基于多尺度空谱特征提取的高光谱遥感图像重建

遥感高光谱图像(HSI)凭借其丰富的光谱信息被广泛地应用于军事、农业、地质等领域。然而,HSI成像因其成本高、传输难等问题限制了其应用规模。通过光谱超分辨(SSR)方法,可以实现输入高分辨率红绿蓝(RGB)图像生成相应的高光谱图像,有效地解决了HSI成本高与传输难的问题。但是,已有的SSR方法对于图像的空间特征提取与光谱之间的相关性关注仍有所不足。针对上述问题,本文提出了一种多尺度空谱特征提取方法,并在SSR领域引入组归一化(GN)方法,关注相邻光谱之间的相关性。同时,还借助条件生成对抗网络进一步优化网络的参数,提升生成图像的真实性,并在DFC2018 Houston数据集上进行实验。结果表明:本文提出的方法可以实现精准的高光谱图像重建,重建的高光谱图像相比当前先进的主流方法性能均明显提高,其中相比CanNet方法,均方根误差下降了48.3%,平均峰值信噪比上升了20.7%。     

非平衡状态下星载三维激光雷达图像畸变研究

激光雷达是飞行器软着陆的重要辅助手段,在飞行器降落过程中它可以实时、精确、快速地确定星体表面局部区域的特征地形。但是,在扫描成像过程中它的载荷平台会有微小的震动,这种非平衡状态会导致由激光雷达获取的点云图像发生一定的畸变。结合激光雷达成像原理和误差传播理论分析了平台稳定性对三维激光雷达成像的影响,研究了在不同扫描周期内三维激光雷达图像变形。实验结果表明,除了受到仪器本身测量精度的影响之外,激光雷达获取图像质量还与扫描时间、成像区域密切相关。利用高分辨率的星载测时与测姿装置可以修正系统性的地形畸变,但是仪器误差也会引入到纠正后的图像之中。按照现有的平台姿态测量水平,控制激光雷达成像时间是它辅助导航着陆能否成功的关键。     

“资源三号”高分辨率立体测绘卫星三线阵相机设计与验证

2012年1月9日,中国第一颗民用高分辨率立体测绘卫星——"资源三号"卫星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的三线阵相机可以获取2.1m地面像元分辨率(正视相机)和3.5m地面像元分辨率(前/后视相机)全色影像。文章介绍了三线阵相机的组成及工作原理、关键技术及实现情况、在轨运行和测试情况,给出了在轨测试的初步结果。在轨运行情况表明:相机设计合理,成像品质优异,各项指标满足1∶50 000制图应用的要求,实现了内方位元素的高精度稳定,对卫星定位精度达到国际先进水平发挥了关键作用。     

基于信源信道联合编码的遥感图像传输

针对遥感应用对图像质量日益提高的需要,提出了一种基于层次树的集合分割算法（SPIHT）和低密度校验（LDPC）码联合编码的遥感图像高质量传输方案。此方案充分利用SPIHT编码后数据流按重要性排序,以及LDPC码的误码率性能与码率和迭代次数密切相关的特性,克服了SPIHT压缩数据流对噪声敏感的缺陷。高斯信道仿真结果表明,在码元噪谱密度比（Eb/N0）较低的情况下,利用此传输方案获得的图像恢复峰值信噪比（PSNR）,比传统的分离编码高7dB以上。     

卫星数据首轨接收自动化运行与首轨遥感图像实时远程快视

2014年12月7日,中国和巴西联合研制的中巴地球资源卫星04星(以下简称CBERS-04星)发射成功。12月8日10时44分,在第15圈卫星轨道上,CBERS-04星首次打开全色相机并向地面发送遥感数据。中国遥感卫星地面站密云站即时接收首轨卫星图像数据,与此同时,在100km外的地面接收站网运行管理系统进行全分辨率快视。这标志CBERS-04星首轨遥感数据接收任务成功,也是在国内首次实现陆地观测首轨卫星遥感图像数据远程实时显示。4分钟后,三亚站开始首次接收数据,并实时传送至北京显示。11时25分,在第16圈轨道卫星首次向地面发送红外相机遥感数据。喀什站首轨数据接收成功,图像在北京实时显示。至此,3站首次接收的2部国产有效载荷首轨数据接收任务执行与远程实时图像快视试验一次成功。目前,地面数据接收站网正在执行CBERS-04星在轨测试任务。     

“高分四号”卫星凝视相机视频电路设计与实现

"高分四号"卫星是中国首颗地球静止轨道遥感卫星,其携带的凝视相机系统能够实现在36 000km的地球静止轨道拍摄到50m分辨率的图像信息。高轨道、高分辨率光学拍摄任务所带来的问题是,面阵CMOS图像传感器模块将以极快的速度产生大量的并行图像数据。这对以CMOS图像传感器模块为核心的视频电路提出了更高的要求。而传统的视频电路设计方法不仅会产生一些信号完整性问题,且并不能完全适用于基于这种大数据量的面阵CMOS图像传感器模块的视频电路设计。文章通过仿真分析和实验验证,对比常规的设计方法,结合CMOS图像传感器模块的特点和输入输出特点,对基于这种面阵CMOS图像传感器模块的相机视频电路提出了新的设计方案,并证明了文章所提出的设计方案正确可行,且效果优于常规的设计方案。文章提出的设计方案已成功应用在"高分四号"卫星,在要求日趋复杂的遥感领域亦有广阔的应用前景。     

基于稀疏重构的杂波环境下红外图像空间邻近目标超分辨方法

基于稀疏重构的超分辨方法是应对空间邻近目标的有效方法之一,但是当目标处于杂波环境下时,杂波会布满在整个视场范围内,导致场景原有的稀疏性被破坏。针对这一现象提出了一种在杂波环境下的超分辨方法。该方法充分利用了传感器的结构特性以及重构算法中的参数,通过建立观测信号的红外成像模型并利用像元网格划分的方式,建立空间邻近目标群的位置和幅度信号的稀疏表示,并利用其光学系统的点扩散函数来构造超完备字典,最后通过控制重构场景中非零元素的个数比例来使重构参数处于一个合理的区间范围,以此来达到去除杂波干扰并准确重建稀疏目标的目的。     

InSAR图像配准雷达几何法处理性能分析

图像配准是干涉合成孔径雷达(InSAR)信号处理的关键步骤。基于雷达几何的InSAR图像配准方法。利用主辅雷达成像几何和外部数字高程模型(DEM)进行主辅SAR图像配准。基于SAR图像距离多普勒定位方程,系统梳理了配准处理精度的影响因素,对各误差因素的作用机理进行了理论分析,并综合分析了该算法对重复航过和单次航过InSAR系统图像的配准处理性能。仿真结果验证了理论分析方法的有效性。分析结果对我国InSAR地面系统建设和相关卫星指标论证具有重要的支撑作用。     

卫星遥感图像无损压缩技术改进方法

采用预测原理的JPEG-LS无损压缩算法存在着固有的误码扩散现象,会影响其在卫星工程中的应用,且基于整幅图像预测的压缩算法还存在较大的处理时延,难以满足遥感图像实时性应用需求。文章对JPEG-LS无损压缩算法进行了改进,提出了采取分块压缩的措施来抑制误码扩散同时降低图像处理时延的方法,并利用风云四号(FY-4)卫星扫描图像对改进的JPEG-LS无损压缩算法进行了验证。结果表明:改进的JPEG-LS无损压缩算法可在有效抑制误码扩散的条件下,实时无损地将卫星遥感图像数据量压缩至一半左右。可为卫星遥感图像无损压缩技术的改进及工程应用提供参考。     

应用ASTER遥感图像的岩矿信息提取研究

高级星载热发射反射辐射计(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer,ASTER)的数据具有较高的空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率,利用其波段设置对比其他多光谱数据具有更好的波谱连续性这一特点,文章提出一种应用ASTER遥感图像的岩矿信息提取方法,用于帕米尔高原地区的岩矿信息提取。利用ASTER图像中的5个热红外波段数值来计算矿物学指数:石英指数、碳酸盐指数、镁铁质指数,将以上3个指数作为特征,通过随机森林分类方法实现岩矿信息提取,成功提取了5种重要的岩性信息(硅质、硫酸盐、超镁铁质、石英以及变质硅酸盐)。通过对帕米尔高原地区的遥感图像分析,绘制相关矿藏分布图,与经过实地勘测的矿藏分布图以及经过实验测试得到的数据点进行对比,充分验证了方法的有效性。