激光点云实现探地雷达图像地形校正的研究

探地雷达在地形起伏条件下采集数据时,必须考虑因地形变化产生的图像畸变和精确定位问题。本文采用车载激光扫描系统可快速获取研究区高精度的地形数据,通过探地雷达测量线上均匀分布的离散点,实现测量区地形数据与探地雷达图像之间的同步。根据时间移位原理和线性差值方法,选择某一标准的水平基准面作为参考平面,将探地雷达各道数据的双程传播时间进行校正,从而实现探地雷达图像的地形校正。校正后图像跟校正前相比,不仅显示出复杂地形下介质真实分布形态,而且有助于探地图像的解译和地下目标物及介质层的精确定位。     

基于DEM的山脉线提取方法研究

体现山脉宏观走势和保持山脉线连续性是山脉线提取的难点。文中认为山脉线是由主山脊线片段、山顶点及鞍部点按照一定规则连接而成。先利用栅格DEM低通滤波后提取矢量等高线,再结合DEM提取出山脊线,通过筛选山脊线得到主山脊线来保持山脉宏观走势;再通过主山脊线的二次连接以及将鞍部点、山顶点连接到主山脊线形成连续的山脉线。实验结果表明:这种利用不同类型的数据,地形特征点、线相结合提取山脉线的方法获取的山脉线走势合理、连续性较好,符合人们地貌认知。     

图像平滑在地面激光点云与影像融合中的应用

针对地面激光点云与影像数据的融合,提出一种利用激光点云反射强度值将点云三维数据化为二维图像信息,根据图像的情况从多种图像平滑的方法中利用图像客观质量评价选择出一种最优的图像平滑的方法将激光反射强度图像进行去噪,最后利用激光反射强度图像与影像的匹配得到同名点,从而实现激光点云数据与影像数据的配准达到数据的融合。     

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。     

基于激光扫描点云的3D地形模拟实验设计

当前3D地形模拟方法未考虑点云数据去噪问题,导致模拟时间较长,准确性较低.为此提出一种基于激光扫描点云的3D地形模拟方法.将噪声点进行分类,去除离群点,通过最小二乘拟合出K邻域内点的最佳逼近平面,判定邻域各点到平面的距离以及设定阈值的大小,以此为依据去除数据中存在的噪声.提取3D地形的轮廓点作为简化点云需要保留的特征点...     

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。     

基于数字地形的雷达图像仿真系统设计

基于数字地形的雷达图像仿真是目前雷达仿真领域的一个新的发展方向.以数字地形在雷达图像仿真中的应用特点为牵引,讨论了雷达图像仿真框架设计中各种工具的实现方法和相互间的作用关系.同时对系统实现中的地形数据转换、雷达散射特性库、纹理映射及雷达地物回波仿真框架等关键技术进行了详细的探讨.     

基于点云数据的地籍测量信息提取方法

目前传统的数字化地籍测量信息提取方法通过对地籍信息进行编码,实现对地籍信息的提取。由于缺乏对主要特征数据的提取,导致提取效率较低。对此,文章提出基于点云数据的地籍测量信息提取方法。利用三维扫描仪扫描地籍信息,获取点云数据,提取出双阈值点云特征数据。对点云数据进行降噪拼接处理,得到完整的地籍测量信息。在实验中,对构建出的地籍测量信息提取方法进行了提取效率的验证。经实验分析证明,利用提出的地籍测量信息提取方法对不同地籍模型进行信息提取,其耗费的提取时间较短,具备较高的提取效率。     

基于CCD图像的激光点云数据边界提取法

提出了一种融合激光和CCD图像的点云数据边界提取的方法。首先,将激光点标定到CCD图像上。然后,融合CCD图像数据与激光数据,提出了一种基于图像法的点云数据边界特征的提取方法,采用图像处理中梯度求解方法,对点云中每一点处的法向矢量和曲率进行估计,通过阈值得到候选边界点,再利用曲率极值法得到最终边界点。     

前视探地雷达合成孔径成像方法的研究

根据前视探地雷达波斜入射,并且经过空气和地下两层介质的特点,提出了基于等效波场和全息成像的频率波数域前视探地雷达合成孔径成像方法。该方法对地面以上的记录剖面用基于全息成像的频率波数域成像方法成像,对地面以下记录剖面的成像,则用地面测线处的等效波场。所提方法把两层介质中的成像问题简化成单层介质中的合成孔径成像问题。对实验数据的处理结果表明,所提方法能有效地提高信杂比,提高目标的方位分辨率。     

CBERS-02B影像HR数据的地形效应校正实现

中巴资源卫星CBERS-02B星是我国第一颗能为众多行业提供高分辨率图像数据的卫星,广泛应用于国土资源、农业、林业、水利、环保、灾害监测、测绘、城市规划等众多领域。考虑到山区地形对高分辨影像的山区地表特征反演精度的影响,对数字高程模型(DEM)精度对地形校正的影响进行了初步分析,比较了几种常用地形校正模型：C校正、SCS+C校正、Minnaert校正和Ekstrand-r校正,并对校正结果进行了评价,结果表明以往的地形校正方法对CBERS-02B影像HR数据具有一定可行性,从而为中巴资源卫星CBERS-02B影像的地形校正提供了依据。     

基于图像处理的激光指向误差修正技术方法研究

为了进一步提高卫星激光测距系统中激光指向修正的效率,提出了一种优化的用于激光指向的图像处理算法实现方案。针对实拍的CCD图像,利用拉东变换的方式对图像中的散射光尖点进行精确定位,采用带阈值的质心法提取目标卫星质心,将解算出的光尖点与卫星点的位置偏差转换为望远镜指向的弧度偏差,反馈至激光指向控制系统中,形成了有效的闭环控制。目前,该方案已成功应用于乌鲁木齐气象卫星站内的地基激光定位系统中,实现了在线实时修正激光指向误差,并将指向精度控制在2弧秒以内。     

基于RADARSAT-2数据的SAR图像双视向几何校正方法研究

针对山区高分辨率雷达卫星Radarsat-2图像的严重几何变形,提出了一种新的双视向雷达图像几何校正方法.实验证明该方法可以有效祛除地形引起的各种几何变形,防止地形引起的后向散射系数的失真,特别是能够有效祛除叠掩和阴影的影响,而这个问题是基于单幅雷达图像的传统几何校正方法无法解决的.为合成孔径雷达(SAR)图像在山区的...     

地形特征对粒子滤波导航算法精度影响分析

地形导航是利用飞行器下方地形估计飞行器空间位置的导航方法。由于地形是强非线性模型,因此地形导航可以看作非线性状态估计问题,地形特征直接影响导航精度。在讨论粒子滤波导航算法基础上,重点研究了地形特征对后验概率密度和Cramer-Rao下界的影响,得出了地形梯度和相似度是影响粒子滤波导航算法精度的根本原因,为飞行区域选择、飞行路径规划提供了依据,具有较强的实用性。     

Permanent scatterers in SAR interferometry

Temporal and geometrical decorrelation often prevents SAR interferometry from being an operational tool for surface deformation monitoring and topographic profile reconstruction. Moreover, atmospheric disturbances can strongly compromise the accuracy of the results. The authors present a complete procedure for the identification and exploitation of stable natural reflectors or permanent scatterers (PSs) starting from long temporal series of interferometric SAR images. When, as it often happens, the dimension of the PS is smaller than the resolution cell, the coherence is good even for interferograms with baselines larger than the decorrelation one, and all the available images of the ESA ERS data set can be successfully exploited. On these pixels, submeter DEM accuracy and millimetric terrain motion detection can be achieved, since atmospheric phase screen (APS) contributions can be estimated and removed. Examples are then shown of small motion measurements, DEM refinement, and APS estimation and removal in the case of a sliding area in Ancona, Italy. ERS data have been used     

Evaluation of terrain models for the geocoding and terraincorrection, of synthetic aperture radar (SAR) images

The variability of the resolutions and the presence of artifacts cause inaccurate correction of the terrain-induced geometric distortions in synthetic-aperture radar (SAR) images. To quantify the effects of these inaccuracies on SAR terrain correction, corrections of a Seasat SAR image were performed using a 1° US Geological Survey (USGS) terrain model, a 7.5-min USGS terrain model, and a terrain model derived from stereoimagery acquired from SPOT. Geometric verifications of the corrected imagery showed that the resolution of the 1° terrain model is not adequate to resolve many features in the Seasat image. Geometric verifications of images corrected with the two higher resolution terrain models showed localized errors as large as 52 m for mountain peaks. However, comparison of data corrected with those models shows that both produce results that differ by less than the resolution of either of them. Periodic artifacts observed in the terrain models translated to ground range differences of 18 m, which are well below the resolution of the SAR imagery     

行星地形激光测高可视化仿真系统的设计

建立行星地形激光测高的可视化仿真系统对于卫星探测中行星地形信息的处理具有重要的意义。采用分形技术仿真了行星数字地形,计算了卫星轨道数据和测量点信息。对测量的高程信息通过插值算法得到了规则的DEM,动态地三维展示了整个探测过程的卫星轨道和测量点分布情况,并通过基于LOD的地形生成算法显示了原始的行星地形和测得的地形对比。     

高速激光光斑检测系统的设计与实现

为了实现激光通信系统对信标光的捕获、跟踪与瞄准,采用嵌入式图像处理技术设计了基于现场可编程门阵列器件的高速激光光斑检测系统,对分辨率为300pixel300pixel、帧频1000Hz序列图像中的激光光斑目标进行了提取操作。采用1维滤波算子构造方位滤波器进行图像预处理,同时便于硬件实现,滤波后经阈值分割、形态学开运算与连通域分析,最后提取了激光光斑的形心位置信息。结果表明,所设计系统能够对包含激光光斑目标的高帧频图像进行实时处理。目标形心提取频率可以满足激光通信系统在动态链路建立方面的要求。     

针对复杂地形的热红外成像仿真研究

红外热成像系统由于具有全天时观测能力而得到广泛应用。为了测试和评估高分辨率红外热成像系统的性能,需要大量多种成像条件下的热红外影像作为输入数据源。为获取真实可信的地面热红外仿真图像,提出了一种针对复杂地形的热红外成像模拟方法。该方法综合起伏地表的地形、光照、遮蔽和邻近地域辐射等因素,系统研究了三维地表热辐射的产生和传递机理。利用光学遥感影像和数字高程数据,生成了一天中不同时刻的地面热红外图像。结果表明:该方法生成的24 h序列图像,符合实际地表热辐射场的日变化规律,从而为可见光图像制备红外基准图提供了一种有效途径。