMR 亮温仿真模型,采用多元线性回归算法(Multiple Linear Regression, MLR),定量研究了1D-ASMR 海面温度反演误差随入射角和EMb 的变化规律。其中,该1D-ASMR 工作频点为 6. 9 GHz、10. 65 GHz、18. 7 GHz、23. 8 GHz 和36. 5 GHz,极化方式为水平极化和垂直极化,入射角范围为0°~65°,EMb 范围为0~1 K。结果表明:海面温度反演误差随入射角的变化趋势受EMb 的影响,大入射角对应的反演误差低于小 入射角。采用控制变量法,分别研究不同频点EMb 对海面温度反演的影响,可得:在同一入射角下,反演误差会随着 各个频点EMb 的增大而增大,但当EMb 的大小超过0. 5 K 时,反演误差随着EMb 的增大而增大的趋势会明显减缓 且6. 9 GHz 的EMb 对海温反演误差的影响最大。     

多光谱图像的无损压缩方法

利用多光谱传感器对同一观测对象在多个窄光谱范围上获得的图像,称为多光谱遥感图像。这类具有高空间和谱间分辨率的谱图像数据量大,其存储和传输都比较困难。因此,对海量数据进行有效的数据压缩便成了遥感资料应用中迫切需要解决的问题之一。为了防止有用信息的丢失而影响图像的进一步处理和应用,采用无损数据压缩方法是解决该问题的有效途径之一。本文分析了多光谱图像的空间和谱间相关性等特点,从多光谱图像预处理、预测和变换无损压缩方法等方面介绍了目前主要的多光谱图像无损压缩方法,并对其特点进行了对比分析。     

基于小波包变换与自适应阈值的SAR图像去噪

针对SAR遥感图像在探测、传输过程中受到噪声干扰,不利于对其进行处理的问题,提出一种基于小波包和自适应阈值的SAR图像去噪方法.该方法采用小波包对SAR图像进行分解,与传统的小波分析相比,小波包分析能够提供一种更加精细的分析方法;然后采用自适应阈值的方法去除SAR图像中的噪声.实验结果表明,该算法能有效去除SAR图像中的噪声,在信噪比和主观视觉上都要优于小波去噪的方法.     

天气雷达回波数据的并行自适应编码

研究基于小波的并行自适应天气雷达回波数据有损压缩算法。根据回波数据的特点,提出了回波数据的坐标转换算法、矢量场保持算法及标量场滤波算法等有效的预处理算法;利用并行自适应压缩算法对预处理后的雷达回波数据进行压缩实验。实验结果表明,该算法具有较好的并行性和自适应性,在低比特率情况下,能获得较高的功率信噪比值和满意的主观效果。