【摘要】：世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了城市的變遷和擴(kuò)張,也帶來(lái)了對(duì)土地利用與土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)需求的增長(zhǎng),使得攝影測(cè)量這一快速獲取土地基本資料的技術(shù)得到了更多的應(yīng)用。而新的平臺(tái),新的傳感器不斷涌現(xiàn),也對(duì)攝影測(cè)量數(shù)據(jù)的處理提出了更高的要求。本文針對(duì)航空航天線陣傳感器,從平臺(tái)、數(shù)學(xué)模型與地形三方面進(jìn)行了定位精度分析及影像成像幾何質(zhì)量控制研究。 與框幅式影像相比,線陣影像受平臺(tái)運(yùn)行影響更大且處理不易,掃描行之間的突變是對(duì)影像處理造成困難的重要原因,論文分析了平臺(tái)運(yùn)行因素(速度、姿態(tài)變化)對(duì)影像成像幾何質(zhì)量的影響,并用公式予以表述,從而據(jù)其對(duì)影像拍攝過(guò)程的控制提出相應(yīng)的建議。 研究并實(shí)現(xiàn)了基于仿真方法的衛(wèi)星線陣影像幾何質(zhì)量控制方案。本文根據(jù)方案可行性論證原則,針對(duì)線陣影像的特點(diǎn),利用仿真模擬技術(shù)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化仿真及幾何精度分析,在相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi),通過(guò)理論及模擬仿真分析選取系統(tǒng)的最優(yōu)觀測(cè)參數(shù),為衛(wèi)星設(shè)計(jì)參數(shù)及其方案可行性論證提供依據(jù)。文章設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了具體的衛(wèi)星線陣影像模擬仿真流程,并根據(jù)星載大比例尺(1：5000)測(cè)繪相機(jī)方案的預(yù)先研究需要,將激光測(cè)距觀測(cè)數(shù)據(jù)作為一種新參數(shù)——距離觀測(cè)參數(shù)引入平差模型,用該模擬仿真流程實(shí)現(xiàn)了單線陣相機(jī)與多波束激光測(cè)距儀組合技術(shù)體制的方案可行性驗(yàn)證。理論與試驗(yàn)均表明,激光測(cè)距觀測(cè)數(shù)據(jù)參與平差,有利于提高平差穩(wěn)定性與可靠性,從而減少數(shù)據(jù)處理過(guò)程中所需要的控制點(diǎn)數(shù)量,降低生產(chǎn)成本,該單線陣相機(jī)與多波束激光測(cè)距儀組合技術(shù)體制基本可以滿足1：5000比例尺測(cè)繪的需求,方案可行。 針對(duì)有理函數(shù)模型參數(shù)冗余,導(dǎo)致解不穩(wěn)定的問(wèn)題,本文介紹了一種基于離散陣和消去變換的逐步回歸篩選參數(shù)方法。該方法在參數(shù)求解過(guò)程中消除冗余參數(shù),用最少的參數(shù)擬合高分辨率影像的嚴(yán)格成像模型,顯著改善了過(guò)度參數(shù)化引起的有理函數(shù)模型參數(shù)估計(jì)病態(tài)問(wèn)題,達(dá)到優(yōu)化有理函數(shù)模型的目的。論文采用SPOT5衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,與嶺估計(jì)方法相比,該有理函數(shù)模型優(yōu)化方法只用篩選出的35個(gè)參數(shù),精度提高了10%-20%,而評(píng)價(jià)有理函數(shù)模型參數(shù)的正規(guī)矩陣條件數(shù)從E+7數(shù)量級(jí)降低至約2000以內(nèi),即法方程的病態(tài)問(wèn)題得到顯著緩解。 針對(duì)線陣影像受地形高差坡度等變化影響較大的情況,提出根據(jù)地形、坡度等條件對(duì)拍攝影像時(shí)的平臺(tái)運(yùn)行高度、掃描拍攝角度等進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì),并用公式給出設(shè)計(jì)調(diào)整的理論依據(jù)。推掃式成像行、列方向成像方式分別為非嚴(yán)格平行投影與中心投影,推掃方向的非嚴(yán)格平行投影導(dǎo)致,在地面高差發(fā)生變化時(shí),影像該方向上產(chǎn)生over-sampling(地面低于平均平面)與under-sampling(地面高于平均平面)現(xiàn)象,文章從理論與實(shí)際數(shù)據(jù)兩方面研究了地形高差、坡度對(duì)影像成像質(zhì)量的影響,提出應(yīng)考慮地形高差范圍對(duì)航高進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整,依據(jù)為,在焦距、視角、CCD大小不變情況下,n倍Z(攝影中心與地面間高差平均平均值)的高差引起n個(gè)像素誤差；同時(shí)用公式描述了坡度、掃描角度與地面分辨率之間的關(guān)系,提出根據(jù)坡度對(duì)掃描拍攝角度進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整,以優(yōu)化影像獲取質(zhì)量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P23

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本文編號(hào)：2308188