高分辨率遥感卫星应用 成像模型、处理算法及应用技术(张永生,巩丹超等著)思维导图

一种基于GPU和内存映射文件的高分辨率遥感图像快速处理方法马秀丹;崔宾阁;钟勇;张永辉;费东【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2018(042)001【摘要】高分辨率遥感图像处理经常面临程序执行时间过长和内存空间不足的问题,虽然并行计算技术可以提高遥感图像的处理速度,但是无法降低算法占用的巨大内存空间.为了解决这一问题,本文提出了一种利用CUDA和内存映射文件的高分辨率遥感图像快速处理方法,并以K-Means算法为例进行了实现.其中,CUDA技术可以有效利用GPU强大的并行计算能力,而内存映射文件技术降低了磁盘I/O速度较慢对算法性能的影响.实验结果表明,本文方法比传统K-Means聚类算法计算速度提高了30倍左右,内存使用量降低了90％以上.【总页数】8页(P139-146)【作者】马秀丹;崔宾阁;钟勇;张永辉;费东【作者单位】山东科技大学计算机科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学计算机科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学计算机科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学计算机科学与工程学院,山东青岛266590;山东科技大学计算机科学与工程学院,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TP391.41【相关文献】1.基于GPU的遥感图像快速去噪处理 [J], 张海军;陈圣波;张旭晴;王亚楠2.一种基于频谱段能量的高分辨率遥感图像边缘特征检测方法 [J], 吴桂平;肖鹏峰;冯学智;王珂;黄秋燕3.一种基于Hadoop的高分辨率遥感图像处理方法 [J], 常生鹏;马亿旿;蔡立军;丁玉成4.一种基于TV-Gabor模型的高分辨率遥感图像农田信息提取方法 [J], 黄秋燕;肖鹏峰;冯学智;吴桂平5.一种改进的基于结构张量的高分辨率遥感图像道路提取算法 [J], 滕鑫鹏;宋顺林;詹永照因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高分辨率成像技术在遥感测绘中的应用引言遥感测绘技术是用于获取地球表面信息的一种方法，通过各种传感器获取地面的图像和数据，并进行分析和处理。

高分辨率成像技术是遥感测绘中一种重要的手段，它能够提供更清晰、更精确的图像信息，为地理信息系统的建设和资源管理提供了强有力的支持。

本文将介绍高分辨率成像技术在遥感测绘中的应用，并着重概述其在城市规划、农业监测和环境保护等领域的具体应用。

第一章高分辨率成像技术概述高分辨率成像技术是指在遥感图像中所能分辨的最小物理细节。

它通过增加传感器的像元数量和减小像元尺寸，提高图像的空间分辨率。

高分辨率成像技术包括光学成像技术和雷达成像技术两种主要类型，其中光学成像技术又分为空间光学和航空光学两种。

第二章高分辨率成像技术在城市规划中的应用城市规划是指对城市发展进行系统性的规划与设计，以实现城市的合理、高效和可持续发展。

高分辨率成像技术在城市规划中可以提供精确的地形和地貌信息，帮助规划师更好地了解城市的现状和发展趋势。

通过高分辨率卫星图像，可以测量城市的用地类型、道路网络、建筑分布等重要信息，为城市规划和管理部门提供数据支撑。

第三章高分辨率成像技术在农业监测中的应用农业是国民经济的重要组成部分，而高分辨率成像技术在农业监测中发挥着关键作用。

通过获取农田的高分辨率图像，可以实时监测农作物的生长情况和病虫害的发生情况，提高农业生产的精度和效率。

此外，高分辨率成像技术还可以帮助农业专业人员进行土地资源调查和水资源管理，为农业发展提供有力支持。

第四章高分辨率成像技术在环境保护中的应用环境保护是维护生态平衡、保护环境资源的一项重要活动。

高分辨率成像技术在环境保护中能够提供精确的空间和时序信息，为环境监测和评估提供数据支持。

通过获取高分辨率的地表图像，可以监测土地利用变化、森林覆盖变化和水质污染等环境问题，为环境保护决策提供科学依据。

结论高分辨率成像技术作为一种重要的遥感测绘手段，具有广泛的应用前景。

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。

扩展核线模型在线阵CCD卫星遥感影像立体匹配中的应用巩丹超;张永生;刘宏
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】2006(16)6
【摘要】核线(epipolarity)是立体摄影测量分析像对几何关系的一个基本概念,在摄影测量的处理当中有着重要的应用价值,但经典的核线关系仅适用于框幅式中心投影影像.针对线阵CCD卫星遥感立体影像,将基于投影轨迹法的扩展核线模型引用到影像匹配中, 提出了一种基于动态核线的近似直线约束方法,实现了线阵CCD 立体影像匹配的核线约束;在此核线模型应用的基础上,提出了一种基于核线的成像约束方法.试验结果表明前一种方法在匹配速度方面比传统方法有显著的提高,后一种方法在匹配精度、可靠性方面比传统方法有明显提高.
【总页数】5页(P570-574)
【作者】巩丹超;张永生;刘宏
【作者单位】解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052;解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052;解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.应用主动轮廓线生长模型的细胞核自动分割 [J], 胡敏;平西建;郭戈;丁益洪
2.作用域扩展函数在主动轮廓线模型中的应用 [J], 陈洪;王瀚;王燕燕;孙慰迟
ndsat卫星遥感影像在焦作市建成区扩展变化监测中的应用 [J], 刘文锴;杨磊库;梁洪有;张合兵
4.线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型 [J], 巩丹超;张永生;陈筱勇
5.有理函数模型在线阵CCD推扫式传感器影像处理中的应用分析 [J], 巩丹超;刘广社;王新义;李晶;王建荣
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DOM 生产对数字高程模型的精度要求黄 健（江苏省测绘工程院 南京 210013）摘 要：DOM 的数字微分纠正通常要用到DEM 来实现地形的纠正，DEM 的精度会在多大程度上影响DOM 的纠正精度，是很多技术人员所关心的问题之一。

作者通过详实的论证得出了一些结论，为航空摄影项目实施中各项技术指标的确定、为合理有效地选取DEM 数据源等问题作了科学的回答。

关键词：DOM DEM 精度一、 前言无论航空影像或卫星遥感影像，只要成像方式不是严格的正射投影（正投影），地形和地物的高差必然会导致成像像元的位移，即产生地物投影差。

地物投影差虽然可以实现立体感，用于采集高程信息，但是其消极的因素也是客观存在的。

比如地形的投影差会发生地物变形和扭曲，建筑物投影差会发生影像遮挡等现象。

利用数字高程模型进行影像的数字微分纠正，可以有效地校正地形导致的投影现象，这就是数字正射影像（DOM ）生产的主要原理。

由于各种遥感传感器的成像方式、成像角度、投影方式各不相同，地形所引起的投影差也有很大差异。

航空影像是中心投影，投影系数距像主点的距离大小呈发射状，而推扫式卫星遥感影像基本上表现一致的投影系数，与成像高度角有关。

这里我们就这两种传感器的成像原理进行分析，讨论影像投影差的产生，以便于在DOM 生产作业中，对有效选择DEM 数据提供理论依据。

二、 地形变化对遥感影像投影的影响1、框幅式航空影像的地形变化影响图1为框幅式航空像片的中心投影成像示意图，f 为相机的摄影焦距，H 为相对航高，h 为某点所处的相对高程，D 为该点离像片摄影中心的水平距离，d 为该点底部的成像点距像主点的距离，d ’为有高差h 的成像点距像主点的距离，它们满足这样的几何关系：D d Hf=； （1） D d'h -H f=； （2）故由于地形影响而导致的地物投影差大小Δd ： Δd =d'-d = f ×D ×（h H 1--H 1）= f ×D ×h H h - ； （3） 摄影比例尺分母s 满足关系式： s 1 = H f = D d ； （4）故式（3）可写为：Δd=f ×D ×h H h -=H ×d ×h H h -= H ×（d'-Δd ）×h H h -； （5） 经整理，得：Δd=d'×H h=d'×s *f h 。

高分辨率遥感影像处理与分析技术一、引言高分辨率遥感影像处理与分析技术是遥感科学领域的重要组成部分，随着遥感技术的发展和卫星观测能力的提高，高分辨率遥感影像处理与分析技术越来越受到关注和重视。

本文将从影像预处理、影像分类与识别、影像变化检测、图像融合以及影像解译等方面进行介绍和分析。

二、影像预处理高分辨率遥感影像预处理是遥感影像处理与分析的第一步，主要包括辐射校正、大气校正、几何校正和噪声去除等。

辐射校正是将遥感影像的数字值转化为地物辐射亮度的过程，以实现定量分析。

大气校正则是根据遥感影像中的大气效应，对图像进行校正，以减少大气的影响。

几何校正是将遥感影像与地面坐标系统对应起来，使图像具有准确的地理坐标信息。

噪声去除是为了提高图像的质量和可用性，消除由传感器、大气和地面等因素引入的噪声。

三、影像分类与识别高分辨率遥感影像分类与识别是将遥感影像中的像元分为不同地物类型的过程。

常用的分类方法包括基于特征的分类方法、基于像元的分类方法和基于对象的分类方法。

其中，基于特征的分类方法根据遥感影像的光谱、纹理、形状等特征进行分类。

基于像元的分类方法使用统计学方法，将相似的像元分为同一类别。

基于对象的分类方法则将相邻像元组成的区域作为分类单元。

高分辨率遥感影像分类与识别技术在土地利用、城市规划、环境监测等领域具有广泛应用。

四、影像变化检测高分辨率遥感影像变化检测是通过比较不同时间或不同传感器获取的影像，发现和定量分析地物的变化情况。

影像变化检测常用的方法包括基于像元的变化检测和基于对象的变化检测。

基于像元的变化检测通过比较不同时间或不同传感器获取的像元数值，检测地物的变化情况。

基于对象的变化检测则将相邻像元组成的区域作为变化检测单元，通过比较不同时间或不同传感器获取的区域特征，发现地物的变化情况。

影像变化检测技术在城市更新、环境灾害监测等方面具有重要意义。

五、图像融合高分辨率遥感影像融合是将多个传感器或多个波段获取的影像融合为一个影像，以提高图像的空间分辨率和光谱信息。

WorldView卫星影像正射纠正及精度分析有理函数模型（RFM）是与具体传感器无关的通用的模型。

本文通过实验得出，利用RMF并辅以适量的GCP来处理WorldView卫星影像，可以得到更高精度的正射影像，并进一步对纠正精度进行分析。

标签：WorldView高分辨率遥感卫星；有理函数模型（RFM）；正射纠正；精度分析引言高分辨率卫星是航天技术的发展和社会经济发展高速增长共同推动的产物。

1999年，第一景商业遥感卫星影像IKONOS出现在市场上以来，QuickBird、OrbView、WorldView等一系列高分辨率遥感卫星相继面世。

用户为处理这些各不相同的新型传感器数据，需要获取传感器的镜头构造、成像方式及卫星轨道等信息，来建立卫星传感器的严格轨道模型不断完善影像处理系统，这给用户带来诸多不便。

而出于技术保密，高分辨率卫星影像的传感器镜头构造、成像方式及卫星轨道等信息并不公开，用户就无法建立严格成像模型。

要及時快速地处理这类高分辨率遥感卫星影像数据，使用与传感器无关的通用模型代替严格卫星轨道模型成为解决这一问题的有效途径。

基于有理函数的通用传感器模型，因考虑了高程因素，纠正精度仅次于共线方程，得到人们的普遍关注和全面研究。

1 有理函数模型（RFM）有理函数模型（Rational Function Model，简称RFM）是把像点坐标表示为以相应地面点空间坐标为自变量的多项式的比值。

有理函数模型的系数（RFC）有两种来源：一种是数据分发商将其作为影像元数据的一部分提供给用户，用户使用有理函数信息校正卫星影像。

另外一种是采集适量的地面控制点（Ground Control Point，简称GCP）来解算有理函数模型的系数。

在实际应用中，为充分保证卫星影像的纠正精度，一般采用采集适量的GCP来解算RFC这一方法。

4 分析与结论（2）利用最小二乘法原理和一定量的控制点来解算有理函数模型的系数，RFM的函数关系只在控制点位上是比较严格的，而在其他点则是近似的。

基于功能的资源三号测绘卫星应用分析摘要：资源三号卫星于2012年1月9日成功发射，是我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星。

资源三号上搭载的前、后、正视相机可以获取同一地区三个不同观测角度立体像对，能够提供1∶5万比例尺立体测图、1:2.5万比例尺地形图、高分辨率影像以及蓝、绿、红、近红外四个波段的多光谱影像。

资源三号测绘卫星的成功发射对于提高我国的国土资源调查与监测的数据保障能力，推动地理信息产业发展，具有重要意义。

关键字：资源三号卫星立体测图高分辨率多光谱影像1 引言自从20世纪60年代人类进入太空时代以来，卫星遥感就成为我们观察、分析、描述所居住的地球环境的重要手段。

90年代随着冷战的结束，高分辨率卫星影像开始由军用走向民用，其中较为经典的有：数字地球公司（DigitalGlobal）的“QuickBird”（快鸟）卫星系统、轨道成像公司（Orbimage）的OrbView卫星系统，以色列的EROS-2和法国的SPOT-5等系统。

这些卫星的传感器多采用线阵列CCD传感器，按照推扫式扫描成像，可同时获取地面的高分辨率全色和多光谱影像，能在沿轨方向上前视和后视成像形成无明显时间差的立体覆盖以获得同轨立体像对。

传统测绘产品的制作一般都是基于航空摄影测量作业，但是航空摄影测量作业范围较小而且成本较高，因而不适合于大范围的地形测绘。

现有的高分辨率卫星一般都能达到2.5米（SPOT为5米）的空间分辨率，因而能够代替传统航空摄影测量用于1:5万测绘产品的生产和1:2.5万及更大比例尺测绘产品的修测和更新，为国土、交通、城建、水利、农业、林业、环保、防灾减负等领域提供卫星测绘保障服务。

2 资源三号卫星介绍资源三号卫星于2012年1月9日成功发射。

资源三号卫星重约2650公斤，设计寿命约5年。

资源三号卫星是我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星，卫星集测绘和资源调查功能于一体。

资源三号上搭载的前、后、正视相机可以获取同一地区三个不同观测角度立体像对，能够提供丰富的三维几何信息，填补了我国航天立体测图这一领域的空白，具有里程碑意义。

基于严格成像模型的遥感影像RPC参数求解仝广军;曹彬才;曹芳【摘要】利用严格成像模型生成虚拟格网点，采用与地形无关的方案解算遥感影像RPC参数，并利用天绘一号卫星高分辨影像进行实验，结果表明RPC参数的拟合内符合精度很高，完全可以替代严格成像模型。

【期刊名称】《测绘技术装备》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】成像模型;RPC;拟合精度;天绘一号【作者】仝广军;曹彬才;曹芳【作者单位】第二测绘导航基地江苏南京 210000;信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州 450052;宜宾职业技术学院四川宜宾 644000【正文语种】中文有理函数模型是目前国际上广泛使用的高分辨率遥感卫星成像几何模型，其实质是用纯数学方法拟合严格几何模型，可以看作对实际地形的一种数学逼近。

自从1999年IKONOS卫星成功发射后，有理函数模型开始得到摄影测量界的广泛关注，ISPRS成立了专门工作组研究有关RFM的误差传递和优化、RPC参数的精确求解、基于RFM的空间目标定位等问题[1]。

目前，RPC参数解算有“与地形无关”和“与地形有关”两种方案，前者不受地面控制点的影响，通过严格几何模型计算得到大量的虚拟格网点作为解算RPC的初始条件，是最为常用的方法。

本文分析了高分辨率卫星的严格几何模型，随后对天绘一号高分辨率影像进行了实验。

建立遥感影像的严格成像模型，需要实现不同坐标系之间的转换，才能将影像的像点坐标与其对应地面点的坐标联系起来。

高分辨率遥感卫星严格成像模型相关的坐标系包括[2]：影像坐标系、传感器坐标系、本体坐标系、轨道坐标系、星敏感器坐标系、空间固定惯性参考系和地球固定参考系等。

建立传感器的严格成像模型，即该传感器所拍图像的像点坐标与其对应地面点坐标间的严密数学关系式，就是要分别得到上述各坐标系之间转换矩阵，或者得到总的转换矩阵，从而实现“像点坐标”与“对应地面点坐标”之间的互相转化。

超分辨率图像重建技术在遥感图像处理中的应用与准确性评估遥感图像是利用人造卫星、飞机或其他平台获取地表信息的一种重要数据源。

然而，由于传感器限制和数据传输的局限性，获取的遥感图像往往具有较低的空间分辨率。

为了克服这一限制，超分辨率图像重建技术被广泛应用于遥感图像处理中，以提高图像的细节和空间分辨率。

本文将探讨超分辨率图像重建技术在遥感图像处理中的应用，并对其准确性进行评估。

超分辨率图像重建技术的基本原理是从低分辨率图像中恢复高分辨率细节。

该技术利用图像中的统计特征和高分辨率参考图像的先验信息来拟合细节信息。

常用的超分辨率图像重建方法包括插值算法、基于学习的方法和基于卷积神经网络的方法。

在遥感图像处理中，超分辨率图像重建技术具有广泛的应用。

首先，它可以提高目标检测和识别的准确性。

高分辨率图像包含更多的细节信息，能够更清晰地显示地面目标。

通过将低分辨率遥感图像转换为高分辨率图像，可以提高目标检测和识别算法的效果，帮助决策制定者更准确地分析地理环境和辅助决策。

其次，超分辨率图像重建技术也可以改善遥感图像的可视化效果。

高分辨率图像具有更多的细节信息和更丰富的颜色表现力，可以更好地反映地表特征。

通过将低分辨率图像转换为高分辨率图像，可以使遥感图像更生动、更鲜明，提高图像的观赏性和可读性。

此外，超分辨率图像重建技术还可以帮助改善遥感图像的解译和分析能力。

高分辨率图像能够提供更精确的地物边界和空间信息，有助于对地表特征进行定量分析和解释。

通过将低分辨率图像转换为高分辨率图像，可以增强遥感图像的解译和分析能力，为地理信息系统（GIS）分析和土地利用规划等应用提供更可靠的数据支持。

然而，超分辨率图像重建技术在遥感图像处理中的应用也面临着一些挑战和限制。

首先，选取合适的低分辨率图像作为输入是非常关键的。

低分辨率图像的质量将直接影响重建结果的准确性。

其次，超分辨率图像重建技术需要大量的计算资源和复杂的算法。

对于大规模的遥感图像数据集，计算时间和计算资源的需求是一个挑战。

高分辨率卫星影像及其信息处理的技术模型
马廷
【期刊名称】《遥感信息》
【年(卷),期】2001(000)003
【摘要】随着高空间分辨率传感技术的发展,利用遥感的手段将会获得更加丰富的地表景观的信息.然而,由于信息量大、细节增多、纹理变化复杂等原因,高分辨率卫星影像的处理面临新的更加复杂的难题.本文在分析讨论此类影像特点的基础上,提出基于计算机视觉技术的一系列可行的技术手段的概念模型.
【总页数】5页(P6-10)
【作者】马廷
【作者单位】北京大学遥感与GIS技术应用研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.基于对比分析的国产高分辨率卫星影像数据质量评价与应用研究 [J], 宋欣;方爱玲;刘军;尤小燕
2.基于简译的高分辨率卫星影像信息提取研究 [J], 杨昊;杨壮;孙迪
3.高分辨率遥感卫星影像快速生产典型问题处理方法的探讨 [J], 周碧莲
4.基于国产高分辨率卫星影像的石油开发状况遥感调查研究 [J], 李郑;刘乐;彭鹏
5.浅谈基于高分辨率卫星影像的地形图快速更新 [J], 姚晓丽;霍爱梅;秦永志;李婧
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新型遥感卫星传感器几何模型-有理函数模型
巩丹超;邓雪清;张云彬
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】2003(23)1
【摘要】介绍了一种新型的遥感卫星传感器几何模型:有理函数模型.结合目前遥感卫星传感器几何模型的研究现状,讨论了有理函数模型的建立、最小二乘解算过程,并分析了其几何特性以及在遥感中的应用前景.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】巩丹超;邓雪清;张云彬
【作者单位】解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052【正文语种】中文
【中图分类】TP732
【相关文献】
1.有理函数模型在光学卫星影像几何纠正中的应用 [J], 张过;李扬;祝小勇;唐新明
2.基于有理函数模型和多项式模型的天绘一号影像几何校正精度评估 [J], 朱倩;李霞;李少峰
3.有理函数模型在线阵CCD推扫式传感器影像处理中的应用分析 [J], 巩丹超;刘广社;王新义;李晶;王建荣
4.基于有理函数模型的北京二号影像几何校正 [J], 王超;吴亚文;张伟
5.基于优化有理函数模型的高分辨率遥感影像几何校正及其精度评估——以ZY-3和Pléiades卫星数据为例 [J], 张亚妮; 胡德勇; 于琛; 段欣; 王莎莎; 刘曼晴
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