高分辨率遙感衛(wèi)星應用

內容概要

本書主要介紹高分辨率遙感衛(wèi)星圖像空間信息處理的理論、方法與應用技術，重點圍繞高分辨率線陣傳感器的成像模型、空間影像三維信息采集、目標定位、立體測圖、圖像融合的理論和算法進行系統(tǒng)論述。全書共分十一章，綜合介紹高分辨率遙感衛(wèi)星及相關技術的進展，全面分析線陣CCD傳感器的嚴密成像模型及目標三維定位技術，以有理函數理論為基礎擴展通用傳感器模型的完整技術方法與算法，基于投影軌跡法的立體影像廣義核線模型及動態(tài)核線技術的應用，同軌與異軌衛(wèi)星影像的立體匹配技術與實現方法，多源遙感影像融合與分類技術，高分辨率影像地物提取技術及衛(wèi)星影像測圖與更新技術，航天飛機干涉雷達全球測圖的原理與方法，還介紹了海量遙感影像管理的數據結構與算法，以及建立遙感圖像信息系統(tǒng)的相關技術。 本書可供遙感科學與技術、地理信息系統(tǒng)、地球空間信息科學、對地觀測、信息資源開發(fā)、3S系統(tǒng)集成、資源與環(huán)境、國土資源調查、測繪、衛(wèi)星應用技術等學科領域的研究開發(fā)者、管理者閱讀參考，也可作為相關專業(yè)大學高年級學生和研究生的教材或教學參考書。  
前 言
隨著空間技術的不斷發(fā)展，空間遙感活動中所使用的遙感器的工作波段已得到充分
擴展，遙感成像傳感器的空間分辨率也在迅速提高。從20世紀90年代初以來的十多年，
航天遙感已步入一個能快速提供多種高分辨率對地觀測海量數據的新階段，航天遙感已
逐步發(fā)展成為實用化、產業(yè)化的高新技術，在軍事和民用領域都得到了廣泛的應用。面對
和平與發(fā)展的歷史潮流，各空間技術大國相繼制定了將軍事航天遙感與民用商業(yè)遙感相
互結合、互相促進的技術發(fā)展政策。各軍事大國從自身利益出發(fā)，都競相將其所擁有的部
分高技術轉為民用，欲以高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像來占領利潤極高的航天遙感市場。自
1999年國際上第一顆高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星發(fā)射成功以來，已陸續(xù)有多顆性能相近的衛(wèi)
星投入業(yè)務運行，因高分辨率衛(wèi)星圖像的高精度、適宜的成本、豐富的產品樣式，在地學、
資源環(huán)境、大型基礎建設工程等領域，激發(fā)出前所未有的技術熱情和深入、廣泛的應用。
目前民用遙感傳感器的空間分辨率已達到米級甚至亞米級。空間分辨率達到米級的立體
遙感圖像，已有能力替代傳統(tǒng)用于1：2．5萬和1：1萬比例尺地形圖測繪或地理信息更新
的航空攝影。
    航天測圖從20世紀60年代初期開始研究，到了70年代伴隨空間技術和測繪儀器的
發(fā)展而不斷進步，航天測圖方案日趨成熟，80年代航天測圖逐步趨于實用，90年代航天測
圖進入提高的新階段。我國利用高分辨率遙感衛(wèi)星圖像進行三維定位和測圖的起步比較
晚，目前雖然在多個領域開展了一些相關項目(利用航天影像測圖)的研究，但是大都處于
研究、探索階段，尤其是對高分辨率衛(wèi)星圖像的應用還缺乏系統(tǒng)配套的理論、技術和處理
系統(tǒng)。本書正是針對這一現狀，結合我們承擔的多項國家高技術計劃信息領域和航天領
域的研究項目，瞄準高分辨率遙感衛(wèi)星圖像空間信息處理的核心技術，探索從遙感衛(wèi)星傳
感器成像模型的建立，到地面目標三維定位、立體影像匹配、地圖測圖、圖像融合諸多方面
涉及的理論、方法和應用處理方案。特別是在傳感器有理函數模型、廣義核線模型、立體
圖像匹配技術等方面具有顯著特色，相關的研究成果已得到工程實踐的檢驗和實際生產
的應用。
    本書既注重基礎理論和核心技術，也十分重視實用技術，特別兼顧了多個應用領域的
需求和具體應用背景，使得相關技術能夠方便地在工程實踐中推廣應用。
    本書是作者近幾年在高分辨率衛(wèi)星遙感應用領域科研和學術研究工作的總結，在寫
作過程中借鑒、吸收、參考了國內外同行的研究成果與有益經驗。限于作者的專業(yè)范圍、
技術視野和學術水平，錯漏和不當之處在所難免，敬請讀者批評指正。

書籍目錄

第一章 高分辨率遙感衛(wèi)星進展　1. 1 高分辨率遙感衛(wèi)星發(fā)展現狀　1. 2 幾種典型高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)　1. 2. 1 IKONOS衛(wèi)星系統(tǒng)　1. 2. 2 QuickBird衛(wèi)星系統(tǒng)　1. 2. 3 SPOT-5衛(wèi)星系統(tǒng)　1. 3 對地觀測衛(wèi)星的智能化發(fā)展趨勢　1. 3. 1 對地觀測衛(wèi)星的發(fā)展歷史　1. 3. 2 EOS衛(wèi)星成像系統(tǒng)的發(fā)展趨勢　1. 3. 3 未來的“智能型”對地觀測衛(wèi)星　第二章 線陣CCD傳感器嚴密成像模型　2. 1 緒論　2. 2 遙感影像傳感器模型　2. 2. 1 經典的傳感器幾何模型　2. 2. 2 傳感器物理模型與通用模型及其分析　2. 3 基于共線方程的嚴密傳感器模型　2. 3. 1 基于共線方程的傳感器模型的建立　2. 3. 2 嚴密傳感器模型的解算及應用　2. 4 基于仿射變換的傳感器模型　2. 4. 1 研究現狀　2. 4. 2 平行投影成像幾何關系　2. 4. 3 基于平行投影的傳感器模型　2. 4. 4 透視投影與平行投影的投影轉換　2. 4. 5 基于仿射變換的傳感器模型的解算　第三章 通用成像模型的理論與方法　3. 1 引言　3. 2 傳感器通用成像模型　3. 3 基于有理函數的通用傳感器模型　3. 3. 1 通用傳感器模型RFM的引入　3. 3. 2 有理函數的定義　3. 3. 3 有理函數模型的應用　3. 4 計算與分析　3. 4. 1 試驗數據　3. 4. 2 正解RFM的建立及擬合精度分析　3. 4. 3 正解RFM三維重建及定位精度分析　3. 4. 4 有理函數模型的綜合評價　第四章 遙感影像融合與分類　4. 1 影像融合技術概述　4. 2 影像融合處理方法　4. 2. 1 基于像元的加權融合處理方法　4. 2. 2 利用IHS變換進行融合處理　4. 2. 3 PCA融合處理方法　4. 2. 4 小波變換融合處理方法　4. 3 影像分類的原理與過程　4. 4 影像分類技術與算法　4. 4. 1 監(jiān)督分類　4. 4. 2 遙感圖像非監(jiān)督分類　4. 4. 3 高分辨率遙感影像分類應用　第五章 立體遙感影像核線理論與模型　5. 1 緒論　5. 2 經典的遙感影像核線模型　5. 2. 1 中心投影影像的核線模型　5. 2. 2 線陣CCD推掃式影像的近似核線模型　5. 3 基于投影軌跡法的核線理論與模型　5. 3. 1 中心投影影像基于投影軌跡法的核線模型　5. 3. 2 線陣CCD推掃式影像基于投影軌跡法的核線模型　5. 3. 3 實驗計算與分析　5. 4 基于簡化傳感器模型的核線關系分析　5. 5 核線模型的應用分析　5. 5. 1 立體視覺中的基本矩陣　5. 5. 2 中心投影影像的核線模型　5. 5. 3 線陣CCD推掃式影像的核線幾何關系　5. 5. 4 實驗結果　第六章 線陣CCD衛(wèi)星影像立體匹配　6. 1 引言　6. 2 遙感影像立體匹配技術概述　6. 2. 1 影像匹配的分類　6. 2. 2 匹配不確定性及約束條件的引入　6. 2. 3 線陣CCD推掃式影像匹配　6. 3 核線關系在線陣CCD推掃式影像立體匹配中的應用　6. 3. 1 基于動態(tài)核線的近似直線約束　6. 3. 2 基于核線的成像約束　6. 4 基于特征和加權灰度窗口的影像匹配　6. 4. 1 線陣CCD推掃式影像的特點　6. 4. 2 基于不變矩和加權灰度窗口的匹配　6. 4. 3 實驗計算與分析　6. 5 基于遺傳算法的影像匹配　6. 5. 1 遺傳算法簡介　6. 5. 2 簡單遺傳算法　6. 5. 3 基于遺傳算法的影像匹配　第七章 高分辨率影像地物提取技術　7. 1 引言　7. 2 建筑物提取技術概述　7. 3 基于高分辨率遙感影像的建筑物提取　7. 3. 1 建筑物模型的建立　7. 3. 2 建筑物識別與檢測　7. 3. 3 基于SUSAN算子的角點提取　7. 3. 4 基于Hough變換的直線段提取　7. 3. 5 自適應多窗口的角點匹配　7. 3. 6 基于立體遙感影像的建筑物提取方案　7. 3. 7 實驗結果與分析　7. 4 基于遙感影像的線狀地物提取　7. 4. 1 影像道路的基本特征　7. 4. 2 影像道路特征提取的基本過程　7. 4. 3 影像道路特征提取的研究現狀　7. 4. 4 動態(tài)規(guī)劃方法(DP)　7. 4. 5 Snake模型　第八章 衛(wèi)星遙感影像測圖處理系統(tǒng)　8. 1 衛(wèi)星影像測圖與空間信息更新技術　8. 1. 1 衛(wèi)星遙感影像用于空間信息更新的意義　8. 1. 2 利用衛(wèi)星遙感影像測圖與更新地圖的優(yōu)缺點　8. 2 衛(wèi)星遙感影像測圖處理系統(tǒng)　8. 2. 1 概述　8. 2. 2 SpacialView測圖處理系統(tǒng)　8. 2. 3 立體觀察設備　8. 2. 4 三維量測控制系統(tǒng)　8. 3 衛(wèi)星影像測圖軟件與使用　8. 3. 1 基于MicroStation的測圖環(huán)境　8. 3. 2 MicroStation二次開發(fā)語言　8. 3. 3 衛(wèi)星影像測圖系統(tǒng)基礎設置　8. 3. 4 符號庫設置　8. 3. 5 矢量數據采集　8. 3. 6 矢量數據編輯　第九章 航天飛機干涉雷達全球測圖　9. 1 引言　9. 2 SRTM的技術設計　9. 2. 1 概述　9. 2. 2 SRTM的硬件構成　9. 2. 3 AODA的工作原理　9. 3 SRTM的數據處理與數據產品　9. 3. 1 SRTM的數據處理　9. 3. 2 SRTM的主要產品類型　9. 3. 3 經過NIMA處理后的數據產品類型　9. 3. 4 SRTM產品樣例　第十章 海量遙感影像管理的數據結構與算法　10. 1 概述　10. 2 遙感影像的分塊組織策略　10. 3 遙感影像的瓦片金字塔模型　10. 3. 1 影像金字塔　10. 3. 2 瓦片金字塔模型　10. 3. 3 瓦片請求預測　10. 3. 4 瓦片金字塔模型的數據結構　10. 4 瓦片金字塔模型的線性四叉樹索引　10. 4. 1 四叉樹結構　10. 4. 2 線性四叉樹索引　10. 4. 3 瓦片拓撲關系　10. 4. 4 目標瓦片快速搜索算法　10. 4. 5 線性四叉樹索引的數據結構　10. 5 異構磁盤系統(tǒng)的瓦片分布方法　10. 5. 1 二維數據分布方法　10. 5. 2 異構磁盤系統(tǒng)的數據分配　10. 5. 3 異構磁盤系統(tǒng)的瓦片分布　第十一章 遙感圖像信息系統(tǒng)的建立　11. 1 遙感圖像信息系統(tǒng)的軟件結構模型　11. 1. 1 圖像數據庫的系統(tǒng)體系特點分析　11. 1. 2 遙感圖像信息系統(tǒng)的領域分析　11. 1. 3 遙感圖像信息系統(tǒng)的結構模型設計　11. 2 遙感圖像數據庫數據模型與海量存儲系統(tǒng)設計　11. 2. 1 圖像數據庫數據模型分析　11. 2. 2 多層次的遙感數據關系模型　11. 2. 3 遙感圖像信息系統(tǒng)中的元數據　11. 2. 4 分布式海量數據存儲　11. 3 遙感圖像信息查詢及基于內容的查詢　11. 3. 1 圖像查詢的基礎理論　11. 3. 2 基于圖像內容查詢的基本方法　11. 3. 3 遙感圖像查詢及基于內容查詢的設計　11. 4 遙感圖像信息系統(tǒng)IML的設計與實現　11. 4. 1 IML的系統(tǒng)環(huán)境與結構　11. 4. 2 系統(tǒng)的功能介紹　參考文獻　附圖

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