山区地形星载SAR影像的几何纠正

随着搭载合成孔径雷达的各种卫星不断发射,SAR的研究越来越受到重视。由于SAR数据独特的成像方式,山区地形的星载SAR图像几何形变十分复杂。通常应用控制点,采用多项式拟合的方法已经无法将其改正。依据SAR的几何成像模型,利用有关卫星轨道参数和数字高程模型,进行山区地形SAR影像的几何纠正研究。研究利用少量轨道参数和DEM数据,通过坐标变换和投影成像误差纠正建立正确的坐标位置,并采用邻近元采样法完成几何纠正。以上方法应用于山区ERS-1/SAR影像的处理试验结果表明,该方法能够用于山区复杂地形的几何纠正,其误差小于2个像元。     

星载合成孔径雷达影像正射纠正算法的研究与实现

概述了目前国内外对雷达影像进行正射纠正的算法,分析了星载合成孔径雷达的成像几何原理。阐述了距离-多普勒理论,并将该理论应用到SAR正射纠正,进行了计算机实现,设计了相应的程序模块。用ERS-2产品进行实验的结果表明,这种纠正方法精度比较高,纠正后影像效果好,可以应用到SAR产品的几何处理上。     

分析法和数值解算法相结合的星载SAR直接定位算法

星载合成孔径雷达（SAR）直接定位算法是发展SAR影像椭球表面校正地理编码（GEC）和地形校正地理编码（GTC）算法的基础。发展高精度的直接定位算法对促进SAR影像的应用具有重要意义。本文在距离-多普勒（RD）定位模型定位算法的基础上,发展了一种将纯分析法（AGM）和纯数值计算法相结合的算法（AIRGM）。新的定位算法兼有纯分析法和纯数值计算法的优点。利用一景ERS-2SARSLC数据,采用两种精度评价方法,将所发展的算法与现有的两种算法的定位精度进行了对比。第1种精度评价方法以影像产品中提供的四角点大地坐标为参考,第2种方法以从1：5万地形图上获取的14个控制点为参考。评价结果表明AIRGM算法不仅定位精度较高,而且执行效率比纯粹的数值解算法（ASF）有了很大的提高。     

中巴地球资源卫星CCD 影像几何纠正方法比较

由于缺少轨道星历参数和传感器参数, 无法利用共线方程模型完成中巴地球资源卫星影像的精确纠正, 我们在项目中采用多项式纠正、局部区域纠正模型、有理函数模型等近似纠正模型进行中巴地球资源卫星影像纠正对比实验, 对这3 种纠正方法的原理、算法效率、纠正精度等方面进行对比, 通过实验数据分析获得以下结论: 有理函数模型是唯一支持DEM 数据完成中巴地球资源卫星CCD 影像正射纠正的近似纠正数学模型; 多项式纠正模型效率最高; 局部区域纠正模型可以达到很高的纠正精度但不适用于整景影像的纠正。     

陆地卫星图像的几何精纠正

陆地卫星MSS图像的几何精纠正,在一些数字图像处理系统上(例如I~2S公司的S_101、S_575等系统)是使用地图投影程序来完成的。理论上,这种精纠正可以达到半个像元的精度,但实际上,由于种种原因很难办到。根据经验,使用地图投影程序进行几何精纠正,纠正控制点上的平均拟合误差一般在5个像元左右。究其原因,控制点本身精度不够高就是重要原因之一。但本文探讨的是地图投影程序解算方案上的不合理,造成几何纠正精度不高的问题。     

基于两种计算模型的星载SAR定位对比分析

距离-多普勒(R-D)模型和有理多项式(RPC)模型是星载SAR定位常用的两种计算模型,通过计算机模拟两种模型的实现过程,利用两景高差不同的radarsat-2数据,分别采集高程在45m以内的控制点和高程在128m以内的控制点,对R-D模型和RPC模型定位精度进行对比分析.分析结果表明,随着高程的增加,R-D模型定位精度提高,而RPC模型定位精度下降,因此基于R-D模型的星载SAR定位较适用于高差大的地区.     

一种倾斜影像几何纠正的有效方法

针对航摄时拍摄角度倾斜于地面而产生的倾斜影像的几何畸变问题,提出了一种基于空间变换的倾斜影像纠正方法。首先根据坐标转换数学模型和新影像的采样间隔,确定出新影像的大小和原影像在新影像中的坐标域;然后在新影像中判断并统计出在坐标域内的像素点,构成坐标域点集;最后推导了转换模型的反变换,建立了关于原影像图像坐标的线性方程组并进行了改进整理,求解方程组的解并转换成像素坐标后,利用最近邻插值获取到坐标域各点的灰度值,以实现影像的纠正。通过Matlab进行了实验,对倾斜影像纠正效果良好,较一般算法相比耗时更少,该研究提出的算法可用于倾斜影像的配准、拼接和建模等处理。     

ENVISAT ASAR影像地理定位方法

随着ENVISAT ASAR传感器成功通过调试阶段,国内将有越来越多的用户能够获取到ASAR数据。如何进行ASAR数据的地理定位是实际应用中需要解决的第一个关键问题。基于距离一多普勒(RD)模型发展了对ASAR主要影像产品进行地理定位的方法,重点解决了不同影像产品类型距离向方程的构建方法：对于斜距产品,距离向方程由第一斜距和影像距离向像元大小所确定的直线方程描述;精确地距模式影像元数据中仅提供一套SRGR参数,可直接用于建立距离向方程;而中分辨率地距模式影像在元数据中提供了若干套SRGR参数,需根据方位向成像时间与SRGR参数的方位向更新时间的关系,通过插值方法建立距离向方程。利用该方法对APP_1P、APM_1P、APS_1P、IMP_1P和IMM_1P共5景ASAR数据进行了地理定位试验。SAR处理器在生成ASAR数据产品时,已经对影像4个角点的地理位置进行了定位,并将定位结果记录在ASAR数据的元数据中。本文以这些定位结果为基准对所发展的定位方法的相对精度进行了评价,实验结果表明：对于APP_1P、APS_1P和IMP_1P数据产品,经度和纬度相对误差都小于1m;对于中分辨率APM_1P和IMM_1P数据产品,最大经度误差为59．73m,最大纬度误差为83．38m,分别是影像像元大小的0．8倍和1．1倍;总之,本文定位结果和生产这些产品的SAR处理器的定位结果有很高的符合程度,对进一步发展ASAR数据正射校正算法及其他相关雷达数据处理技术有一定的参考意义。     

机载SAR的定位误差分析与计算

对目标进行定位是合成孔径雷达的一项重要功能。文章主要分析了由惯性导航系统引入的未知误差对机载合成孔径雷达定位精度的影响问题:首先建立SAR目标定位几何模型,然后从成像的角度分析惯导系统引入的误差对定位精度的影响,推导了定位误差的数学表达式,为SAR系统定位精度指标设计提供了理论基础。     

基于模拟成像点的星载SAR图像校正及精度研究

随着星载SAR的发展以及SAR图像应用的深入,对星载SAR图像进行几何校正从而实现精确定位也越来越重要。结合已有的两类校正方法,提出了用GCP点模拟成像点来校正星载SAR图像的算法。重点描述了模拟GCP成像点的原理、映射模型的建立及算法步骤,并与其它两类方法在算法流程上作了分析、比较。最后用实际Radarsat图像作了试验以分析这种方法的精度,并给出结论。     

航片二次几何校正的应用研究

应用ERDAS软件对高分辨率航片进行二次几何校正的研究,从中找出适合各种航片再校正的可行性方法,尤其是对地图采点模式校正方法的科学性、准确性、实用性进行了重点研究,从而获得了一种常规方法无法校正的新校正模式,即综合采点模式。而且,这项技术也完全适用于TM和SPOT等卫星图像的二次几何校正,并且提高了校正精度和速度,是一种比较实用的二次几何校正模型。     

图像几何畸变精校正研究

卫星传感器在成像过程中会受到诸多因素的影响,使得所获取的影像在几何位置上发生畸变,几何校正的目的就是尽可能消除这些畸变的影响。本文主要研究了用于消除图像几何畸变的两个几何校正模型：多项式模型和MQ模型（Multiquadric Fuctions）,对MQ模型中的系数R进行分析实验提出了一种新的R值的确定方法,与原来的R值相比新的R值能够进一步提高模型的精度;将多项式模型和MQ模型结合使用的Göpfert’s算法引入到卫星影像几何精校正中,实验表明,能够取得比较高的校正精度.     

面向西部测图困难地区稀少控制下的TerraSAR-X影像快速正射纠正

针对TerraSAR-X新型雷达卫星影像,基于距离-多普勒(R-D)模型,提出了一种稀少控制下SAR影像正射纠正的方法,并详细阐述了整个处理过程。同时,选用西部横断山脉地区和陕西阎良地区的TerraSAR-X影像作为实验数据,充分利用其高精度的头文件参数信息及5个地面控制点和DEM,分别对其进行正射纠正,阎良地区的纠正精度约为5m,横断山脉地区的纠正精度约为11m,满足了1∶5万的测图精度要求,并对二者的实验结果进行了比较分析。另外,考虑到TerraSAR-X影像数据量大的问题,本文还阐述了运用影像分块处理结合双线性内插原理加快处理大幅SAR影像正射纠正处理的方法,实验表明该方法相对逐像点对SAR影像正射纠正处理,大大提高了处理速度,从而证明了该处理过程的高效性和实用性。     

北京一号小卫星几何纠正方法与试验

针对北京一号卫星传感器成像技术特点,在相应的共线方程成像模型基础上,设计了详细的几何纠正流程.该流程包含外方位元素求解和影像重采样两个步骤.在外方位元素求解方面,提出了一种求解外方位元素初始值的计算方法;在影像重采样方面,本文提出了一种求解影像行的迭代方法.最后用本文提出的几何纠正流程对一幅北京一号小卫星影像进行纠正实验,并与传统的多项式纠正进行了精度比较分析,得出本文方法比多项式纠正精度高而且可以消除由于高程引起的投影差.     

基于3×3块梯度图像划分和人脸几何模型的人脸检测

提出一个人脸检测算法,该算法使用3×3块划分的梯度图像和几何人脸模型来进行人脸检测。3×3块划分用来初步检测特定区域中是否有人脸,接下来利用几何人脸模型把人脸检测出来。实验结果表明所提出的人脸检测算法检测结果比较好,并且对于光照并不敏感。     

基于GAC模型的自适应图像分割算法

针对传统几何活动轮廓(GAC)模型不能实现自适应分割,且容易出现边界泄漏的缺点,提出一个基于GAC模型的自适应图像分割算法.该算法结合了图像梯度信息和演化曲线的位置,用与演化曲线内外的梯度信息有关的演化速度v(D)代替传统GAC模型中的常量速度v.实验结果表明:该算法可以使演化曲线根据其位置自适应地向内或者向外运动,并且在一定程度上也减少了边界泄漏.     

基于最小化畸变重投影的广义平面校正方法

为了方便计算机视觉中的图像配准和拼接等工作,该文提出了一种最小化畸变平面校正方法。通过求射影变换权值变化测度之和的极值及Jacobian行列式度量校正前后的局部区域变化,求得最小化重采样效果的校正变换矩阵。建立广义平面校正坐标系,在虚拟坐标系内考虑最小化畸变和最小化重采样效果,减少了旋转造成的重采样畸变,改善了可视性。     

两种图像校正算法在实际应用中的比较

介绍了图像校正的两种算法：透视变换方法和控制点变换方法（双线性插值方法）,分析了这两种方法的特点和差异。并就这两种方法在二维条码图像校正中的应用进行了讨论,得到的结论是：透视变换方法在实际拍摄的条码图像校正中较控制点变换方法更精确。     

利用图像校正的快速目标识别算法

提出了一种基于图像校正的快速目标识别算法,特别适合于航拍照片中地面上面目标的识别。算法可以使目标模型单一化,在很大程度上克服了目标识别模型复杂、数据运算量大、计算实时性差等缺点,提高了目标识别的实时性和精确性。首先对图像进行感兴趣区域的检测;对检测出的区域进行图像的正视校正;然后对校正后的区域进行特征提取;最后进行目标识别,并输出目标信息,完成识别过程。实验表明,该算法用于大倾角航片目标识别是有发展潜力和前途的。