【摘要】：地物目標(biāo)模型重構(gòu)是根據(jù)地物目標(biāo)的特性進(jìn)行建模,將虛擬仿真和真實(shí)目標(biāo)相對(duì)應(yīng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)和遙感光學(xué)構(gòu)建地物幾何模型和光學(xué)模型,使得仿真模型與真實(shí)物體在幾何、光學(xué)等特性上對(duì)應(yīng),較多地保存目標(biāo)的特征信息。該課題有助于深化光學(xué)遙感目標(biāo)特性研究,促進(jìn)遙感多維信息提取和融合技術(shù)的發(fā)展,為新型儀器的研制提供分析和驗(yàn)證手段。傳統(tǒng)地物目標(biāo)模型重構(gòu)的方法對(duì)地物種類繁多、幾何形狀多變、光譜特性辨識(shí)度高的高分辨率遙感場(chǎng)景,存在地物分類誤差和材質(zhì)映射錯(cuò)誤,且測(cè)量工作量大,使得空間光譜難以準(zhǔn)確對(duì)應(yīng),無(wú)法達(dá)到精細(xì)建模的要求,仿真結(jié)果模型實(shí)用性不高。針對(duì)新型高光譜遙感器亟需滿足對(duì)地高精度高分辨率測(cè)量需求和當(dāng)前地物目標(biāo)模型重構(gòu)的數(shù)據(jù)測(cè)量工作量大且無(wú)法精細(xì)建模的現(xiàn)狀,論文對(duì)基于高光譜成像的地物模型仿真原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。利用光譜圖像數(shù)據(jù)中每個(gè)像元與其光譜數(shù)據(jù)相結(jié)合的特點(diǎn),提出將雙向反射率函數(shù)擴(kuò)展為按像元分布的空間變化雙向反射率;結(jié)合不變尺度特征檢測(cè)和匹配方法確定光譜圖像序列中目標(biāo)的特征匹配點(diǎn);通過(guò)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)的方法計(jì)算所有特征匹配點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空間點(diǎn)和光譜儀拍攝位置的三維坐標(biāo),采用隨機(jī)抽樣一致性估計(jì)和光束平差法對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,獲得目標(biāo)幾何模型。利用光譜圖像的特點(diǎn),獲得每個(gè)特征像元點(diǎn)雙向反射率因子值,計(jì)算每個(gè)特征空間點(diǎn)與光譜儀拍攝位置之間的方向向量確定特征點(diǎn)雙向反射率方向;集合所有特征點(diǎn)雙向反射率因子值和方向,獲得目標(biāo)稀疏空間變化雙向反射率分布,最終完成地物的三維模型重構(gòu)。最后,針對(duì)星載遙感器在軌運(yùn)行時(shí)儀器物理參數(shù)變化和外太空運(yùn)行環(huán)境的特殊性,設(shè)計(jì)并完成星載遙感器在軌儀器線形函數(shù)測(cè)量更新和指向誤差校正等功能的仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于高光譜圖像序列的方法可快速獲得目標(biāo)三維幾何模型和空間變化雙向反射率分布,并使得對(duì)目標(biāo)光學(xué)特征建模精細(xì)到以像元為單位。該方法具有較好的實(shí)操性,自動(dòng)便捷地重建目標(biāo)物的三維模型,并使得目標(biāo)幾何模型能夠與反映目標(biāo)物理屬性的光學(xué)模型相融合。另外,文中提出的星載遙感器在軌儀器線形函數(shù)測(cè)量更新和指向誤差校正的方法效果良好,解決了實(shí)際遙感器在軌參數(shù)標(biāo)定的問(wèn)題。論文的研究結(jié)果為重大新型遙感儀器的設(shè)計(jì)和目標(biāo)精準(zhǔn)探測(cè)的遙感應(yīng)用提供了重要參數(shù)和評(píng)估手段。
【圖文】：

＾ＴｆＴ７邋Ｉ邋＾邐■媂逡逑岕射仿真結(jié)果逡逑圖１．１典型的光學(xué)遙感成像仿真系統(tǒng)應(yīng)用模型逡逑值得一提的是，從２１世紀(jì)開(kāi)始，基于計(jì)算機(jī)的圖形圖像處理技術(shù)得到較大的逡逑進(jìn)步，很多圖形圖像處理方法相繼被學(xué)者提出，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖形學(xué)處理技術(shù)，逡逑可以將仿真目標(biāo)可視化，并進(jìn)一步仿真獲得目標(biāo)逼真的三維幾何模型。２００４年，逡逑Ｌｏｗｅ［５］對(duì)其早先提出的ＳＩＦＴ特征檢測(cè)與匹配法進(jìn)行了優(yōu)化，由于ＳＩＦＴ算子不變逡逑尺度特點(diǎn)使得基于ＳＩＴＦ算子處理得到的單張圖片上的特征點(diǎn)非常多，至此，國(guó)內(nèi)逡逑外學(xué)術(shù)界拉開(kāi)了基于圖像重建物體三維模型的熱點(diǎn)研究序幕。２００６年，Ｓｎａｖｅｌ／】逡逑等人研發(fā)了邋Ｂｉｍｄｌｅｒ軟件，，該軟件是一個(gè)將無(wú)序的圖像集從運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)（ＳＦＭ）逡逑系統(tǒng)

圖１．１典型的光學(xué)遙感成像仿真系統(tǒng)應(yīng)用模型逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP751

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本文編號(hào)：2599862