多策略ATLAS数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取

为了精化星载SAR影像几何参数并提高立体定位精度,借鉴星载激光测高数据光学遥感影像高程控制点提取思路,设计了一种多策略高级地形激光测高系统(ATLAS)数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取方法。该方法采用非夜间观测光子滤除、高置信度光子选取、SRTM DEM辅助的粗差剔除、大偏心率椭圆滤波核平坦区域光子筛选等多种策略,从ATLAS数据ATL03级产品中提取高质量、平坦区域的激光高程点,再依据SRTM DEM对斜距SAR影像进行地理编码,按激光高程点的平面坐标选取局部谷歌地球影像作为足印影像,采用秩自相似描述子进行足印影像与SAR地理编码影像的匹配,得到与激光高程点对应的SAR影像像点坐标,从而提取SAR高程控制点。采用中国登封市、日本横须贺市两个区域的ATLAS数据进行了高分三号SAR高程控制点提取实验,利用提取的高程控制点进行SAR影像几何参数精化,大幅提升了立体定位精度,验证了该文高程控制点提取方法的可行性和有效性。      

国产立体测图卫星典型冰川区高精度DEM生产及质量对比EI北大核心CSCD

数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是开展青藏高原冰川研究的重要基础数据。随着国产立体测图卫星的快速发展,自主可控地获取青藏高原冰川区高精度DEM成为可能。该研究综合采用资源三号、高分七号卫星的立体影像和激光测高数据,分别生成冰川区域5 m和2 m格网的DEM,并选择岗钦及普若岗日等两处冰川为实验区,将国产卫星DEM与国外的AW3D、SRTM、TanDEM、HMA DEM等多种开源数字高程模型进行对比分析,并采用ICESat-2星载激光测高数据开展DEM绝对高程精度验证。结果表明:与中等空间分辨率的开源DEM相比,基于国产立体测图卫星影像生产的DEM高程精度更优,且格网更精细、更能详细描述冰川末端纹理特征;与高空间分辨率数据集HMA DEM对比高程精度,资源三号DEM略差、高分七号DEM更优,且在覆盖完整性方面国产卫星DEM均优于HMA DEM。综上所述,基于国产立体测图卫星可以实现冰川区高精度DEM的获取,能够为青藏高原冰川研究提供自主可控、精度可靠的地形参考数据。     

CBERS-04星PAN/MUX图像几何定位精度评价

CBERS-04星的成功发射,为国土资源、农业和林业等诸多领域提供服务支持。图像定位精度是衡量遥感影像应用价值的重要指标,从业务应用角度出发,通过对CBERS-04星全色/多光谱载荷获取的图像进行无控制点的RPC处理后,结合野外实测的42个控制点和利用实测控制点生产的Worldview-2正射影像为基础底图,比较控制点坐标值和图像上量算值的偏差,分别评价X和Y方向平均误差,研究不同遥感影像、不同地形地物类别的几何精度。研究发现5 m全色与10 m多光谱影像范围一致,单相机多光谱数据各波段间匹配精度高,5 m全色影像与10 m多光谱影像分别在X方向和Y方向上的误差对点位误差有较大影响。     

倾斜摄影点云融合InSAR数据提高DEM精度的探讨

在进行某沿海城市实景三维数字模型建设的同时,还要考虑应用问题,如海岸带测绘、滩涂测绘、高铁、大型建筑、重要基础设施的形变监测等.应用倾斜摄影测量获取高分辨率影像,形成点云数据构建DEM,尚达不到厘米级以上精度,InSAR与点云融合重构DEM,精度可以提升至毫米级.InSAR+倾斜摄影方法,打破了传统高程测量的认知,应用...     

星载光子点云支持下的卫星影像区域网平差

以ICESat-2为代表的光子计数激光雷达对地观测手段具有地面足印小、采样频率高、波束数量多等特点，获取点云的平面精度和飞行方向数据密集程度得到很大提升，可作为一种新型三维控制条件以提高卫星影像定位精度。为解决光子点云没有同步影像记录平面位置的应用难题，提出一种星载光子计数激光点云支持下的卫星影像定位精度提升方法。首先采用三维地形剖面匹配方法实现对光子点云数据与卫星立体影像自动生成的数字表面模型（DSM）的精确配准；然后依据坡度变化从光子剖面点云中提取地形特征点，联合DSM多种地形特征生成共同地形特征控制点；最后将该地形特征控制点作为平高控制条件引入带附件参数的卫星影像区域网空中三角测量过程，以进一步提升定位精度。利用陕西省两个地区的ZY-3影像和ATLAS ATL03级数据进行实验，结果表明与完全无控定位方法和SRTM数据辅助定位方法相比，所提方法能够显著提高ZY-3影像平面和高程定位精度，提升幅度相对于SRTM数据分别可以达60%和34%左右，验证了所提方法的有效性和可行性。     

倾斜影像辅助的无人机载LiDAR高陡边坡形变监测

针对高海拔峡域地形地貌环境下基于轻小型无人机载LiDAR对高陡边坡激光点云扫描数据缺失导致DEM重建及形变分析精度低的问题,优化设计了一种垂直于山脊线、变高飞行的无人机点云/多视影像数据采集,以及影像密集匹配点云辅助下LiDAR三维激光点云的滑坡群DEM重建方案,实现了复杂地形地貌下LiDAR点云数据安全、高效的采集,改善了高陡边坡DEM重建及形变监测的精度和完整性。该方法基于迭代最邻近点算法,将倾斜影像生成的点云数据与同期获取的LiDAR点云数据配准和融合,实现了LiDAR点云数据缺失补偿,进而构建出完整、高精度的DEM,并与往期倾斜影像生成的DEM进行差分,对三个典型滑坡体进行了高程形变分析。以青海龙羊峡水电站的高陡边坡滑坡群为研究区,利用实测的GNSS地面控制点进行实验验证,得出结论：融合后的LiDAR点云精度为0.063 m,比融合前提高了0.018 m;重建的三个典型滑坡体的DEM高程精度为0.08 m,提升了边坡DEM重建的完整性和精度;对三个典型滑坡体2018、2021年两期高程形变分析,表明：滑坡群中多个边坡发生不同程度的土体滑动,高程方向的形变高达50多米,滑坡群形变...     

F. Leberl模型与干涉测量模型相结合的InSAR影像区域网平差

为解决西部测图中缺少控制点的问题,提出了一种新的干涉合成孔径雷达(InSAR)影像区域网平差方法.该方法将F.Leberl模型与干涉测量模型相结合,并采用交替趋近与LDL’稀疏矩阵分解技术求解大规模法方程.实验结果表明,与传统的基于F.Leberl模型的平差方法相比较,提出的方法精度更高.由于新模型中增加了三个定标参数,因此能够同时实现多航带幅度图像以及数字高程模型(DEM)的联合平差.最后结合实际机载InSAR系统参数对影响平差精度的因素进行了详细的分析.     

基于卫星参数预测的星载SAR图像定位方法研究

该文提出了一种基于卫星参数预测的无(少)地面控制点的星载SAR图像的定位方法。该方法利用待校正影像相邻景的成像参数,同时建立预测模型,内插或外推待校正SAR图像的成像参数,从而通过SAR共线方程模型实现无(少)地面控制点的星载SAR图像的定位。文中利用RADARSAT影像进行实验,取得了6～7个像元校正精度。     

基于FME的无人机遥感影像几何校正

遥感影像几何校正的质量和速度将会直接影响到后续的数据处理和定量提取信息的质量.基于大数据量的3级无人机影像,探讨将其从西安80坐标转换到北京54坐标的快速处理方法.分别采用Erdas二次多项式变换和FME仿射变换进行单幅影像校正,对比发现仿射变换校正后的影像与参考卫星影像地物匹配效果更好,可达到应用的精度.并利用FME批处理功能,大大提高了工作效率.实验表明：当控制点精度满足要求且原始到目标坐标系的转换属于二维线性变换时,FME是快速几何校正的一种有效手段.     

基于StereoSAR辅助的InSAR DEM重建方法研究

StereoSAR与InSAR是两种利用合成孔径雷达图像重建DEM的关键技术。InSAR利用SAR干涉像对的相位信息重建高程,具有DEM重建精度高的特点,但DEM重建精度受环境、时间等失相干因素影响较大;StereoSAR是利用SAR立体像对的幅度信息重建高程,尽管DEM重建理论精度比InSAR差,但受失相干因素影响小,并且可以在缺乏外部辅助高程信息时获取绝对DEM。在传统的InSAR处理中,干涉条纹密集区域相位解缠难度较大,存在相位解缠错误和错误传播现象,且在没有地面控制点或外部DEM的时难以获得绝对DEM。文中提出了一种迭代式的基于StereoSAR辅助的InSAR高精度DEM重建方法,该方法可以在缺乏外部高程信息时获得绝对DEM,降低干涉条纹密集区域相位解缠的难度,提高DEM重建精度。采用文中所提方法、传统InSAR方法及公开DEM辅助InSAR DEM重建方法,分别在地形复杂与平坦区域进行DEM重建,并用ICESat/GLAS及TanDEM-X DEM进行精度评估。DEM重建结果验证了文中所提方法的有效性,所提方法的DEM重建精度优于传统InSAR方法且与公开DEM辅助InSAR DEM重建方法精度相当。     

遮挡检测/立体匹配中的分段动态规划法

 为了显式地在视差图上标记出遮挡区域,本文在计算视差空间的基础上,利用动态规划算法搜索出最佳视差曲线.计算所得的视差曲线上有三种状态标记:匹配状态和二种遮挡状态.为了保证视差曲线通过路径控制点,提出了一种分段式动态规划算法.算法将视差空间影像划分为路径控制区和非路径控制区.在路径控制区强制路径通过路径控制点,在非路径控制区采用动态规划进行路径最佳搜索.为保证路径控制点高度可靠,提出了选择路径控制点的4个准则.实验结果表明,新算法比传统的动态规划算法在遮挡检测和匹配精度上都有一定的提高,算法可靠性强,运算量小.     

基于InSAR的矿区地表DEM构建方法及应用研究

中国是煤炭资源大国,随着地下煤矿资源的开采,矿区地表产生开采沉陷,地表高程也随之发生着变化,给矿区带来了巨大的地质环境灾害影响.InSAR作为一种可以大面积、快速、高精度、全天时、全天候地获取地表DEM的技术,有着极大的应用前景.本文对InSAR技术的核心步骤相位解缠进行研究,并以两幅2017年11月份覆盖朱集东矿区的哨兵1数据进行DEM提取实验,得到该地区的数字高程模型后,将提取的DEM与下载得到的DEM进行比对,误差为0.79m,精度达到一般地形建模应用要求,证明该研究成果对矿区地表DEM数据获取有着重要参考价值.     

用Google Earth提高移动通信网日常优化效率

GE的特点 GE的影像来自卫星与航空摄影数据,可在全球范围内周期性更新.GE上的全球地貌影像的有效分辨率至少为100m,通常为30m,并提供任意地点的海拔数据,可生成三维视图并能任意旋转,视角高度为15km左右.针对大城市、著名风景区会提供分辨率为1m和0.6m左右的高精度影像,视角高度分别约为500m和350m,中国地市级城市和重要县城精度在5m左右.     

高分七号卫星多源遥感数据精度优化与评估

高分七号卫星是国内首个亚米级双线阵立体成像卫星,同时配有两套激光测高仪和激光足印相机,可同期获取多源遥感数据。文中采用高分七号卫星获取的多源遥感数据进行平面和高程精度优化,利用激光测高数据对立体影像密集匹配的DSM进行偏度、中值、线性和二阶多项式模型和高程优化评估,利用足印影像对DOM进行一阶仿射变换方法和平面优化评估,并利用外业控制点对无控平面高程、激光高程优化、足印-激光平面高程优化、外业-激光平面高程优化等不同优化模型的结果进行精度评估。实验结果表明,利用激光测高数据可明显优化DSM高程精度,无控DSM高程误差平均值为?4.268 m,中误差为4.518 m,经过中值模型优化后的DSM高程误差平均值提升为?0.272 m,中误差提升为1.508 m,经过线性模型优化后的DSM高程误差平均值提升为?0.320 m,中误差提升为1.351 m;利用足印影像可改善DOM的平面精度,平面误差平均值从13.606 m提升到5.341 m,中误差从13.626 m提升到5.495 m。     

无控制点条件下的PHI影像几何校正

利用空间位置测量系统对因遥感平台不稳定而引起的影像畸变进行校正是目前航空摄影测量常用的方法.介绍了对推帚成像模式在无地面控制点情况下采集的影像进行几何校正的原理和方法,即利用POS数据解算外方位元素并建立共线方程,从而实现影像的几何校正.用PHI航空遥感影像进行了实验.实验表明,在无地面控制点的情况下,利用POS数据辅...     

卫星激光辅助光学影像立体测绘评估与分析

卫星激光辅助光学影像进行立体测绘是提高无控制测图精度的重要手段。针对美国ICEsat 1和我国高分七号、资源三号03星在轨激光测高载荷,本文从激光辅助光学影像提升高程精度的需求出发,采用激光与立体影像平高分离的区域网平差方法,对比和分析三颗卫星激光用于复合测绘的精度。试验选取天津同一地区的资源三号03星传感器校正立体影像和三颗卫星激光数据,利用15个外业检查点进行精度验证。试验结果显示,利用6～10个ICEsat 1、高分七号、资源三号03星激光点辅助光学立体影像平差后,立体影像定位高程精度分别由原始的464m提升到251m、24m、348m,充分表明,三颗卫星激光数据均可用于进一步提高立体影像高程精度,GF 7卫星激光辅助定位高程精度效果略优于ICEsat 1,ZY3 03星次之。     

一种新的星载SAR图像定位求解方法

目前对于无地面控制点的R-D构像方程的求解方法多为采用繁杂的坐标参数变换后进行解析处理.为使求解方法简化,首先将R-D构像方程中的星地距离矢量作为变元进行泰勒级数展开导出误差方程,然后利用最小二乘平差原理迭代求解目标点的位置信息.利用苏州地区ERS-2 SAR图像产品和该地区1:10万地形图对该方法进行了实验验证,结果表明该方法平面定位精度达到200m量级,可以满足无控制点条件下中分辨率星载SAR图像中目标像元定位的需求.     

TerraSAR-X/TanDEM-X升降轨双基干涉模式获取DEM方法研究

该文基于TerraSAR-X/TanDEM-X (TSX/TDX)双基升降轨数据,首先采用非局部干涉(NonLocal Interferometric SAR, NL-InSAR)相位滤波分别得到单航过升轨和降轨模式下的高分辨率DEM。在此基础上,基于NL-InSAR估计得到的较准确相干系数,提出一种升降轨DEM融合方法,恢复SAR侧视成像造成的几何畸变,提高DEM重建精度。该文采用两幅北京地区的TSX/TDX升降轨干涉对进行融合处理,结果表明,在地形复杂地区的叠掩和阴影等无效区域,融合之后的DEM无效点数明显减少。经统计,融合后无效点数比例由升轨、降轨的4.93%和4.52%降低到1.34%。同时,融合DEM的精度相比于升轨的6.74 m提高了8.7%、相比于降轨的6.67 m提高了9.6%,融合后高程精度达到6.09 m。      

全景畸变正切改正的高光谱影像视场拼接方法

静止轨道全谱段高光谱成像仪需采用通道分离、视场和机械拼接的方式,并通过扫描镜摆扫获得宽视场、高空间分辨率的高光谱影像,若直接拼接,子视场间不一致的几何变形将使地物光谱信息失真。假设子视场间同名像点坐标的差异是由各子视场内部参数变化引起的,提出以全景畸变正切改正公式为数学模型的区域网平差方法,实现像方坐标系内的视场拼接。并在可见光近红外通道4个子视场仿真影像的基础上完成了视场拼接实验,达到了0.72 pixel的拼接精度。与基于共线条件方程区域网平差的视场拼接方法相比,该方法精度与其相当,且算法更简单,不需要控制点和DEM辅助,适用于初级影像生产。     

资源三号03星激光测高数据处理与复合测绘应用

资源三号03星是自然资源部主持建造的用于1∶50 000立体测图的陆地遥感业务卫星,该星装备了业务化的激光测高仪,主要用于获取高精度高程控制点。论文针对资源三号03星激光测高数据,研究了标准化测绘处理流程和高程控制点提取方法,在内蒙古苏尼特右旗和江苏苏州开展了精度验证,并选择黑龙江和河北两个实验区开展了复合测绘应用验证。精度验证结果表明,资源三号03星激光点在内蒙古苏尼特右旗平坦区域高程精度为(0.051±0.232) m,在江苏苏州城市建成区的激光点总体精度为(0.414±6.213) m,经高程控制点提取和质量标记后的激光点高程误差为(?0.526±0.624) m,能满足1∶50 000测图高程控制需求。复合测绘应用表明,利用资源三号03星激光高程控制点,立体影像高程精度在黑龙江平坦地区能从5.27 m提高到2.58 m,河北太行山区能从11.25 m提高到4.45 m;无论是平地还是山区,资源三号03星激光高程控制点均能有效提高立体影像的高程精度并满足1∶50 000测图需求。