VIIRS中波红外地表双向反射率反演算法研究

中波红外(mid-infrared,MIR)是目前地球观测中热点研究的光谱区域,相比于可见光具有很多优势。中波红外反射率在叶生物量估算、不同植被类型区分等方面得到了广泛的应用。但由于在白天时卫星传感器接收到的辐射能量存在反射与发射能量耦合的问题,使得中波红外数据的利用存在一些困难。本文通过类似劈窗技术的计算模型计算出无太阳辐射时地表亮温T0g,并结合中波红外辐射传输模型推导出了适用于VIIRS中波红外地表双向反射率的反演模型。结果表明：反射率理论反演值与实际值较吻合,在太阳天顶角为0°时RMSE仅为0.009;反演模型受气象因子和仪器噪声的影响很小,在实际应用中可以忽略。     

利用LiDAR系统对飞机残骸进行分析的新方法

飞机失事的事故率较低,但损失一般较为严重.对飞机残骸现场的有效记录,能够帮助我们了解失事场景,并进行后续分析,但国内外相关研究较少.本文利用一套LiDAR系统对事故现场进行测绘和三维尺度图像信息保存.并结合改进的ICP算法实现了更高精度的点云拼接,从而对失事前后的同一部件进行对比分析,以确定其受力和变形情况,进而帮助确定失事原因.与其他飞机失事场景记录方法相比,该系统三维重现效果更好.     

低成本CMOS阵列式高速成像系统

高速摄像是研究瞬间发生的物理和化学现象的重要手段之一.针对碰撞过程,提出了应用低成本CMOS阵列式成像传感器构建高速摄像系统.成像阵列由16个可更换的CMOS单元组成,接在主板上.为了进行同步控制,实验研究了CMOS传感器的工作时序;通过延时器,使阵列式火花源分时闪光,并在CMOS快门打开的时间段内完成.实验表明,该系统可以实现对碰撞等瞬间发生过程的拍摄,为相关研究提供基础.     

基于几何矩预分类的无人机遥感图像自动配准方法

图像配准技术是近些年来图像处理领域发展迅速的研究方向之一.在遥感领域内,图像配准更是实现图像融合、运动检测、图像校正、图像拼接等应用的一个关键步骤.尽管国内外目前在图像配准方面提出了很多方法,但不同方法适用的图像范围不同,很多时候需要人工干预进行方法的选择.尤其对于无人机这种快速、实时获取图像的新型遥感平台,如何集合不同方法的优点以实现图像自动配准成为了关键性问题.本文在比较分析了基于SIFT和SURF特征提取图像配准方法的各自优势后,提出基于几何矩的方法对图像进行预先分类,从而决定将其分配给何种方法进行配准,实现全程自动化.实验证明,这种图像自动配准方法在拓宽了图像应用范围的同时保证了良好的配准效果.     

基于相关因素的遥感影像辐射质量度量模型研究

目前遥感影像辐射质量评价多以目视判读为主,具有很强的主观性。针对如何客观、全面地评价遥感影像辐射质量这一问题,本文研究了一种利用质量相关因素来评价遥感影像辐射质量的度量模型。该模型提取遥感影像的四个因素指标,即亮度、清晰度、信息量和纹理特征,采用相关分析法计算各个因素指标的权值。对于清晰度指标,通过改进梯度函数,研究了新的清晰度提取方法。实验证明,对于多种不同类型的遥感影像,本模型所得的评价结果可较好地符合人眼的视觉感受。该遥感影像辐射质量度量模型能够客观、定量地分析遥感影像辐射质量,同时与主观评价具有一致性。     

海洋气溶胶多角度偏振辐射特性研究

海洋气溶胶是对流层气溶胶的重要组成部分,对全球的辐射收支平衡及气侯变化均有重要的影响。评价气溶胶的直接与间接辐射效应需要对气溶胶的性质进行深入的研究。多角度偏振为气溶胶光学物理性质研究提供了新的方法。在对可见光550 nm和近红外860 nm波段处海洋气溶胶的光学性质的研究基础上,采用矢量辐射传输模型模拟了TOA（top of atmosphere）反射率和偏振反射率与下垫面性质、观测方位角、气溶胶光学厚度之间的敏感性。模拟结果表明,海洋型气溶胶的多角度偏振信息可以有效地体现气溶胶的光学性质,可以利用多角度偏振遥感信息进行海洋气溶胶的反演,为利用多角度偏振遥感数据进行海洋气溶胶提供了理论基础。     

成像技术的回顾与展望

阐述了成像技术发展的3个阶段:机械电子化、自动化、数字成像阶段.具体包括胶片式向磁记录式的转变,胶片式与数字式的兼容,数字式的空间、辐射、光谱和时间分辨率成像的前沿技术.提出由部件到系统的成像自动处理控制理论,并阐述了未来成像技术的发展趋势.     

无人机多光谱传感器场地绝对辐射定标研究

2010年10月14日无人机遥感载荷验证场科学实验在内蒙古乌拉特前旗展开,这是我国首个航空遥感定标验证场的首次科学实验。通过验证场实验数据及制作的朗伯特性好的六块高光谱辐射特性靶标,采用反射率基法对搭载在无人机平台上的宽视场多光谱相机进行了场地绝对辐射定标。结果显示,对于成功获取影像的绿光、红光及近红外通道的绝对定标结果中,计数值(DN值)与辐射传输计算得出的表观辐亮度之间的线性相关系数优于99%。经误差分析得到不确定度为5.19%,优于验证场课题要求的6%。定标结果表示,验证场所配备之高光谱辐射特性靶标适用于机载多光谱载荷的场地绝对定标,且定标结果可靠,可以用于地物参数的反演。     

最小平方卷积反演算法及其在桥梁动挠度测量中的应用

本文给出的最小平方卷积反演方法,利用了输入信号的时限约束,用Hilbert空间中的正交投影的方法,得到最小平方意义下的最优解.本文利用该方法成功地从惯性传感器信号中反演出桥梁动挠度信号,并给出与其他方法的比较,证明了该方法的有效性,为桥梁动挠度测试提供了一种新的手段.     

花岗岩表面二向性镜面反射分量和漫反射分量的比较研究

偏振反射与二向性反射之间存在着一定的定量关系.通过对不同粗糙程度花岗岩表面偏振反射的测量,计算出它们表面二向性镜面反射分量与二向性漫反射分量的大小,从而定量分析了花岗岩表面粗糙程度对热点与非热点区域两种分量的影响情况.同时通过分析还发现,光线入射天顶角也会对两种分量的大小起到一定的影响,而这种影响的强弱是受到花岗岩表面粗糙程度的控制.