资源三号卫星在轨MTF测量与图像复原

随着高分辨率遥感卫星发射数量的增多,高分辨率遥感图像数据应用需求也日益增强,而遥感数据的质量直接影响到其数据应用的可靠性和精确性。为此,对高分辨率遥感图像数据进行图像复原是非常有必要的。针对资源三号卫星电荷耦合装置相机遥感图像高空间分辨率的特点,分析在仅有图像信息的情况下系统调制传递函数（MTF）的在轨测量方法,验证双边缘法的可行性。探讨双边缘线状地物选取方法,同时推导证明二维MTF矩阵的构建方法,并借助二维MTF矩阵对原图像进行修正反转滤波实现图像复原。试验结果表明,复原后的图像质量明显提高。     

北京一号小卫星NDVI时间序列重建方法研究

利用目前使用较广泛的Savitzky-Golay滤波拟合法和傅立叶谐波分析法对NDVI时间序列进行滤波处理,分析植被指数时间序列滤波重建方法对北京一号小卫星数据的适用性。试验结果表明,较之Savitzky-Golay方法,傅立叶谐波改进算法的重建结果更能体现地物的物候变化规律,且对原始数据的扰动较小,更有利于基于植被指数时间序列的土地覆盖分类及作物估产等定量应用,比较适合于北京一号小卫星NDVI时间序列的重建。     

基于“北京一号”小卫星影像阴影的建筑物高度测算研究

通过分析"北京一号"小卫星成像特点及数据获取时的几何特性,建立了利用"北京一号"小卫星影像进行建筑物高度测量的模型,并对北京市望京地区建筑物高度进行了测量试验和实地验证.结果表明,用"北京一号"小卫星影像能获得较为准确的建筑物高度信患,并为城市遥感应用提供辅助和支持.     

基于北京一号小卫星的北京及周边五大流域地表水资源监测与分析

地表水作为水资源的重要组成部分,能从特定角度反映水资源状况。研究了基于北京一号小卫星影像的地表水体分类标准、水信息提取方法,并对2007年北京及周边五大流域地表水资源进行了动态监测,同时结合气象水文数据分析其时空分布规律、年内变化特征和变化原因。研究表明:① 利用北京一号小卫星32 m多光谱影像辅以4 m全色影像,基于面向对象分类等方法可以较准确地提取各类地表水信息;② 2007年北京及周边五大流域地表水资源变化特征与该区域2007年平均降水量、降水量的年内变化以及水库调蓄等有关。     

利用“北京一号”小卫星数据估算植被覆盖度的可行性研究

利用"北京一号"小卫星数据,以密云水库流域为研究区域,采用归一化植被指数(NDVI)像元二分法,进行地面植被覆盖度估算研究,并对估算结果进行实地检验和分析,其估算值与实际值之间的相关性较高 (86%).结果表明,利用"北京一号"小卫星数据进行植被覆盖度估算及监测应用是可行的.     

基于多分类器集成的“北京一号”小卫星遥感影像分类研究

将多分类器集合应用于"北京一号"小卫星多光谱遥感数据土地覆盖分类,首先构建分类器集合,应用最小距离分类、最大似然分类、支持向量机(SVM)、BP神经网络、RBF神经网络和决策树等进行土地覆盖分类,然后利用Bagging、Boosting、投票法、证据理论和模糊积分法等分类器集成方法,得到综合不同分类器输出的最终分类结果。试验表明,多分类器集成能够有效提高"北京一号"小卫星土地覆盖分类的精度,具有广泛的应用前景。     

基于流程化的北京一号遥感软件设计与实现

在对地观测数据进行信息提取或解译之前,行业应用人员不得不先进行繁重的数据预处理工作。同一数据源的数据预处理通常具有相同目标、处理流程与技术手段,因此不同行业在应用过程中面临大量重复劳动。应用人员应将精力更好地集中在与行业相关的信息提取、解译与应用上,从而提高对地观测应用的深度与广度,为行业应用提供不同的高级数据产品,并缩短产品的生产时间。针对北京一号小卫星数据特点及其行业应用需求,设计了一套基于批量化和流程化处理的遥感数据加工软件,只需简单的人机交互参数设置和流程化连接即可批量生产不同级别小卫星数据,该软件已经成功应用于北京一号小卫星数据生产。     

"北京一号"小卫星数据的长城实验研究

本文将新的国产小卫星“北京一号”数据用于长城考古实验研究,主要从目视解译和自动提取实验两个方面分析讨论了长城的特征,一方面验证了“北京一号”小卫星数据的长城考古潜力,另一方面也为长城普查提供了一种新的技术手段。     

"北京一号"多光谱影像复原方法研究及实现

针对“北京一号”多光谱影像存在的因系统影响造成的图像模糊问题与数据量大的特点，对图像的复原方法进行了研究。并提出一种通用的处理流程框架。这种处理流程框架对计算机硬件环境具有良好的灵活性和适应性，为类似大数据量的图像处理提供了一种可供参考的方法。在提高其图像质量方面本文采用了一种快速有效的图像复原算法，即在频率域基于MTF传输调制函数的维纳滤波的复原方法。本文还通过实验对复原算法和流程框架进行了有效性和实用性方面的验证。由于这种解决方案兼顾了复原效果和运算效率。取得了令人满意的结果。     

“北京一号”小卫星数据在天津市土地利用动态变化监测中的应用

应用“北京一号”小卫星CCD 数据进行天津市2000～ 2005 年土地利用动态变化监测, 研究该数据在土地利用研究领域所具有的实用性和效果。结果表明,“北京一号”小卫星遥感影像, 光谱信息丰富, 纹理结构清晰, 整体判读情况良好, 能够满足中等比例尺成图要求, 在土地利用研究领域具有实用性, 可以在土地利用ö土地覆盖的研究中广泛使用, 成为遥感数据更新的一种新数据源。动态监测显示, 2000～ 2005 年天津市不同土地利用类型之间相互转化明显。整体表现出了城镇用地通过占用近郊的耕地和其它类型用地而迅速扩展、城镇化过程显著以及不同土地利用类型之间转化明显等基本特征。     

基于MTF理论的遥感图像复原

由于遥感图像成像过程中受传感器性能下降、大气扰动等因素影响，致使图像质量退化。为了改善遥感图像质量，从图像质量退化原理分析，提出了一种基于调制传递函数（modulation transfer function，MTF）理论的图像复原方法。该方法主要包括去噪和MTF拉伸两部分。针对遥感图像的特点，给出了一种有效的基于频域的去噪方法。为了能够调节频谱拉伸的程度，还给出了一种指数调节MTF曲线的方法。中巴（中国和巴西）卫星红外遥感图像的实验结果表明：该新方法有效地提高了图像的对比度（对于实验图像来说，较复原前图像对比度提高了7倍多，方差也由原来的8．77提高到17．37）、熵等图像要素，从而改善了图像的质量。     

基于三线靶标法的在轨MTF评价方法及其精度分析研究

首先介绍了三线靶标法在轨MTF评价的研究进展、分析了三线靶标法的优点和存在的问题;其次在介绍三线靶标法原理的基础上,提出了三线靶标的布设要求和靶标数据处理方法;最后本文基于理论分析和仿真实验,重点分析了相关因素(靶标尺寸,传感器光谱响应函数,相对采样相位,靶标相对倾角,靶标对比度与随机噪声等)对三线靶标法评价精度的影响,为实施三线靶标法在轨MTF评价提供理论指导,并为评价结果提供了定量化的精度分析。     

一种优化的刃边法MTF在轨评估算法

调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方法对优化算法进行了精度分析,并与国际标准组织提供的MTF评估算法(ISO 12233)进行了比较。精度分析结果表明:在相同仿真条件下,该算法的计算精度优于ISO12233评估算法,适用于高分辨率光学载荷的MTF在轨评估。     

遥感图像恢复与遥感器MTF 在轨检测技术

遥感成像过程受到大气和成像系统中的光学、探测器和电子学子系统等的影响, 引起成像退化作用, 造成图像模糊, 降低了图像中信息的提取能力。图像恢复技术可以改善图像的质量, 提高图像信息提取能力。依据图像恢复技术的要求, 高精度成像系统调制传递函数(MTF) 是高质量图像恢复的基本条件。针对不同遥感器之间、同一遥感器不同时期存在的成像性能变化, 所引起成像系统MTF 变化的实际情况, 介绍了成像过程中系统MTF 在轨运检测方法。着重于介绍刃边法, 对刃边法的原理、刃边法检测对地物景观的要求等进行了详细分析, 对这一方法中有关图像景物的行扫描采样、扫描行的配准以及对所获得的边扩散函数的拟合等关键技术进行了详细介绍, 这些技术是保证较高精度获取遥感图像MTF 的基础。文章在介绍基于成像系统MTF 图像恢复技术后, 通过实验检验了方法的可行性, 结果表明以MTF 在轨检测为基础的图像恢复技术, 可以明显地提高遥感图像质量。     

基于MTF的遥感影像复原算法研究

对引起遥感影像模糊的因素进行了分析,从光学系统、大气及传感器与地面的相对运动三方面出发,导出了遥感影像的调制传递函数,从而利用维纳滤波算法对遥感影像进行复原处理。考虑到遥感影像数据量大的问题,对图像采用分块处理的方法。实验结果表明该方法能有效的对退化的遥感影像进行复原。     

基于辐射状靶标的MTF评估算法及精度分析研究

辐射状靶标既可以检测光学遥感载荷的空间分辨率,还可以评估载荷的MTF,因此广泛应用于光学遥感载荷在轨性能评估与数据质量分析中。通过仿真分析方法,对基于辐射状靶标的MTF评估算法进行了改进,并进行了精度分析。分析结果可为靶标布设以及实施辐射状靶标法在轨MTF评价提供理论指导。     

经MTF修正的骨X射线图象二维谱估计

根据骨X射线图象的谱特征分析来决定骨质疏松的程度,也许可为识别个体的高骨折风险提供一种自动诊断工具,还可作为监控治疗有效性的客观依据。因为各向异性骨小梁在骨X射线图象中表现为弱纹理,其对二维功率谱只贡献很小一部分,从而导致其功率谱被成象系统的调制传递函数和噪声所遮蔽,这里也许可以将发现骨小梁模式的谱特征视为一种反演问题。由于成象系统的调制传递函数和噪声可视为各向同性,并可统一以合成调制传递函数来表达,且各向同性函数在所有的角度上具有相同的投影。因此可在重构骨X射线图象二维功率谱的过程中,利用滤波反投影方法和傅立叶切片定理,并用合成MTF除以投影功率谱,来准确地将骨小梁模式的功率谱提出。在骨X射线图象和合成图象上进行的实验结果表明,由于各向异性的骨小梁,在重构的二维功率谱中有差异显著的峰,因此一旦获得骨小梁的功率谱,就可定位最大峰值频率,以用于估计骨小梁间距和角度,以及其他纹理特征,进而用来描述其各向异性的程度。由于这些纹理特征与骨结构直接相关,因此可用于预测骨折风险。