一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，包括：1)计算遥感飞机最终的飞行绝对航高；2)根据遥感飞机最终的飞行绝对航高进行遥感飞行，获取航空遥感系统中不同遥感设备对应的遥感数据；3)根据相对航高计算可以进行分辨率重建的遥感设备的影像分辨率GSD；4)进行分辨率重建，生成等效分辨率是GSD/n的遥感数据；5)验证遥感数据的等效分辨率是否约等于GSD/n；6)验证遥感数据的相对几何精度。本发明专利技术针对航空遥感系统中的某些遥感设备进行分辨率重建，提高其产品的分辨率，在同时满足航空遥感系统中不同遥感设备指标要求的情况下，实现对测区的一次性航空遥感作业，因此，能够提高作业效率，减少重复作业。减少重复作业。减少重复作业。

【技术实现步骤摘要】
一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法


[0001]本专利技术属于航空、遥感、光电领域，具体涉及一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法。

技术介绍

[0002]航空遥感系统，就是把各种对地观测载荷集成在一架飞机上，通过航空飞行，实现对地观测。在建的国家重大科技基础设施“航空遥感系统”，配备两架新舟六零遥感飞机和十多种新型遥感设备及高性能地面数据处理系统等，形成在国内最先进的航空遥感系统。中国科学院空天信息创新研究院作为航空遥感系统的运行单位将面向国内外用户开放共享，使其成为开展我国地球系统科学研究的有效技术手段，成为提高和发展我国遥感信息科学与技术的实验平台，成为我国空间科技发展的重要数据源，促进遥感设备和遥感数据的产业化。遥感飞机技术指标先进，具有全天候飞行作业的能力，可装载航空照相机、成像光谱仪、成像雷达等多种遥感器。遥感飞机面向国家重大需求，累计承担了100多项各种类型的航空遥感技术与应用项目，飞行面积超过200万平方公里，在遥感综合应用实验、重大自然灾害监测、遥感设备自主研发等方面发挥了重要作用。
[0003]航空遥感系统中一般会搭载合成孔径雷达和可见光遥感设备，合成孔径雷达适合在尽可能高的空中进行飞行作业，而可见光遥感设备适合在尽可能低的空中进行飞行作业，为了满足各自的指标要求，需要在不同高度飞行、需要更多的飞行架次才能完成所有的遥感任务。这样将会导致飞行架次、飞行航线、飞行时间的冗余及飞行效率的降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，本专利技术针对航空遥感系统中的某些遥感设备(如ADS80、ADS100等)进行分辨率重建，提高其产品的分辨率，在同时满足航空遥感系统中不同遥感设备指标要求(飞行高度、分辨率等)的情况下，实现对测区的一次性航空遥感作业(飞得高的话，航线数减少)，因此，能够提高作业效率，减少重复作业。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1)根据航空遥感系统的指标和飞行测区的地理环境计算遥感飞机最终的飞行绝对航高H；
[0008]步骤2)根据遥感飞机最终的飞行绝对航高H进行遥感飞行，获取航空遥感系统中不同遥感设备对应的遥感数据；
[0009]步骤3)根据遥感飞机最终的飞行相对航高H
max
计算进行分辨率重建的遥感设备的空间分辨率GSD；
[0010]步骤4)进行分辨率重建，生成等效分辨率是GSD/n的遥感数据；其中，n为遥感设备CCD像元大小与其等效CCD像元大小的比值取整之后的数值；
[0011]步骤5)验证遥感数据的等效分辨率是否约等于GSD/n；
[0012]步骤6)验证遥感数据的相对几何精度。
[0013]进一步地，所述步骤1)中计算遥感飞机最终的飞行绝对航高H的方法是：
[0014](1)根据航空遥感系统的指标确定遥感飞机的绝对航高最大高度H
R
，即遥感飞机能飞行的极限绝对高度；H
R
同时是遥感飞机的气压高度，其对应的GNSS高度H
GNSS
＝H
R
+h
GR
，h
GR
＝H
GNSS
‑
H
R
；
[0015]其中，H
R
是已知值，h
GR
是遥感飞机的GNSS高度与气压高度的差值；
[0016]在飞行过程中，航空遥感系统中的各个设备对应的GNSS高度分别是h
GNSS1
,h
GNSS2
,
……
h
GNSSn
，其中，令：
[0017][0018]其中，w是配备GNSS接收机的设备的数量，w≥3；
[0019](2)根据航空遥感系统的指标确定不同遥感设备的必要飞行相对航高h1,h2,h3……
，并比较其大小，找出其中的最大值h
max
，其中，h
max
属于GNSS高度；
[0020][0021]将H
max
作为遥感飞机最终的飞行相对航高；H
max
同时属于遥感飞机的GNSS高度；
[0022](3)根据飞行测区的地理环境确定飞行测区的平均海拔高度h；
[0023](4)计算遥感飞机最终的飞行绝对航高：
[0024]H＝H
max
+h
‑
h
GR
＝H
max
+h
‑
H
GNSS
+H
R
[0025]H同时是最终的遥感飞机的气压高度。
[0026]进一步地，所述步骤3)中计算进行分辨率重建的遥感设备的影像分辨率的方法是：
[0027]根据中心投影原理：
[0028][0029]其中，f是航空遥感设备的焦距，a是遥感设备中的CCD像元大小，f,a均是常数；H
max
是相对航高，R是空间分辨率GSD；
[0030]那么，根据中心投影公式，空间分辨率GSD为：
[0031][0032]进一步地，所述步骤4)中分辨率重建的方法是：
[0033](1)使用遥感设备采集具备CCD错排波段的数据和包括红、绿、蓝、近红外在内的多光谱波段的数据；
[0034]其中，CCD错排波段是指遥感设备CCD阵列中的两个相同波段错位排列在一起，所述遥感设备包括ADS80或ADS100；所述ADS80采集具备CCD错排全色波段和包括红、绿、蓝、近红外在内的多光谱波段的数据，其波长范围分别是465nm
‑
680nm、608nm
‑
662nm、533nm
‑
587nm、428nm
‑
492nm、833nm
‑
887nm；
[0035]所述ADS100采集具备CCD错排绿色波段和包括红、蓝、近红外在内的波段的数据，其波长范围分别是525nm
‑
585nm、619nm
‑
651nm、435nm
‑
495nm、808nm
‑
882nm；
[0036]所述ADS80的两个全色波段和包括红、绿、蓝、近红外在内的多光谱波段排列在一起，两个全色波段错排在一起；
[0037]所述ADS100的两个绿色波段和包括近红外、蓝、红在内的多光谱波段排列在一起，两个绿色波段错排在一起；
[0038](2)根据CCD错排波段的几何特征计算等效CCD的像元大小p1；
[0039]其中，遥感设备的CCD像元大小是p0；
[0040](3)计算等效分辨率GSD/n的大小；
[0041]其中，即n是整数，且n≥2。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)根据航空遥感系统的指标和飞行测区的地理环境计算遥感飞机最终的飞行绝对航高H；步骤2)根据遥感飞机最终的飞行绝对航高H进行遥感飞行，获取航空遥感系统中不同遥感设备对应的遥感数据；步骤3)根据遥感飞机最终的飞行相对航高H
max
计算进行分辨率重建的遥感设备的空间分辨率GSD；步骤4)进行分辨率重建，生成等效分辨率是GSD/n的遥感数据；其中，n为遥感设备CCD像元大小与其等效CCD像元大小的比值取整之后的数值；步骤5)验证遥感数据的等效分辨率是否约等于GSD/n；步骤6)验证遥感数据的相对几何精度。2.如权利要求1所述的一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，其特征在于：所述步骤1)中计算遥感飞机最终的飞行绝对航高H的方法是：(1)根据航空遥感系统的指标确定遥感飞机的绝对航高最大高度H
R
，即遥感飞机能飞行的极限绝对高度；H
R
同时是遥感飞机的气压高度，其对应的GNSS高度H
GNSS
＝H
R
+h
GR
，h
GR
＝H
GNSS
‑
H
R
；其中，H
R
是已知值，h
GR
是遥感飞机的GNSS高度与气压高度的差值；在飞行过程中，航空遥感系统中的各个设备对应的GNSS高度分别是h
GNSS1
,h
GNSS2
,
……
h
GNSSn
，其中，令：其中，w是配备GNSS接收机的设备的数量，w≥3；(2)根据航空遥感系统的指标确定不同遥感设备的必要飞行相对航高h1,h2,h3……
，并比较其大小，找出其中的最大值h
max
，其中，h
max
属于GNSS高度；将H
max
作为遥感飞机最终的飞行相对航高；H
max
同时属于遥感飞机的GNSS高度；(3)根据飞行测区的地理环境确定飞行测区的平均海拔高度h；(4)计算遥感飞机最终的飞行绝对航高：H＝H
max
+h
‑
h
GR
＝H
max
+h
‑
H
GNSS
+H
R
H同时是最终的遥感飞机的气压高度。3.如权利要求2所述的一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，其特征在于：所述步骤3)中计算进行分辨率重建的遥感设备的影像分辨率的方法是：根据中心投影原理：其中，f是航空遥感设备的焦距，a是遥感设备中的CCD像元大小，f,a均是常数；H
max
是相对航高，R是空间分辨率GSD；
那么，根据中心投影公式，空间分辨率GSD为：4.如权利要求3所述的一种基于航空遥感系统的影像分辨率重建方法，其特征在于：所述步骤4)中分辨率重建的方法是：(1)使用遥感设备采集具备CCD错排波段的数据和包括红、绿、蓝、近红外在内的多光谱波段的数据；其中，CCD错排波段是指遥感设备CCD阵列中的两个相同波段错位排列在一起，所述遥感设备包括ADS80或ADS100；所述ADS80采集具备CCD错排全色波段和包括红、绿、蓝、近红外在内的多光谱波段的数据，其波长范围分别是465nm
‑
680nm、608nm
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662nm、533nm
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587nm、428nm
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492nm、833nm
‑
887nm；所述ADS100采集具备CCD错排绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金彪，潘洁，蒋雯，吴亮，汤洪彪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：