《星載非共線TDI CCD成像數據幾何處理算法研究》是依託武漢大學，由金淑英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：星載非共線TDI CCD成像數據幾何處理算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金淑英
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對新型的星載非共線TDI CCD感測器獲取的影像數據，本項目深入研究和解決非共線TDI CCD成像數據幾何處理的關鍵技術和核心算法，包括：(1)非共線TDI CCD影像的視場高精度拼接方法；(2)針對非共線TDI CCD影像和拼接後形成的虛擬掃描景影像，構建嚴格幾何成像模型，實現高精度幾何處理；(3)對衛星在軌運行期間的系統誤差進行分析和建模，建立衛星成像幾何隨時間變化的系統誤差模型，自動修正系統誤差，保證幾何精度的長期穩定性；(4)研究非共線TDI CCD成像數據高精度正射校正技術和立體成像處理技術，實現非共線TDI CCD高精度正射校正和立體成像處理。這樣不僅能提高我國國產衛星數據數據處理的質量和精度，更好地滿足各行各業的對國產衛星數據的套用需求，也可以為後續高解析度衛星的感測器設計提供參考。
結題摘要
本項目按計畫圓滿地完成了研究工作。 項目研究背景：時間延遲積分光電器件（TDI CCD）的成像質量優於常規CCD，是高解析度光學衛星獲取影像的首選感測器。由於TDI CCD在物理結構上是一個小面陣，加上TDICCD的外殼包裝等物理因素的限制，多片TDI CCD在視場內只能採用呈品字形或上下交錯的非共線排列方式。這種非共線TDI CCD特殊的物理結構設計和成像方式給高解析度衛星影像的高精度幾何處理帶來了許多新的問題，主要包括：相鄰片TDICCD對應的同名像點觀測視角不同、成像時刻不同，加上積分時間變化、地形起伏、衛星平台運動等因素，導致圖像拼接困難；不僅如此，拼接後的圖像缺少嚴格物理模型，很難直接生產高精度的正射影像產品。 本項目針對高解析度光學衛星多片非共線TDICCD成像數據幾何處理的關鍵技術問題展開研究，包括： （1）研究了多片非共線TDICCD影像的拼接方法。提出了三種拼接方法：基於行頻歸一化的像方拼接方法、基於局部切平面坐標系的物方拼接方法和基於虛擬影像的拼接方法。根據三種拼接方法各自的優點（效率高或精度高），目前分別被套用於遙感8、15號，資源1號02C，遙感12、14號的地面預處理系統中。 （2）研究了衛星可見光相機的幾何內定標問題，對遙感12號可見光感測器進行了幾何內定標實驗。本項目還研究了對拼接後影像建立幾何成像模型，主要研究了：基於局部切平面坐標系的有理多項式模型和基於虛擬影像的嚴格物理模型。目前，這兩種模型與相應的拼接方法一起套用於地面預處理軟體系統。 （3）研究了系統誤差時變模型與修正方法。本項目針對遙感2、4、7、11號衛星影像直接對地定位中存在的系統誤差時變規律，研製了系統誤差修正軟體。 （4）關於高精度正射影像的製作與立體模型的建立，本項目基於有理多項式模型進行了正射影像製作和核線影像生成的實驗。該項成果已套用於資源三號地面預處理系統。在軌測試表明資源三號三線陣相機下視影像無控制點幾何定位誤差在12米左右。 本項目取得的研究成果有：SCI/EI期刊論文2篇，會議論文3篇；發明專利3項；已培養博士1名，碩士2名；獲得省部級科技進步一等獎一項，中國高校學校十大科技進展一項；項目組研製的“資源三號與資源一號02C地面預處理系統”已經在資源衛星套用中心業務化運行，“遙感系列(光學)衛星的地面預處理系統”已經在北京相關單位業務化運行。
