空间外差光谱仪系统设计

围绕空间外差光谱仪系统参数设计进行了理论分析和实验研究。介绍了空间外差光谱仪系统的基本结构和原理,并针对其光学系统设计,详述了系统的主要指标:光谱分辨率极限、分辨能力、光谱范围与关键光学器件:光栅、探测器、成像系统等参数的匹配关系。给出了一个完整的系统参数设计实例,并根据光学系统参数对干涉图进行了理论仿真。以搭台的方式建立空间外差光谱仪原理试验装置,并进行了典型光谱实验验证,系统检测结果表明光谱分辨能力在591 nm达到了17 700,光谱范围为574~591 nm。实验结果与仿真结果比较还表明,系统的光谱范围、光谱分辨率等指标达到了设计要求,验证了设计方法的可行性。     

基于光学遥感成像模拟软件的伪装效果检测

通过分析以往伪装效果检测方法的不足,提出基于光学遥感成像模拟的伪装效果检测方法。采用ISODATA法对高分辨率卫星图像进行非监督分类,得到土地分类专题图,并在其上部署真目标及伪装目标,通过地物光谱数据库进行反射率转换,从而获得地面反射率图像;利用大气辐射传输软件MODTRAN对其进行大气修正,结合卫星遥感器辐射定标系数及传感器调制传递函数(MTF),最终得到卫星遥感器输出图像,对仿真过程中的输出图像进行分析,得到各种情巩下的发现概率。通过系统仿真结果表明,基于光学遥感成像仿真的方法可以为伪装效果检测提供一种有效的手段。     

基于高光谱图像的改进SIFT特征提取与匹配

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题,提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先,依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想,结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点,首次用高光谱图像作为原始算法中经高斯变换产生的图像,使得检测到的具有实际意义的特征点数量大幅增加;其次,传统SIFT算法以及大量的改进方法都只通过目标象元邻域范围内的像素信息来构造特征描述符,而忽略了像素点的位置信息,文中将目标象元的位置信息纳入了特征描述符,在特征描述符的匹配阶段,在利用邻域范围内的像素信息进行粗匹配之后,利用特征描述符中的位置信息进行精细匹配。仿真实验结果表明在限定最优值与次优值之比的情况下,采用高光谱图像构造高斯金字塔的方式能显著增加特征点的提取数量,更多地挖掘出图像中的极值点;在特征描述符中加入目标象元的位置信息作为特征点匹配第二阶段的判断依据,正确匹配数量达到原方法的59倍以上,极大提升了算法的匹配性能。     

含水红壤的偏振特性分析

不同含水量的土壤会产生不同的偏振态,其与波长、土壤表面的结构、内部的构成、以及入射的角度密切相关。根据Kodis粗糙表面的散射理论,推导了不同湿度土壤表面的偏振度与入射天顶角和观测天顶角以及等效折射率的关系,并用野外地物偏振辐射计和地面多波段CCD相机实测了红壤的偏振反射数据,并将其与理论计算结果相对照,初步总结出不同含水量红壤的偏振特性变化规律。研究土壤偏振度与含水量以及入射天顶角、观测天顶角的关系,对于卫星农业遥感有重要的意义。     

角度采样间隔对获取草地BRDF特性的影响

在可见光波段上,采取三种角度采样间隔,对草地及类草地的人工目标主平面的BRDF特性进行了野外测量实验.实验结果显示:当太阳天顶角较大时,采用的角度采样间隔可以准确地获取草地类目标主平面的BRDF;而当太阳天顶角较小时,必须在"热点"方向附近减小角度采样间隔.实验结果对多角度遥感中角度采样间隔的选择以及减少野外BRDF测量的工作量具有现实的指导意义.     

林地背景下伪装目标偏振成像检测算法

综合利用了偏振特征和偏振融合图像的分形特征,提出了一种林地背景下伪装目标偏振成像检测算法.首先通过模糊聚类的方法分割出偏振图像中目标的潜在区域,通过形态学方法去除微小干扰;然后在潜在区域提取分形特征,利用伪装目标与背景分形维数的差异排除背景奇异区域的干扰;最后对记录的目标区域进行判决,得到真实目标的位置和形状特征,从而...     

铝板的偏振反射Mueller矩阵实验研究

物质材料例如涂层、金属、电介质等有其各自的偏振特性。Stokes参量或是Mueller矩阵表示了偏振量化信息与材料性质的关系。介绍了Mueller矩阵测量方法,使用He-Ne（入=632.8 nm）激光器经过起偏器产生的偏振光照射在铝样品上,并经偏振分析光学系统,获取样品Mueller矩阵元素测量图像数据。在给出延迟器校正结果的前提下,使用64个偏振测量图像,并采用最小二乘法减小误差,给出了铝板样品的偏振反射Mueller矩阵,比较分析了水平/垂直、 / 和左旋/右旋圆偏振分量随样品转角变化时的退偏特性曲线。结果表明,铝板的圆偏光与线偏光的退偏度显著,为使用圆偏振实现探测提供可能性。     

偏振云检测中基于多目标优化的角度选择研究

多角度信息在扩展云检测功能、提高检测精度等优势的同时,带来多角度遍历计算的复杂度和数据规模增大的问题。云检测角度信息来自地表的二向性反射分布函数和大气分子散射效应,尽管在局部区域内存在用分析解确定某些观察角的可能性,但由于卫星运动观察几何变化、云几何因子的影响、地物调查的巨大工作量等实际应用的复杂性,POLDER等官方产品仍采用所有角度遍历计算。由于邻近角度间信息的冗余,文章用平均联合信息熵和K-L信息散度作为角度子集选择的特征,提出了Pareto多目标前沿最优解和理想解算法,在POLDER和"高分五号"卫星搭载的多角度偏振探测仪(directional polarimetric camera,DPC)的数据集上进行云检测实验。2角度组合结果与POLDER产品相比,总体精度89.36%,Kappa系数0.7845,DPC检测分类相似度86%,时间复杂度减少约1/7。实验表明所提方法在保持检测效果的同时具有降低计算开销的优点,可为云检测提供一种快速有效、满意精度和自动化运行的新途径。     

偏振遥感图像特性表征及分析

本文基于实验型偏振CCD相机,在自然光照条件下,进行了自然目标和人工目标的偏振图像数据获取实验、结果显示:偏振图像信息与强度图像相比,低照度（阴影等）部分,特别是边缘信息得到了增强。从模拟目标样品的实验结果看,偏振信息对纹理探测效果十分明显,结合边缘信息的增强作用,偏振探测在军事侦察及伪装检测等方面有着广阔的应用前景。     

卫星大气多角度偏振遥感系统方案研究

偏振遥感作为一项新技术将在大气探测中发挥作用。通过偏振测量,不仅得到了辐射度测量值,而且能够得到大气偏振态参数。基于多角度偏振信息,能够提高大气特性参数反演精度,并为精确大气校正服务。讨论了偏振遥感探测方式及其研究进展情况,从大气偏振信息特点考虑,提出了一种卫星大气偏振信息获取方式,简要给出了卫星大气遥感的多角度偏振遥感系统总体方案,旨在积极推进多角度偏振遥感技术在卫星大气遥感中的应用。