高分辨率遙感衛(wèi)星應(yīng)用

內(nèi)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(yīng)用技術(shù)，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(biāo)定位、立體測圖、圖像融合的理論和算法進(jìn)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(guān)技術(shù)的進(jìn)展，全面分析線陣CCD傳感器的嚴(yán)密成像模型及目標(biāo)三維定位技術(shù)，以有理函數(shù)理論為基礎(chǔ)擴(kuò)展通用傳感器模型的完整技術(shù)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(shù)的應(yīng)用，同軌與異軌衛(wèi)星影像的立體匹配技術(shù)與實現(xiàn)方法，多源遙感影像融合與分類技術(shù)，高分辨率影像地物提取技術(shù)及衛(wèi)星影像測圖與更新技術(shù)，航天飛機(jī)干涉雷達(dá)全球測圖的原理與方法，還介紹了海量遙感影像管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，以及建立遙感圖像信息系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)。 本書可供遙感科學(xué)與技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、地球空間信息科學(xué)、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(diào)查、測繪、衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域的研究開發(fā)者、管理者閱讀參考，也可作為相關(guān)專業(yè)大學(xué)高年級學(xué)生和研究生的教材或教學(xué)參考書。  
前 言
隨著空間技術(shù)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(kuò)展，遙感成像傳感器的空間分辨率也在迅速提高。從20世紀(jì)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(shù)據(jù)的新階段，航天遙感已
逐步發(fā)展成為實用化、產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)，在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。面對
和平與發(fā)展的歷史潮流，各空間技術(shù)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(jié)合、互相促進(jìn)的技術(shù)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(shù)轉(zhuǎn)為民用，欲以高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像來占領(lǐng)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(wù)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(chǎn)品樣式，在地學(xué)、
資源環(huán)境、大型基礎(chǔ)建設(shè)工程等領(lǐng)域，激發(fā)出前所未有的技術(shù)熱情和深入、廣泛的應(yīng)用。
目前民用遙感傳感器的空間分辨率已達(dá)到米級甚至亞米級?？臻g分辨率達(dá)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(jì)60年代初期開始研究，到了70年代伴隨空間技術(shù)和測繪儀器的
發(fā)展而不斷進(jìn)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(jìn)入提高的新階段。我國利用高分辨率遙感衛(wèi)星圖像進(jìn)行三維定位和測圖的起步比較
晚，目前雖然在多個領(lǐng)域開展了一些相關(guān)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(yīng)用還缺乏系統(tǒng)配套的理論、技術(shù)和處理
系統(tǒng)。本書正是針對這一現(xiàn)狀，結(jié)合我們承擔(dān)的多項國家高技術(shù)計劃信息領(lǐng)域和航天領(lǐng)
域的研究項目，瞄準(zhǔn)高分辨率遙感衛(wèi)星圖像空間信息處理的核心技術(shù)，探索從遙感衛(wèi)星傳
感器成像模型的建立，到地面目標(biāo)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(yīng)用處理方案。特別是在傳感器有理函數(shù)模型、廣義核線模型、立體
圖像匹配技術(shù)等方面具有顯著特色，相關(guān)的研究成果已得到工程實踐的檢驗和實際生產(chǎn)
的應(yīng)用。
    本書既注重基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)，也十分重視實用技術(shù)，特別兼顧了多個應(yīng)用領(lǐng)域的
需求和具體應(yīng)用背景，使得相關(guān)技術(shù)能夠方便地在工程實踐中推廣應(yīng)用。
    本書是作者近幾年在高分辨率衛(wèi)星遙感應(yīng)用領(lǐng)域科研和學(xué)術(shù)研究工作的總結(jié)，在寫
作過程中借鑒、吸收、參考了國內(nèi)外同行的研究成果與有益經(jīng)驗。限于作者的專業(yè)范圍、
技術(shù)視野和學(xué)術(shù)水平，錯漏和不當(dāng)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(jìn)展　1. 1 高分辨率遙感衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)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(yán)密成像模型　2. 1 緒論　2. 2 遙感影像傳感器模型　2. 2. 1 經(jīng)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(yán)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(yán)密傳感器模型的解算及應(yīng)用　2. 4 基于仿射變換的傳感器模型　2. 4. 1 研究現(xiàn)狀　2. 4. 2 平行投影成像幾何關(guān)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(zhuǎn)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(shù)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(shù)的定義　3. 3. 3 有理函數(shù)模型的應(yīng)用　3. 4 計算與分析　3. 4. 1 試驗數(shù)據(jù)　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(shù)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(shù)概述　4. 2 影像融合處理方法　4. 2. 1 基于像元的加權(quán)融合處理方法　4. 2. 2 利用IHS變換進(jìn)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(shù)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(yīng)用　第五章 立體遙感影像核線理論與模型　5. 1 緒論　5. 2 經(jīng)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(guān)系分析　5. 5 核線模型的應(yīng)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(guān)系　5. 5. 4 實驗結(jié)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(shù)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(guān)系在線陣CCD推掃式影像立體匹配中的應(yīng)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(quán)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(quán)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(shù)　7. 1 引言　7. 2 建筑物提取技術(shù)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(yīng)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(jié)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(xiàn)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(shù)　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(shè)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(chǔ)設(shè)置　8. 3. 4 符號庫設(shè)置　8. 3. 5 矢量數(shù)據(jù)采集　8. 3. 6 矢量數(shù)據(jù)編輯　第九章 航天飛機(jī)干涉雷達(dá)全球測圖　9. 1 引言　9. 2 SRTM的技術(shù)設(shè)計　9. 2. 1 概述　9. 2. 2 SRTM的硬件構(gòu)成　9. 2. 3 AODA的工作原理　9. 3 SRTM的數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)產(chǎn)品　9. 3. 1 SRTM的數(shù)據(jù)處理　9. 3. 2 SRTM的主要產(chǎn)品類型　9. 3. 3 經(jīng)過NIMA處理后的數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型　9. 3. 4 SRTM產(chǎn)品樣例　第十章 海量遙感影像管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(yù)測　10. 3. 4 瓦片金字塔模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　10. 4 瓦片金字塔模型的線性四叉樹索引　10. 4. 1 四叉樹結(jié)構(gòu)　10. 4. 2 線性四叉樹索引　10. 4. 3 瓦片拓?fù)潢P(guān)系　10. 4. 4 目標(biāo)瓦片快速搜索算法　10. 4. 5 線性四叉樹索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　10. 5 異構(gòu)磁盤系統(tǒng)的瓦片分布方法　10. 5. 1 二維數(shù)據(jù)分布方法　10. 5. 2 異構(gòu)磁盤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分配　10. 5. 3 異構(gòu)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(jié)構(gòu)模型　11. 1. 1 圖像數(shù)據(jù)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(lǐng)域分析　11. 1. 3 遙感圖像信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計　11. 2 遙感圖像數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型與海量存儲系統(tǒng)設(shè)計　11. 2. 1 圖像數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型分析　11. 2. 2 多層次的遙感數(shù)據(jù)關(guān)系模型　11. 2. 3 遙感圖像信息系統(tǒng)中的元數(shù)據(jù)　11. 2. 4 分布式海量數(shù)據(jù)存儲　11. 3 遙感圖像信息查詢及基于內(nèi)容的查詢　11. 3. 1 圖像查詢的基礎(chǔ)理論　11. 3. 2 基于圖像內(nèi)容查詢的基本方法　11. 3. 3 遙感圖像查詢及基于內(nèi)容查詢的設(shè)計　11. 4 遙感圖像信息系統(tǒng)IML的設(shè)計與實現(xiàn)　11. 4. 1 IML的系統(tǒng)環(huán)境與結(jié)構(gòu)　11. 4. 2 系統(tǒng)的功能介紹　參考文獻(xiàn)　附圖

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