高分卫星成像模型
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高分三号成像模式介绍被誉为“天眼工程”的我国高分辨率对地观测系统重大专项迎来重要时刻。
解放日报·上观新闻记者从中国航天科技集团公司获悉,由该集团抓总研制的我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达卫星高分三号正式投入使用。
据介绍,高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达(SAR)卫星,具有12种成像模式。
它不仅涵盖了传统的条带、扫描成像模式,而且可在聚束、条带、扫描、波浪、全球观测、高低入射角等多种成像模式下实现自由切换,既可以探地,又可以观海,达到“一星多用”的效果。
分辨率达到1米,就能看清地面上的小轿车、海上行驶的船只。
高分三号的空间分辨率是从1米到500米,幅宽是从10公里到650公里,不但能够大范围普查,一次可以最宽看到650公里范围内的图像,也能够清晰地分辨出陆地上的道路、一般建筑和海面上的舰船。
由于具备1米分辨率成像模式,高分三号卫星成为世界上C频段多极化SAR卫星中分辨率最高的卫星系统。
而且它能同时发射、接收水平波和垂直波,是我国首颗多极化SAR卫星,帮助人们更好地分辨、识别地上、海上物体。
此外,高分三号卫星还是我国首颗设计使用寿命8年的低轨遥感卫星,能为用户提供长时间稳定的数据支撑服务,大幅提升了卫星系统效能。
SAR按扫描方式分类:合成孔径雷达按波束扫描方式一般分为三种模式:条带式SAR、聚束成像SAR 和扫描式SAR。
条带式SAR,其波束指向与载体的飞行方向是固定的,波束扫描平行于飞行航迹的一条条带区域,并得到该条带区域的雷达图像。
该模式成像技术相对简单,适合进行大面积的测绘,星载条带式SAR的测绘带宽可达几百公里。
聚束式SAR,其波束始终指向成像景物,可以对景物进行长时间的观测,获得长的合成孔径,从而获得高的方位分辨率。
该模式适合于对景物进行精细成像。
扫描式SAR,它是条带模式和聚束模式的结合体,它根据实际情况选择用条带模式或者聚束模式对景物进行粗略或者精细成像。
高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法一、本文概述随着空间技术和遥感科学的迅猛发展,高分辨率卫星遥感已成为地球观测与资源管理的重要手段。
高分辨率卫星遥感立体影像,以其高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的优势,为地表特征提取、环境监测、城市规划等领域提供了丰富而准确的信息源。
如何高效、精确地处理这些立体影像,以充分发挥其应用潜力,是当前遥感领域面临的重要挑战。
本文旨在探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法。
本文将回顾高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展历程,分析现有技术的优缺点。
接着,本文将重点介绍几种先进的处理模型与算法,包括基于深度学习的立体匹配算法、多源数据融合算法以及变化检测算法等。
这些算法不仅提高了影像处理的精度和效率,还拓宽了高分辨率卫星遥感的应用范围。
本文还将探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理技术在实践中的应用案例,如城市规划、灾害监测、环境评估等,以展示这些技术的实际应用价值和潜力。
本文将对未来高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展趋势进行展望,指出可能的研究方向和挑战,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
本文将对高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法进行全面而深入的探讨,旨在推动遥感科学技术的发展,为地球观测与资源管理提供更有效的技术支持。
二、高分辨率卫星遥感技术概述高分辨率卫星遥感技术是指利用卫星搭载的遥感设备获取地球表面的高清晰度图像和数据的技术。
这种技术在地理信息系统、城市规划、农业监测、环境保护、灾害评估和军事侦察等领域具有广泛的应用。
高分辨率卫星遥感技术的关键在于其搭载的传感器和数据处理算法。
传感器必须具备高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率,以确保获取到的图像清晰、详细。
同时,数据处理算法需要能够从这些高分辨率图像中提取有用的信息,进行分类、识别和分析。
立体影像处理是高分辨率卫星遥感技术中的一个重要方面,它涉及到从不同角度获取的两幅或多幅图像中重建地面的三维模型。
高分四号(GF-4)卫星于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射,是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星,搭载了一台可见光50米/中波红外400米分辨率、大于400公里幅宽的凝视相机,采用面阵凝视方式成像,具备可见光、多光谱和红外成像能力,设计寿命8年,通过指向控制,实现对中国及周边地区的观测。
高分四号数据文件
文件结构示意图
说明:
GF4_PMI**表示该数据包含全色、多光谱和中波红外数据;GF4_PMS**表示该数据仅包含全色和多光谱数据;
GF4_IRS**表示该数据仅包含中波红外数据。
1. 高分三号卫星简介高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,于2016年8月发射。
高分三号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”的目标的重要组成部分,能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像,能够高时效的实现不同应用模式下1米至500米分辨率、10公里至650公里幅宽的微波遥感数据获取,服务于海洋环境监测与权益维护、灾害监测与评估、水利设施监测与水资源评价管理、气象研究及其他多个领域,是我国实施海洋开发、进行陆地资源监测和应急防灾减灾的重要技术支撑,将改善我国民用天基高分辨率SAR数据全部依赖进口的现状,在引领我国民用高分辨率微波遥感卫星应用中起到重要示范作用。
2. 高分三号卫星指标介绍高分三高卫星包括12种成像模式(图1):聚束、超精细条带、精细条带1、精细条带2、标准条带、窄幅扫描、宽幅扫描、全极化条带1、全极化条带2、波成像模式、全球观测成像模式、扩展入射角模式。
每种模式有各自的成像指标,高分三号卫星于8月10日成功发射后,15日首次开机成像下传数据,且完成了SAR载荷全部12种成像模式测试工作。
图1 GF-3工作模式示意图(来自高三首发图,高分工程应用中心提供)本文将从卫星无控定位精度、方位向和距离向的空间分辨率、成像幅宽、成像模式、成像能力等方面介绍国产高分辨率三号卫星各项性能指标(表1)。
表1 卫星平台与载荷系统指标3. 标准及行业应用产品生成高分三号卫星数据包括L0-L3级标准产品及L4级行业应用产品,标准产品的生产是高分三号卫星数据应用必不可少的处理步骤,它是生成4级行业应用产品的前提。
具体产品生成过程如下:(1)L0级产品聚焦处理SAR传感器接收的原始信号为RAW数据(L0级),需要利用聚焦算法对其进行成像处理生成斜距单视复数影像(SLC影像,L1级),SLC影像是用户常用的一种数据产品类型。
高分三号卫星高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)民用卫星,是高分对地观测系统的重要组成部分。
1. 高分三号卫星简介高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,于2016年8月发射。
高分三号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”的目标的重要组成部分,能够获取可靠、稳定的高分辨率SAR图像,能够高时效的实现不同应用模式下1米至500米分辨率、10公里至650公里幅宽的微波遥感数据获取,服务于海洋环境监测与权益维护、灾害监测与评估、水利设施监测与水资源评价管理、气象研究及其他多个领域,是我国实施海洋开发、进行陆地资源监测和应急防灾减灾的重要技术支撑,将改善我国民用天基高分辨率SAR数据全部依赖进口的现状,在引领我国民用高分辨率微波遥感卫星应用中起到重要示范作用。
2. 高分三号卫星指标介绍高分三高卫星包括12种成像模式(图1):聚束、超精细条带、精细条带1、精细条带2、标准条带、窄幅扫描、宽幅扫描、全极化条带1、全极化条带2、波成像模式、全球观测成像模式、扩展入射角模式。
每种模式有各自的成像指标,高分三号卫星于8月10日成功发射后,15日首次开机成像下传数据,且完成了SAR载荷全部12种成像模式测试工作。
3、标准及行业应用产品生成高分三号卫星数据包括L0-L3级标准产品及L4级行业应用产品,标准产品的生产是高分三号卫星数据应用必不可少的处理步骤,它是生成4级行业应用产品的前提。
具体产品生成过程如下:(1)L0级产品聚焦处理SAR传感器接收的原始信号为RAW数据(L0级),需要利用聚焦算法对其进行成像处理生成斜距单视复数影像(SLC影像,L1级),SLC影像是用户常用的一种数据产品类型。
(2)L1级辐射定标产品生产由于多种误差源的存在,SLC数据存在辐射误差,为能精确反映地物回波特性,需要进行辐射定标处理,将输入信号转化为雷达后向散射系数。
利用卫星影像三维建模方案目录利用卫星影像三维建模方案 (1)1、概述 (1)2、提出问题 (2)(1)卫星类型多种多样,数据来源不统一 (2)(2)如何解决卫星数据稀少控制点或无控时解算精度差的问题 (2)(3)如何利用卫星影像数据快速高效建模 (2)3、解决方案 (2)(1)多源卫星数据支持 (2)(2)稀少控制区域网平差 (2)(3)利用卫星影像构建三维模型 (2)4、技术路线 (4)4.1总体技术路线 (4)4.2 三维模型创建流程 (5)1、概述空间信息主要是以图形化的形式存在的。
然而,用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的,只有专业的人士才懂得使用。
相比二维GIS,三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台,使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化,人们结合自己相关的经验就可以理解,从而做出准确而快速的判断。
随着国家经济的快速增长,人们对地理信息的需求也在不断增大,而传统的实景三维模型都是通过由航片获取,在遇到航空管制或者飞行困难区域,数据获取本身会有一定难度。
另外,对于大面积小比例尺的三维模型获取时间太长,运算效率慢,难以满足大场景实景三维建设的需求。
近年来,高分辨率卫星获得了较快的发展,其获取的图像经过辐射校正后达到了相当高的精度,结合卫星变轨或相机侧摆等方式,同一地物的重访周期大大缩短,非常有利于对目标场景的三维精细化建模,并利用高分辨率卫星影像制作三维地形及建筑物建模成为可能。
2、提出问题(1)卫星类型多种多样,数据来源不统一;(2)如何解决卫星数据稀少控制点或无控时解算精度差的问题;(3)如何利用卫星影像数据快速高效建模;3、解决方案(1)多源卫星数据支持SVS-SAT采用统一的RFM传感器成像几何模型、数据处理算法及作业流程,支持国内外包括 QuickBird、WorldView-I/II、IKONOS、GeoEye-I/II、 SPOT1-4、SPOT-5 HRS/HRG、SPOT6、SPOT7、Pleiades、IRS-P5、OrbView、ALOS/PRISM、 RapidEye、CBERS-02、天绘一号卫星、资源三号卫星、高分一号卫星等一系列高分辨率卫星影像,并支持大数据量的影像处理。
高分辨率卫星遥感影像几何处理模型研究综述作者:王瑶来源:《科技资讯》 2013年第23期高分辨率卫星遥感影像几何处理模型?研究综述王瑶(武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘要:高分辨率遥感影像的几何处理是多源遥感影像数据融合、分析、应用的前提和关键。
本文分析了导致遥感影像产生几何畸变的误差源,对当前广泛应用于遥感影像几何处理的数学模型进行了归纳和比较,并针对它们的缺点提出了进一步研究和完善的若干思考。
关键词:高分辨率卫星遥感影像;几何处理;模型;误差;精度中图分类号:TP751 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)08(b)-0000-00自1972年美国阿波罗号飞船携带框幅式立体量测相机用于月球测图计划以来,摄影测量应用便扩展到了航天领域。
随着航天技术、传感器技术、空间定位技术和计算机技术的发展,航天遥感逐渐向高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率方向发展,已成为对地观测的主要方式。
高清晰度、现势性强的卫星遥感影像亦成为人类获取地球空间信息的重要数据源。
本世纪初,随着IKONOS、QuickBird等地面采样间隔优于1 m的高分辨率遥感影像的问世,航天遥感影像的几何处理进入到一个新的发展阶段,利用卫星遥感影像测绘和更新大比例尺地形图成为可能。
而且,随着遥感应用领域的扩大,对遥感影像的几何处理要求越来越高。
作为遥感对地目标定位和地球空间信息提取理论基础的遥感影像几何处理模型,已成为摄影测量与遥感领域的新的研究热点。
与传统框幅式传感器成像不同,高分辨率卫星传感器多为CCD线阵列推扫式成像。
由于成像模式的改变,高分辨率卫星遥感影像的几何处理必须发展一套适合自身特点的几何处理模型和方法。
1 高分辨率卫星遥感影像的主要误差源众所周知,由不同传感器获取的遥感影像具有与其自身几何特性相对应的一系列几何变形,包括与姿态、位置和速度等相关的因素,同时还与用户最终所选择的投影方式、影像覆盖地形等条件有关。
如何利用卫星影像进行数字高程模型生成如何利用卫星影像进行数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)生成在现代科技迅猛发展的时代,卫星影像技术得到了广泛应用。
其中,利用卫星影像生成数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)在地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)领域具有重要意义。
本文将探讨如何利用卫星影像进行DEM生成。
一、卫星影像与数字高程模型的关系卫星影像是通过卫星传感器对地球的观测获得的。
它以图像的方式记录了地球上的地貌、地物等特征。
而数字高程模型则是对地表高程进行准确测量和建模的方法。
卫星影像可以提供大范围的地表特征信息,而数字高程模型则可以提供地表高程的精确数据。
因此,卫星影像与数字高程模型是密切相关的,卫星影像可以为DEM生成提供重要的数据来源。
二、卫星影像的处理在进行DEM生成之前,需要对卫星影像进行预处理。
预处理的目的是去除影像中的噪声、增强地物特征等。
常见的预处理步骤包括:1. 图像校正:对卫星影像进行几何校正,使其符合地理坐标系统。
2. 云层去除:卫星影像中常常存在云层遮挡的情况,需要通过图像处理技术去除云层。
3. 影像配准:将卫星影像与其他影像或地图进行配准,使其在空间上对应准确。
三、DEM生成方法1. 自动解算方法:自动解算方法是利用图像处理算法对卫星影像进行DEM生成的方法。
例如,光栅法将卫星影像栅格化,并通过影像匹配、三角剖分等技术生成DEM。
此外,基于特征点匹配的算法也可以用于DEM生成。
自动解算方法的优点是操作简单、速度快,但其精度相对较低。
2. 高精度解算方法:高精度解算方法利用更复杂的算法和更多的数据源来生成DEM。
例如,激光雷达(Lidar)技术可以提供精确的地表高程信息。
此外,通过多源数据融合的方式,如卫星影像、雷达、测量数据等,可以提高DEM的精度。
高分三影像fsii成像模式幅宽高分三号卫星(GF-3)是中国自主研发的一颗高分辨率对地观测卫星,具有多种成像模式,其中包括FSII成像模式。
FSII成像模式是高分三号卫星的一种主要成像模式,其幅宽是指在成像过程中覆盖的地面宽度范围。
首先,我们可以从技术参数的角度来解释FSII成像模式的幅宽。
高分三号卫星在FSII成像模式下的幅宽通常是指在特定条件下卫星成像时,能够覆盖的地面宽度范围。
这个幅宽通常会受到多种因素的影响,包括卫星的轨道高度、成像时的角度、成像设备的性能等因素。
一般来说,高分三号卫星在FSII成像模式下的幅宽可以达到几十公里到上百公里不等,具体数值可以根据实际情况进行调整。
其次,我们可以从应用角度来解释FSII成像模式的幅宽。
在实际应用中,FSII成像模式的幅宽决定了卫星在一次成像中能够获取的地面信息范围。
这对于地质勘查、城市规划、农业监测等领域都具有重要意义。
较大的幅宽意味着更广阔的覆盖范围,能够更快速地获取大范围的地理信息,有利于相关领域的决策和应用。
另外,我们还可以从性能指标的角度来解释FSII成像模式的幅宽。
卫星成像的幅宽除了受到技术参数和应用需求的影响外,还受到卫星成像设备性能的限制。
例如,成像设备的分辨率、波段数量等因素都会影响到成像的幅宽。
因此,在确定FSII成像模式的幅宽时,需要综合考虑卫星设备的性能指标,以确保成像质量和效果。
综上所述,FSII成像模式的幅宽是指高分三号卫星在该模式下能够覆盖的地面宽度范围,这涉及到技术参数、应用需求和设备性能等多方面的因素。
针对不同的应用场景和需求,可以灵活调整幅宽以获得最佳的成像效果。
第40卷 第1期2021年2月 世 界 地 质GLOBALGEOLOGYVol 40 No 1Feb 2021 文章编号:1004—5589(2021)01—0125—07高分六号卫星遥感影像不同几何校正方法精度对比研究王志伟1,杨国东1,张旭晴1,王凤艳1,毕晏珲21 吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;2 吉林水利电力职业学院,长春130000摘要:为探究不同几何校正方法对高分六号影像定位精度的影响,笔者分别使用地理国情数据和GPS数据,对影像进行基于有理函数模型与多项式模型的几何校正,并运用事先布置好的检查点与校正后影像上的同名地物点进行精度分析。
结果表明,利用地面控制点的几何校正中,有理函数模型的校正精度可达30m(1 5个像元),多项式模型校正精度为4 0m(2个像元),利用国情数据进行几何校正的平面位置精度可达4 9m(2 5个像元),有理函数模型的校正精度最高,这些校正方法精度结果满足国家1∶10000的数字正射影像的实际应用要求。
关键词:“高分六号”卫星;几何校正;有理函数模型;控制点中图分类号:TP79 文献标识码:A doi:10 3969/j issn 1004 5589 2021 01 013收稿日期:2020 07 06;改回日期:2020 10 26基金项目:国家自然科学基金项目(42077242)通讯作者:杨国东(1963—),教授,主要从事遥感、GIS及数字化成图方面的教学研究工作。
E mail:18844136963@163 comAcomparativeresearchontheaccuractyofdifferentgeometriccorrectionmethodsofGaofen 6satelliteremotesensingimageWANGZhi wei1,YANGGuo dong1,ZHANGXu qing1,WANGFeng yan1,BIYan hui21 CollegeofGeo explorationScienceandTechnology,JilinUniversity,Changchun130026,China;2 JilinPolytechnicofWaterResourcesandElectricEngineering,Changchun130000,ChinaAbstract:ToexploretheinfluenceofdifferentgeometriccorrectionmethodsonthepositioningaccuracyofGaofen 6image,nationalgeographicdataandGPSdataaregathered,andtheimageisgeometricallycorrectedbyrationalfunctionmodelandpolynomialmodel,respectively.Besides,precisionanalysisiscarriedoutusingcheck pointsandthecorrespondingpointsontheimage.Theresultsshowthat,withtheuseofgroundcontrolpoints,cor rectionerrorforrationalfunctionmodeliswithin3 0m(1 5pixels)andcorrectionerrorforthepolynomialmodeliswithin4 0m(2pixels).Thecorrectionerrorofpolynomialmodelbyanalyzingnationalgeographicdataiswith in4 9m(2 5pixels).Modelofrationalfunctioncanacquirethehighestcorrectionaccuracy.Theaccuracyre sultsfromthosecorrectionmethodsmeettherequirementsforDigitalOrthophotoMapof1∶10000inChina.Keywords:“Gaofen 6”satellite;geometriccorrection;rationalfunctionmodel;controlpoints0 引言21世纪初以来的十年,中国航天遥感已步入一个能快速提供多种高分辨率对地观测数据的新阶段,高分辨率遥感卫星在国土资源调查、城市规划建设、农业、林业以及自然灾害监测等方面起到了重要作用[1 2]。