【摘要】：隨著我國空間信息技術(shù)的進(jìn)步,遙感光學(xué)衛(wèi)星在空間分標(biāo)率、光譜成像、輻射分辨率等各個(gè)方面都取得了長足的進(jìn)步。隨著我國對高分辨率衛(wèi)星、微納衛(wèi)星、皮納衛(wèi)星的研發(fā),“蜂群模式”、“星座組網(wǎng)”等遙感模型算法的逐漸完善,如何在提高成像質(zhì)量和追求衛(wèi)星遙感器的最佳占空比和輕小型化一直是相關(guān)研究人員們鉆研的課題。然而受現(xiàn)實(shí)情況的影響,單純?yōu)榱讼鄳?yīng)研究進(jìn)行衛(wèi)星發(fā)射和數(shù)據(jù)傳輸在研究成本和效率上都是不可取的。那么利用實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)環(huán)境,對光學(xué)遙感仿真環(huán)節(jié)的地面場景、大氣傳輸、外太空輻射、衛(wèi)星平臺、傳感器成像進(jìn)行數(shù)字化建模,利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,在較低的經(jīng)濟(jì)成本中更高效的獲取和現(xiàn)實(shí)遙感物理?xiàng)l件下衛(wèi)星成像的接近的圖像信息。這種低本高效的光學(xué)遙感仿真技術(shù)在傳感器設(shè)計(jì)、衛(wèi)星軌道成像預(yù)測、遙感器圖像質(zhì)量評價(jià)、遙感環(huán)節(jié)模型算法等方向都有無可比擬的優(yōu)勢和價(jià)值,目前已經(jīng)逐漸成為國內(nèi)外遙感相關(guān)性研究的熱門課題。本人在研二、研三期間加入中科院遙感所高分專項(xiàng)應(yīng)用中心,進(jìn)行科研方面的學(xué)習(xí)和工作。本論文在參與光學(xué)遙感仿真驗(yàn)證平臺科研項(xiàng)目的研究與開發(fā)過程中,通過對相應(yīng)的計(jì)算機(jī)與遙感理論知識的設(shè)計(jì)與改進(jìn),解決實(shí)際衛(wèi)星仿真需求,最終交付航天*院***衛(wèi)星公司,使其用于相應(yīng)的衛(wèi)星傳感器研發(fā)工作。本文通過對光學(xué)遙感仿真平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究,用以解決相應(yīng)問題并提升仿真運(yùn)算效率,相關(guān)研究工作具體介紹如下所示:(1)參與設(shè)計(jì)了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能。完成了光學(xué)遙感仿真驗(yàn)證平臺科研項(xiàng)目的集成與開發(fā),并交付航天*院***衛(wèi)星公司進(jìn)行使用,并根據(jù)用戶需求進(jìn)行后期維護(hù)和功能拓展。(2)設(shè)計(jì)了基于模塊化插件技術(shù)的系統(tǒng)框架�？紤]到平臺前期高效率的并行開發(fā),后期隨著我國空間技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的變化進(jìn)行維護(hù)培訓(xùn)和技術(shù)更新,采用了模塊化插件技術(shù)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與集成。對各個(gè)模塊之間的交叉關(guān)聯(lián)性進(jìn)行解耦,每個(gè)模塊可單獨(dú)運(yùn)行也可根據(jù)用戶需要進(jìn)行不同的仿真鏈路組合,這樣也可以更加清晰的看出各個(gè)模塊在遙感仿真中所起到的作用方便研究。(3)根據(jù)遙感所現(xiàn)有技術(shù)支持,設(shè)計(jì)了一種系統(tǒng)并行計(jì)算方式。東方紅方面把本平臺應(yīng)用于XX-6號衛(wèi)星傳感器仿真調(diào)試,XX-6號衛(wèi)星設(shè)計(jì)中單景數(shù)據(jù)量高達(dá)40GB,面對海量遙感圖像數(shù)據(jù)信息的仿真處理和提取,單一的機(jī)器計(jì)算能力已不能滿足需求。自主設(shè)計(jì)了一種分布式集群并行運(yùn)算框架模型,以任務(wù)并行、數(shù)據(jù)并行、算法并行的方式對海量遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理。(4)改進(jìn)了圖像緩存置換算法,用以提高仿真運(yùn)算效率。由于XX-6號衛(wèi)星超大視場成像、高時(shí)空分標(biāo)率、單景數(shù)據(jù)量巨大的特點(diǎn),用戶需進(jìn)行長時(shí)間、大范圍、多條CCD拼接等情況的遙感仿真。高頻度的進(jìn)行此種仿真,這在以往的光學(xué)仿真中是不常見的,為了提升仿真運(yùn)算效率效率,根據(jù)相應(yīng)需求和改進(jìn)了圖像緩存置換算法,設(shè)計(jì)了一種瓦片動態(tài)加載策略。
【圖文】：

輻射場仿真辨率影像數(shù)據(jù)近紅外大氣輻射傳輸外大氣輻射傳輸量隊(duì)成像質(zhì)量的影響（抖動）對成像質(zhì)量的影響（指向定位）覆蓋特性仿真探元指向（內(nèi)方位）傳遞函數(shù)仿真（MTF）器噪音仿真據(jù)壓縮仿真級輻射成像仿真分析MTFC數(shù)據(jù)幾何仿真分析型產(chǎn)品仿真圖像客觀成像質(zhì)量評價(jià)圖像幾何質(zhì)量評價(jià)上預(yù)處理用戶操作與數(shù)據(jù)顯示圖 2-2軟件整體結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為航天五院東方紅衛(wèi)星公司提供：1. 硬件環(huán)境：Dell PowerEdgeM6348 刀片服務(wù)器（八個(gè)刀片及外圍設(shè)備，中央處理器雙核、intelXeon E5），以及戴爾 Precision T7810 工作站（即用戶客戶端）。其中硬件之間的連接和邏輯關(guān)系，由以下硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 2-3所示：

平臺運(yùn)用了鏈路模塊化系統(tǒng)插件化的思路，以解決以上傳統(tǒng)問題。.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分層與各插件解析據(jù)高內(nèi)聚、低耦合的開發(fā)設(shè)計(jì)理念，，對整個(gè)平臺系統(tǒng)進(jìn)行解耦分層。戶端、信息傳遞層、平臺應(yīng)用層和數(shù)據(jù)存儲層，其中每一層負(fù)責(zé)的系組成系統(tǒng)的不同插件，而在平臺應(yīng)用層仿真鏈路通過仿真過程和模型塊化，相互間進(jìn)行模塊解耦不形成交叉依賴都可獨(dú)立運(yùn)行，其邏輯結(jié) 3-1所示：客戶端
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP751

【參考文獻(xiàn)】

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1 董明;李偉;;遙感圖像解譯標(biāo)志特點(diǎn)[J];內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì);2013年11期

2 劉磊;熊小鵬;;最小駐留價(jià)值緩存替換算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2013年04期

3 涂振發(fā);孟令奎;張文;張東映;;面向網(wǎng)絡(luò)GIS的最小價(jià)值空間數(shù)據(jù)緩存替換算法研究[J];華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

4 蔣萬秋;趙云峰;袁水平;;海面背景紅外圖像建模與OpenGL仿真[J];電光與控制;2009年11期

5 王小燕;;一種高效的流媒體代理緩存替換算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年14期

6 謝蓄芬;任智斌;曹小燕;;巡航導(dǎo)彈尾焰紅外輻射特性建模及分析[J];光電工程;2009年04期

7 楊述華;廖守億;王仕成;張金生;;應(yīng)用Vega模塊的紅外成像系統(tǒng)仿真建模方法[J];探測與控制學(xué)報(bào);2008年03期

8 李水鄉(xiāng);陳斌;趙亮;劉曰武;;快速Delaunay逐點(diǎn)插入網(wǎng)格生成算法[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

9 楊貴軍;柳欽火;黃華國;劉強(qiáng);顧行發(fā);;基于場景模型的熱紅外遙感成像模擬方法[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2007年01期

10 王征,汪誠文,施漢昌;基于Web的城市污水處理廠決策支持平臺研究[J];山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

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1 魏巍;光譜成像技術(shù)在腦腫瘤病理診斷應(yīng)用中的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

2 卜凡;光學(xué)遙感系統(tǒng)的建模仿真及圖像處理技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2014年

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1 李凝瑞;遙感推掃成像仿真系統(tǒng)的幾何定位及校正[D];華中科技大學(xué);2016年

2 段龍方;面向遙感數(shù)據(jù)的云數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究與應(yīng)用[D];河南大學(xué);2014年

3 陳藝蝦;遙感圖像幾何定位精度評價(jià)方法研究[D];南京理工大學(xué);2013年

4 陳云;紅外多光譜圖像仿真研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 陳瀚閱;劈窗算法陸表溫度反演精度比較與敏感性分析[D];福建師范大學(xué);2010年

6 喬國軍;基于Vega的紅外目標(biāo)仿真研究[D];南京理工大學(xué);2009年

7 笪邦友;地面目標(biāo)背景的紅外成像仿真研究[D];華中科技大學(xué);2006年

8 潘皓;云背景紅外輻射計(jì)算及圖像仿真[D];西安電子科技大學(xué);2006年

9 常康;基于MULTIGEN-VEGA的城市視景仿真系統(tǒng)研究[D];武漢大學(xué);2005年

本文編號：2674044