有关航天遥感图像地面分辨率的札记

通常所言的航天遥感图像的地面分辨率只是与图像细部特征尺度相对应的地面尺度。对有关航天遥感图像地面分辨率的几个问题进行了讨论。     

一种多分辨率图像目标检测算法

为解决航天遥感图像分辨率和目标尺度变化大的挑战,提出了一种基于多分辨率图像的目标检测算法。改进了自适应特征金字塔和轻量级的分类预测模块,通过使用注意力机制,从不同层次的特征图中提取语义信息。引入了一种预测目标尺度的方法,以分析图像中目标的分布和尺度信息。将算法在DOTA（Dataset for Object deTection in Aerial Images）数据集上进行了实验验证,在U-Net（一种基于卷积神经网络的语义分割算法）和ResNet-34（一种深度残差网络）两种不同的主干网络设置下,召回率和检测速度均超过了RPN（Region Proposal Network,区域提议网络）算法。提出的多分辨率图像目标检测算法能有效地提高检测精度,降低计算复杂度。     

一种在SAR图像中进行目标识别的多尺度模型

本文基于SAR相干成像的原理，利用当图像分辨率改变时，自然景物和人工目标班点模式变化方式的不同，提出了一种从自然景物中识别人工目标的多尺度模型，并研究了此模型在不同分辨率图像中的性质及应用。     

基于单像素成像的遥感图像分辨率增强模型

目前对地遥感的最主要途径之一便是通过遥感相机获得目标物信息,然而遥感相机的分辨率直接影响成像质量。结合遥感相机的推扫式成像技术,文章提出了一种基于单像素成像的超分辨增强技术模型,该模型能够简化重建过程,其设计目标是基于单像素超分辨的技术手段将航天遥感相机的图像分辨率增强4倍。为了验证该设计思想及其重建效果,文章设置了超分辨增强仿真试验,最终仿真试验结果表明,基于单像素的超分辨模型可以将图像的信噪比提高1.1倍,且重建的图像具有明显的抑制噪声的效果,起到了良好的降噪功能,相较于其他传统图像分辨率增强方法（如双三次内插、超深超分辨神经网络）具有更高的优越性。该方法可为地理遥感探测、土地资源探查与管理、气象观测与预测、目标毁伤情况实时评估等诸多领域的图像处理和应用提供有力支持。     

航天遥感技术近况及其发展趋势

航天遥感技术是一种信息技术。自1959年美国水手号飞船的宇航员用手持照相机从空间轨道上对地球拍摄了第一批图像以来,航天遥感技术得到巨大发展,已成为现今国际航天技术发展的重要推动力和获取巨大应用效应的一个重要领域。该文概要介绍目前国际航天遥感技术情况和近期发展趋势。     

一种新型超大视场小畸变光学系统

光学遥感器正朝着高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、大视场等方向发展。在传统空间遥感系统的研制过程中,分辨率与大视场互为矛盾,但在某些场合下,不仅需要图像具有较高的分辨率,而且需要具有较大的视场。解决这一矛盾对空间光学的发展具有积极作用。文章介绍了一种新型多尺度单心光学系统,从其设计原理出发,给出了一个多尺度单心光学系统的设计实例。经验证该系统能够实现大视场,像面照度均匀、畸变小,全视场具有一致分辨率,无需扫描即可获取大视场图像。文章介绍的这种成像系统结构对未来超大视场高分辨率空间遥感器的设计提供了参考。     

数据驱动的航天智能化地面测控平台研制

为了解决航天遥感器在地面测试过程中由于总线类型不同、总线协议不同、遥测参数不同、遥控指令不同、用户自定义测控等原因需要重复编写测控代码的问题,提出了一种基于数据驱动的新型测控通用平台架构并给予实现。此平台不仅提升了测控编码人员的工作效率,更提升了航天遥感器的地面测试覆盖性和测试效率,大幅度增进遥感产品的智能化和自动化测试水平。     

HT—l微小卫星及其在国土资源调查中的应用

文章简要介绍了航天清华一号(HT-1)微小卫星及其图像质量状况，并以HT-l扬州景图像为例，用ENVI软件对图像进行噪声消除、波段间错位纠正与假彩色合成、地面分辨率求算，探讨了其在国土资源调查中的应用。结果表明：HT-1图像信息量丰富，但噪声明显，可通过中值滤波基本消除；各波段图像问像元错位较大，仍可以通过波段配准来消除；地面分辨率为：41．6989m，基本达到了设计的要求；能满足中比例尺的国土资源调查领域的应用要求。     

HT-1微小卫星及其在国土资源调查中的应用

文章简要介绍了航天清华一号 (HT - 1)微小卫星及其图像质量状况 ,并以HT - 1扬州景图像为例 ,用ENVI软件对图像进行噪声消除、波段间错位纠正与假彩色合成、地面分辨率求算 ,探讨了其在国土资源调查中的应用。结果表明 :HT - 1图像信息量丰富 ,但噪声明显 ,可通过中值滤波基本消除 ;各波段图像间像元错位较大 ,仍可以通过波段配准来消除 ;地面分辨率为 :4 1 6 989m ,基本达到了设计的要求 ;能满足中比例尺的国土资源调查领域的应用要求     

载人飞船图像系统优化设计及验证

针对载人飞船图像传输质量低的问题,根据测控体制及信道资源约束现状,提出一种载人飞船图像系统优化设计,通过对载人飞船上图像压缩编码算法改进和地面图像增强,实现在沿用载人飞船整体方案的前提下图像传输质量的提升。载人飞船上图像压缩部分,通过提升单帧图像的分辨率和降低帧频,实现传输带宽不变前提下图像质量的提升。地面图像增强部分,通过对载人飞船上原始图像进行深度网络数据预处理和基于深度网络的低质量视频增强,解决经过编码传输后视频分辨率低、压缩噪声大、运动模糊严重的问题,进一步提升图像质量。经过实例验证,通过改进载人飞船上图像压缩编码算法,在双幅模式下,峰值信噪比(PSNR)提升约2.000 dB;在单幅模式下,PSNR提升约1.800 dB。通过增加地面图像增强系统,PSNR提升约2.000 dB。     

国内航天快讯

<正>风云三号D星获取首幅观测图像12月8日14点7分,风云三号D星首幅可见光图像成功传回地面。此次成功接收的图像来自于中分辨率光谱成像仪。这台仪器是世界上首台能够获取全球250 m分辨率红外分裂窗区资料的成像仪器,可以每日无缝隙获取全球250 m分辨率真彩色图像。下一步,卫星将进行为期半年的在轨测试。该卫星正式投入业务应用后,将在提高天气预报水平、应对气候变化,服务生态文明建设、防灾减灾救灾、"一带一路"建设等方面发挥积极作用。     

中国航天遥感发展探讨

从航天遥感技术应在为国民经济建设服务中求得发展、航天遥感核心领导层的建设是航天遥感技术发展的关键、应用技术的推广是航天遥感技术发展的基础等六个方面阐述了我国航天遥感技术如何发展，行业间的航天遥感力量如何组织协调，航天遥感技术如何尽快实现实用化、产业化的战略性问题，以推动我国航天遥感技术的持续发展，最后对航天遥感的发展提出几点想法。     

量化对遥感图像质量的影响

文章定义了航天遥感图像的信噪比(SNR)，调制传递函数(MTF)，动态范围(DR)，并在理论上推导了它们与量化位数b的关系。     

量化对遥感图像质量的影响

文章定义了航天遥感图像的信噪比 (SNR) ,调制传递函数 (MTF) ,动态范围 (DR) ,并在理论上推导了它们与量化位数b的关系     

多路SAR高分辨率3-D成像

星载／机载合成孔径雷达(SAR)系统提供了高分辨率二维地形图像。本文提出一种组合多路SAR图像(在稍微偏离仰角方向的飞行航线上所得到的)来生成高分辨率三维图像的技术。可以把这项技术看作是干涉SAR(InSAR)的扩展，用这种技术能产生多维分辨率的地形图像。3-D多路SAR成像系统在仰角方向一般由相对比较短的模糊长度表征。为了使有关模糊度减至最小值，利用了一组图像内的相关相位信息来跟踪地面景物。然后，在以“主要”地形地面为中心的窄(仰角方向)体积范围内，采用非均匀DFT对SAR图像进行相干组合。本文详细介绍了该技术的基础理论，并提供了该技术可达到的分辨率和实验研究结果。     

风云二号扫描辐射计可见光图像空间分辨率分析

风云二号发射成功为我国卫星气象和卫星遥感提供了宝贵的信息源。为加快风云二号的应用，需要对其传回地面的图像进行分析，该文分析了风云二号可见光图像的空间分辨率，并与并与日本ＧＭＳ－５进行了对比，为应用部门了解风云二号的技术水平提供了量化的依据。     

高光谱遥感技术发展与展望

高光谱遥感技术是在成像光谱学基础上发展起来的一种遥感信息获取技术,因其高光谱分辨率及光谱和图像同时获取的能力,在大气探测、航天遥感、地球资源普查、军事侦察、环境监测、农业和海洋遥感等领域有着广泛和重要的应用。文章对高光谱遥感技术的发展概况进行了回顾,详细介绍了典型的高光谱遥感仪器的发展历程及其主要参数,对比了不同时期各个国家高光谱遥感载荷的性能特点,分析了中国高光谱遥感技术发展现状,并归纳了国际上未来高光谱遥感技术发展计划。文章结合当前信息时代的发展特点,对高光谱遥感技术未来发展进行了展望,指出了高光谱遥感技术探测波段进一步拓宽,时间、空间及光谱分辨率进一步提高,高光谱遥感技术种类进一步丰富,图像、光谱、偏振多元信息一体化获取,智能化、网络化以及小型轻量化的发展趋势,可为中国高光谱遥感技术的进一步成熟化和实用化提供参考。     

摄影测量卫星绕飞编队设计及其三维定位研究

在现代卫星摄影测量中,由多颗小卫星组成的卫星编队具有比单颗卫星更优越的性能,能提供更高的空间分辨率和时间分辨率.通过对绕飞编队特性的研究,提出了一种适于摄影测量的卫星绕飞编队构形.该卫星编队具有空间构形不变、覆盖范围大,图像比例尺一致等优点.对地三维定位仿真的实验结果表明基于卫星编.队拍摄的具有航向和旁向充分重叠的区域网图像,在摄像机光心坐标精确确定的条件下,利用光束法区域网平差就可以确定地面目标点坐标,即用空中控制完全代替地面控制是可行的.     

摄影测量卫星绕飞编队设计及其三维定位研究

在现代卫星摄影测量中，由多颗小卫星组成的卫星编队具有比单颗卫星更优越的性能，能提供更高的空间分辨率和时间分辨率。通过对绕飞编队特性的研究，提出了一种适于摄影测量的卫星绕飞编队构形。该卫星编队具有空间构形不变、覆盖范围大，图像比例尺一致等优点。对地三维定位仿真的实验结果表明：基于卫星编．队拍摄的具有航向和旁向充分重叠的区域网图像，在摄像机光心坐标精确确定的条件下，利用光束法区域网平差就可以确定地面目标点坐标，即用空中控制完全代替地面控制是可行的。     

星载微波辐射计通道分辨率匹配技术及其在FY-3卫星MWRI中的应用

基于仿真模型对圆锥扫描星载微波成像仪不同频率和极化二维天线方向图地面足迹的模拟,对FY-3卫星微波成像仪(MWRI)原始观测轨道亮温数据,用Backus-Gilbert(BG)分辨率匹配算法分别对分辨率降低(高频通道匹配到低频通道)和分辨率增强(低分辨率匹配到高分辨率)进行了实验分析。结果表明:分辨率降低匹配处理能较好地模拟实际仪器观测,且不另引入噪声,可在MWRI通道分辨率匹配中实际应用;分辨率增强匹配可明显提高低频图像分辨率,但会一定程度引入噪声,实际应用中应考虑在分辨率增强与噪声间进行折中处理,在增强分辨率的同时,使引入的噪声在可接受范围内。