多谱段光学遥感探测器配准误差分析

多光谱相机获取的同一目标在不同谱段图像中几何位置不同,造成了多谱段图像配准误差。而多谱段图像谱段配准问题是制约卫星数据规模化与产业化应用的重要因素之一。文章针对常见的同一光学系统多光谱成像模式,建立多谱段探测器配准误差模型,从空间相机设计角度考虑,仅考虑图像之间的位置关系,分别分析延时成像及非延时成像时造成谱段配准误差的因素,以及各因素对多谱段图像配准的影响。多谱段图像配准误差无延时成像时与各谱段像主点观测精度有关,延时成像时像主点位置观测精度和姿态指向精度影响较大,卫星速度观测精度影响较小。最后根据地面图像处理配准误差要求,仿真分析得出各引起配准误差因素的指标要求,可以为多光谱遥感器的设计和应用提供参考。     

用于目标检测的多谱传感器技术

美国CT州的PAR政府系统公司收到一笔41.6万美元合同,要求在18个月内与Rome实验室合作研制出一种用于自动目标检测的多谱传感器技术,用于检测经过隐蔽或伪装的地面目标。这意味着,军方将有能力使目标识别变得更容易些。 多谱传感器采用电磁频谱的可见光和红外两大波段。该公司研制的内容是分别检测各波段的图像,一旦从全波段中采集到信息,研究其反射差异,即可识别是什么目标。例如,检测地面图像,水的颜色显深,草和植物呈另一种颜色,这些研究人员得以识别出有没有目标。在不     

“实践九号”A卫星图像的直接解调成像方法

“实践九号”（SJ-9）卫星是中国新技术试验卫星系列规划中的首发星,其中A星搭载的光学成像有效载荷技术试验项目为高分辨率多光谱相机,其图像数据将应用于国土资源调查与监测、农林业、环境保护、防灾减灾等领域,满足用户对高分辨率数据的需求。目前,遥感数据地面处理主要使用美国学者提出的调制传递函数补偿方法,而该文使用了中国科学家自主提出的直接解调成像方法处理“实践九号”A卫星全色谱段的遥感图像。通过分析处理前后的敦煌靶标和法国靶标的调制传递函数（Modulation Transfer Function,MTF）和点扩散函数,认为经直接解调成像方法处理后的图像清晰度和MTF有明显提高,达到了国际上同类遥感图像处理方法的先进水平。     

一种适合星载多光谱图像的压缩算法研究

文章提出了一种适合星载多光谱（4个谱段）图像压缩方法,根据多光谱图像之间相关性较强和卫星对地通道传输速率有限的特点,利用谱段变换,调整各谱段之间的信息量分配,形成新的谱段数据,并对新谱段数据压缩比进行适当调整,完成多光谱图像数据压缩。采用此算法后,可以使平均压缩比不变的情况下,4个谱段恢复的多光谱图像大部分峰值信噪比（Peak Signal Noise Ratio,PSNR）与直接压缩图像后的PSNR值相比有所提高。     

超模式采样在资源红外相机中的应用研究

介绍了超模式采样的研究背景和成像概念 ,在此基础上提出了超模式采样应用于资源红外相机B9谱段的方案 ,设计了资源红外相机B9谱段的超模式采样探测器焦平面组件 ,并就工程实现设计了实验原理图和相关的实验步骤。     

DQ-1宽幅成像光谱仪发射前载荷定标技术

大气环境监测卫星作为国家民用空间基础设施规划中的科研卫星,其遥感应用需求对其载荷的定量化精度要求越来越重要。宽幅成像光谱仪作为大气环境监测卫星中的主要载荷,可获取光谱范围从可见光至长波红外(0.415~12.000 μm)的陆表和大气多光谱信息。采用45°扫描镜配合消旋系统的扫描方式,光路结构采用同轴望远镜系统,实现3个探测器焦面上21个谱段的同时对地的超宽幅高空间分辨率成像。为了准确地获取能量和仪器响应之间的定量关系,在卫星发射前开展宽幅成像光谱仪全光路、全口径辐射定标试验,分别介绍了可见到短波谱段积分球定标技术和中长波谱段热真空红外定标技术,为用户定量应用提供了良好的保障,并对定标过程中传递路径下的误差来源及精度进行分析评估。     

高分多模卫星方案设计与技术特点

高分多模卫星是一颗敏捷光学成像卫星,具有全色优于0.5 m/多光谱优于2 m分辨率、1个全色谱段+8个多光谱谱段、无控制点定位精度优于10 m的能力,同时具有多种敏捷成像模式。文章概述了高分多模卫星的方案设计,并总结了卫星的敏捷成像、敏捷机动、图像质量保证、高定位精度保证、微振动抑制、大气同步校正、自主任务管理等技术特点。卫星的成功发射并投入使用,实现了民用光学遥感卫星优于0.5 m高分辨率图像数据的获取能力,可有效推动我国高分辨率对地观测系统建设和空间遥感的定量化应用水平。     

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。     

超模式采样在资源红外相机中的应用研究

介绍了超模式采样的研究背景和成像概念，在此基础上提出了超模式采样应用于资源红外相机B9谱段的方案，设计了资源红外相机B9谱段的超模式采样探测器焦平面组件，并就工程实现设计了实验原理图和相关的实验步骤。     

地球之眼-1高分辨率商业成像卫星

世界上规模最大的商业卫星遥感公司——美国地球之眼公司（GeoEye），将于2007年春发射一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星——地球之眼-1（GeoEye-1）。该卫星将能以0．41m全色（黑白）分辨率和1．65m多谱段（彩色）分辨率每天搜集总面积达数十万平方千米的地图精度级图像。     

环境减灾-1A、1B卫星宽覆盖多光谱CCD相机技术

环境减灾-1A、1B卫星装载的宽覆盖多光谱CCD相机实现了地面像元分辨率优于30m、对地幅宽大于700km、4个谱段推扫成像.CCD相机自2008年9月8日首次开机成像后,不断获取地面可见光信息,图像清晰、层次分明,图像数据广泛应用于灾害监测与评估、灾后恢复重建等方面.文章就HJ-1A、1B卫星CCD相机的设计原理、技术难点、进步点及创新点等进行了总结.     

一种基于多普勒谱AR建模的SAR图像纹斑噪声抑制技术

基于合成孔径雷达(SAR)成像与自回归(AR)模型的特点,提出了一种SAR图像纹斑噪声抑制技术.将SAR复值图像的多普勒谱表示成一定阶数的AR模型,根据合适的AR模型系数估算SAR强度或幅值图像可保持较高的分辨率.给出了方法的模型和步骤.实验结果表明:所获幅值图像的纹癍噪声抑制,以及边缘和纹理特征等细节保持都优于常用的基于SAR图像多普勒谱的纹斑噪声抑制--多视处理技术.     

浅析互有位移图像序列的超分辨率复原

超分辨率图像复原的目的在于复原截止频率之外的信息,以使图像获得更多的细节和信息。基于互有位移序列图像进行的超分辨率复原,除了利用物体的先验信息和单幅图像的信息之外,还充分利用了不同图像之间的补充信息,因此其超分辨率复原能力高于利用单帧图像的复原法。这项技术可以广泛应用于遥感、高清晰电视和医学成像等多个领域。通过对超分辨率复原技术理论基础的阐述,指出基于序列图像的高分辨率成像技术的合理性,并介绍对互有位移图像序列的获取方法:亚像元动态成像系统、光学系统和利用压电陶瓷的方法。     

台湾对地成像卫星

台湾中华卫星 2号是一颗分辨率为 2 m的数字传输型对地成像卫星。据称该卫星主要任务是通过近实时成像观测和监视台湾及其周围海域自然资源 ,但实际上是一颗针对祖国大陆的军事侦察卫星。中华卫星 2号载有主光电成像仪和高空闪电成像仪。星载主相机以 2 m分辨率拍摄全色图像 ,以 8m分辨率拍摄多谱段图像 ,成像带宽 2 4km。卫星每日绕地球飞行 1 4圈 ,每天飞经台湾两次。第一次为上午 1 0时 ,可拍摄台湾 8分钟 ,第二次为晚上 1 0时 ,可下载图像资料。在此之前 ,为从太空获取祖国大陆的军事情报 ,台湾购国外商业卫星图像情报和租用国外商用卫…     

大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响

航空双谱段高分辨率斜视成像载荷作为重要的成像手段,具有焦距长、分辨率高等特点,由于大气层上疏下密的分层特性,光线在大气中斜视传播时,导致光谱展宽并产生色散和畸变,严重影响系统成像分辨率和目标定位精度。文章分析了斜视成像的几何特性;利用MODTRAN软件仿真分析了斜视成像时大气透过特性和光谱散射特性;通过光线追踪法定量分析了大气色散对可见光和中波红外谱段的光线弯曲和光谱色散的影响,并提出了基于多光谱ZnS楔形窗口补偿方法。结果表明,远距离斜视成像可见光近红外0.50～0.95μm透过率高,散射小;中波3.70～4.80μm散射和路径辐射效应较小,光线斜视传播时,光线弯曲角度基本一致;大气色散对可见光谱段影响较大,航高20km斜视120km时,成像分辨率由0.375m退化至4.2m,大气色散对中波红外谱段影响较小;色散补偿后,可见光谱段色散角度下降为原来的1/2,中波红外谱段不受影响,在提升可见光成像品质的同时,保持中波红外谱段色散特性不变。     

基于滑坡区域颜色特征模型的SVM遥感检测

滑坡区域遥感检测与识别在灾情提取、救援决策和防灾减灾等方面都有着巨大的应用前景。针对滑坡遥感检测中目标颜色特征化模型不准确,对滑坡区域检测识别效果不够理想等问题,提出一种基于滑坡区域颜色特征模型的支持向量机(supportvectormachine,SVM)遥感检测方法。根据光谱学和色度学的基本理论,建立滑坡区域红绿蓝特征获取方法,以多光谱图像为基础,通过典型样本分析,确立目标/背景颜色特征化数字模型和有效边界。将该模型生成训练样本用于滑坡区域SVM检测模型训练,再将训练好的分类器用于滑坡区域的检测识别,在此基础上根据滑坡基础形状模型的轴向长宽比、面积参数和不变矩等典型形状特征指标对滑坡区域进行目标精确分类与识别。利用九寨沟地震后获取多光谱遥感图像进行了滑坡区域检测识别效果对比试验,试验结果表明,该方法能有效识别遥感图像中的滑坡样本点,对滑坡区域的识别精度由传统方法的90%左右提高到97.03%。     

科技成果

中国研制的委内瑞拉遥感卫星-1传回首批图像 据中国航天网2012年10月11日报道,在2周前成功发射的委内瑞拉遥感卫星一1于10月1日首次实传,获取了第1幅清晰、层次丰富的图像。卫星上搭载的两台全色多光谱相机和两台宽覆盖相机,均由北京空间机电研究所负责研制。全色多光谱相机在成像谱段数量、覆盖宽度、动态范围、轻小型化等指标方面,超过了国内外同类型的遥感相机,居于国际先进水平;宽覆盖相机利用成熟技术,采取“一步正样”模式,仅用1年多就完成研制。这颗卫星陆续传回的图片,将应用于委内瑞拉国土资源调查评价、动态监测与管理、资源利用、环境灾害监测与城市建设等业务领域。     

基于lk范数正则化方法的SAR 图像超分辨

提高合成孔径雷达(SAR)图像的分辨率对自动目标识别等具有重要意义.为此改进了一种基于lk范数正则化方法,并用于SAR图像超分辨.该方法通过合理开发利用符合SAR成像工程背景的先验知识,构造附加约束,把图像超分辨问题规划为形式简单的带约束优化问题.仿真和实测数据计算结果证实了该方法的有效性.     

强度关联遥感成像技术

过去十多年中,利用光场的量子（或经典）涨落及其关联获取目标图像信息的量子（强度）关联成像技术和基于自适应稀疏结构表象的信号处理技术的不断发展,为图像信息的获取提供了一条可突破传统光学成像技术图像分辨率和图像获取效率理论极限的全新技术途径。文章将概括地介绍这一研究方向,并简要讨论其在遥感领域中的应用前景和需要进一步研究的...     

航空侦察中使用离轴3镜式反射光学元件的多光谱传感器

文章描述了地基多光谱传感器的设计与试验,该传感器使用离轴3镜反射光学元件作为成像光学元件,使用分光镜划分谱段。离轴3镜光学元件可在宽视场范围内提供一个光谱范围宽、空间分辨率高的无遮挡视场。3镜式像散透镜由2个非球面镜和一个球面镜组成,设计构成远心焦平面。分光镜将光谱范围划分为3个可见光谱段、1个近红外谱段、1个中波红外谱段、1个长波红外谱段。中继光学元件用于调整红外放大系数。CCD探测器上具有10000个元件用于可见光和近红外谱段,碲镉汞(HgCdTe)线列上具有960个元件用于中波红外和长波红外谱段。 试验结果表明这种多光谱传感器达到了设计目标,具有宽的光谱谱段(0.4～10μm),可见光、近红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为10μrad,在中波红外、长波红外谱段视场为5.7°时的空间分辨率为100μrad。所有谱段在尼奎斯特频率时视场中心总的MTF高于0.3。