地形起伏对推扫式遥感立体成像影响的关键理论和技术研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借

2、阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要推扫式遥感立体成像是当前普遍使用的遥感成像方式，一般通过CCD以线阵推扫的方式实现。因其成像机理的特殊性，地形起伏、CCD姿态变化和地球自转等都会对推扫成像精度产生影响。其中，地形起伏会对推扫式遥感立体成像不同视角的遥感影像引入成像误差和空间信息缺失，而当前与此相关的研究报道还比较少。因此，本论文针对地形起伏对推扫式遥感立体成像影响的关键理论和技术展开了探索性研究，涉及的研究包括：1．系统和深入的阐

3、述了推扫式遥感立体成像技术及其发展现状和研究热点，推扫式遥感立体成像严格传感器成像模型和广义成像模型，以及各种成像模型的适用范围和精度。2．研究和建立了地形起伏和推扫式遥感立体成像畸变之间的数学模型。将高斯合成曲面模型用于遥感地形仿真，基于该模型对地形起伏引起的推扫式遥感立体成像几何畸变进行了研究和仿真，利用Chang’E-1影像数据进行了结果验证。3．为解决三维地形数学表达模型的不确定性问题，提出了用大地坐标系中地面点坐标变化描述地形起伏的方法。对严格传感器成像模型进行线性化处理，利用全微分法构建了CCD姿态、轨道稳定状态下的推扫式遥感立体成像与地形起伏

4、之间的误差关系模型。基于Chang’E-1参数对不同的地形起伏引起的推扫式遥感立体成像误差进行了模拟计算和结果分析。4．研究和建立了地形起伏对推扫式遥感立体成像不同视角遥感影像的地元分辨率调制作用模型，提出了一种基于图像熵权的全局加权凸集投影超分辨率重建算法。该算法基于初始观测遥感影像的图像熵值设计加权残差约束凸集和加权松弛投影算子，以二维仿射变换法对相邻帧影像运动参数进行估计，用高斯模型点扩散函数对参考帧进行修正，实现超分辨率重建。基于Chang’E-1实测影像的实验表明，该算法在补偿地形起伏对不同视角遥感影像引入的空间信息缺失的同时，兼顾了对图像纹理细

5、节的保持，并具有较好的收敛速度和稳定性。5．基于真实遥感数据构建了高精度标准地形实体模型。以三自由度平动轴仿真CCD轨道变化，以三自由度转动轴仿真CCD姿态变化，提出了一种基于半实物仿真的推扫式遥感立体成像仿真测试方法。该方法能实时获取CCD姿态、轨道并行变化和分布式变化数据，实现对高精度地形实体模型的推扫式遥感立体成像仿真测试。关键词：地形地貌观测，线阵推扫式成像，遥感立体成像，几何畸变，误差模型，超分辨率重建，像点偏移ABSTRACTThepush-broomremotesensingstereoimagingisthewidelyusedremote

6、sensingimagingtypenow,whichisgenerallyrealisedthroughtheCCDcamerawiththelineararraypush-broomway.Becauseofthespecialimagingmechanism,thepush-broomimagingprecisionisaffectedbymanyfactors,suchasthetopographicrelief,theattitudevariationofCCDcamerasandtheearthrotaton.Thetopographicrel

7、iefwillintroducespaceinformationlossandimagingerroramongdifferentviewimagesofthepush-broomremotesensingstereoimaging.However,thereportofresearchrelatedtotopographicreliefisrarelyseen.Keytechnologyandtheoryoftheeffectoftopographicreliefonthepush-broomremotesensingstereoimagingwasst

8、udiedinthispaper.Themainresearcha