“高分四号”卫星面阵凝视相机超分辨技术

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1、第37卷第4期航天返回与遥感2016年8月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING87“高分四号”卫星面阵凝视相机超分辨技术刘薇高慧婷曹世翔何红艳谭伟（北京空间机电研究所，北京100094）摘要“高分四号”（GF-4）卫星是中国首颗高分辨率地球静止轨道卫星，在防灾减灾、环境监测、天气预报等领域具有重大的应用价值。GF-4卫星相机采用面阵探测器，具有凝视观测、时间分辨率高等特点。根据GF-4卫星的成像特点，对GF-4卫星影像进行超分辨重建，可得到分辨率更高的卫星影像。文章针对遥感影像超分辨率重

2、建需要解决的三个问题：图像配准、点扩散函数（PointSpreadFunction，PSF）的准确测量和超分辨率重建算法进行了研究。使用了精确测量PSF的改进凸集投影超分辨重建方法对GF-4卫星在轨图像进行了验证。测试结果表明，经超分辨重建后的影像在保持清晰度和信息细节的同时，分辨率得到了较大提高。该方法在面阵凝视空间相机遥感图像的超分辨重建领域具有良好的应用前景。关键词精确测量点扩散函数改进凸集投影法超分辨率面阵相机“高分四号”卫星中图分类号:V443.5文献标志码:A文章编号:1009-8518(2016)04

3、-0087-09DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2016.04.012StudyonSuperResolutionofGF-4SatelliteStaringPlaneArrayCameraLIUWeiGAOHuitingCAOShixiangHEHongyanTANWei（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractGF-4SatelliteisthefirstChinesehighre

4、solutiongeostationaryorbitsatellite,andithasim-portantapplicationvalueindisasterpreventionandreduction,environmentalmonitoring,weatherforecastandsoon.ThecameraofGF-4satelliteadoptsarraydetector,whichhasthecharacteristicsofstaringobservationandhightimeresolutio

5、n.AccordingtotheimagingcharacteristicsofGF-4satellite,wecangetahigherresolu-tionsatelliteimagewithasuperresolutionreconstructionoftheGF-4satelliteimage.Thearticlestudiesthreefollowingproblemsneedtobesolvedfortheremotesensingimagesuperresolutionreconstruction:i

6、magereg-istration,theaccuratemeasurementofpointspreadfunctionandalgorithmofsuperresolutionreconstruction.AnimprovedprojectontoconvexsetssuperresolutionreconstructionmethodbasedonaccuratemeasurementisusedtoverifytheimagesofGF-4satellite.Theverificationresultssh

7、owthataftersuperresolutionrecon-struction,theresolutionofimagesaregreatlyimprovedwhilemaintainingclarityanddetailsoftheinformation.Thismethodhasagoodapplicationprospectinthefieldofsuperresolutionreconstructionoftheimageofplanearraystaringspacecamera.Keywordsac

8、curatemeasurementofcamerapointspreadfunction;improvedprojectontoconvexsetsmethod;superresolution;planearraycamera;GF-4satellite收稿日期：2016-06-08基金项目：高分辨率对地观测系统重大专项（50-Y20A08-0508-15/