高分辨率遙感成像仿真關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著越來(lái)越多的高分辨率衛(wèi)星的陸續(xù)發(fā)射升空，對(duì)地遙感觀測(cè)早已進(jìn)入“高分時(shí)代”。使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)模擬遙感器對(duì)地觀測(cè)過(guò)程，可直觀而準(zhǔn)確地分析、評(píng)測(cè)成像過(guò)程中影響圖像質(zhì)量的內(nèi)外因素和作用機(jī)制，為傳感器設(shè)計(jì)、遙感數(shù)據(jù)處理、圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、目標(biāo)特性研究等研究提供依據(jù)和指導(dǎo)，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。高分辨率遙感影像像元覆蓋尺寸小，對(duì)地物的幾何、輻射特性辨識(shí)度更高，相較于中低分辨率，高分辨率遙感成像仿真過(guò)程應(yīng)考慮的因素更加復(fù)雜。因此，本文結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真

2、技術(shù)和遙感成像機(jī)理，針對(duì)高分辨率遙感成像仿真過(guò)程中涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)了研究。具體研究工作體現(xiàn)在:
　　高精細(xì)度數(shù)字場(chǎng)景的輻射特性模型研究?；谡鎸?shí)場(chǎng)景建立了高精細(xì)度的三維數(shù)字場(chǎng)景。提出一種BRDF模型特征參數(shù)反演方法，修正了大氣散射對(duì)BRDF特征參數(shù)反演的影響，獲取了地物本征的方向反射特性。提出一種材質(zhì)紋理映射方法，將不同材質(zhì)的本征方向反射特性與高精細(xì)度模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而建立了高精細(xì)度三維數(shù)字場(chǎng)景的輻射特性模型，為后續(xù)計(jì)算不同

3、光照、大氣和觀測(cè)條件下的入瞳處輻射場(chǎng)提供基礎(chǔ)。
　　高分辨率遙感成像的入瞳處輻射亮度計(jì)算。提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光輻射參數(shù)快速計(jì)算方法，以不同條件下MODTRAN計(jì)算的光輻射參數(shù)為樣本，構(gòu)建并訓(xùn)練了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以快速計(jì)算大氣下行輻射、透過(guò)率、程輻射、光學(xué)厚度等光輻射參數(shù)，為并行的輻射傳輸計(jì)算提供必要的輸入?yún)?shù)。通過(guò)蒙特卡洛方法發(fā)射大量的光線并追蹤光線與大氣和三維場(chǎng)景的交互過(guò)程，模擬了地表輻射的多次反射作用，以及大氣對(duì)地表輻射場(chǎng)的空間調(diào)

4、制作用，并最終計(jì)算傳感器入瞳處輻射亮度，得到理想傳感器輸出的高分辨率輻亮度圖像。
　　基于上述關(guān)鍵技術(shù)的研究結(jié)果，編制了高分辨率遙感成像仿真程序，將仿真結(jié)果與GF-2衛(wèi)星獲取的輻亮度圖像進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果顯示仿真的入瞳處輻射亮度圖像與實(shí)拍的衛(wèi)星圖像之間具有較高的輻射一致性和空間一致性。
　　本文對(duì)高分辨率遙感成像仿真中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。論文的研究成果對(duì)發(fā)展遙感成像仿真平臺(tái)、促進(jìn)仿真技術(shù)的工程化應(yīng)用具有十分重