| 题名 | 风云三号气象卫星遥感数据空间匹配方法研究 |
| 作者 | 陈海燕 |
| 答辩日期 | 2010-05-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 匡定波 ; 尹球 |
| 关键词 | 极轨气象卫星 地理定位 几何校正 投影 红外分光计 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 风云三号气象卫星是我国第二代极轨气象卫星系列，它是风云一号气象卫星技术基础上的发展和提高，相对于风云一号只有一种对地观测成像仪器而言，风云三号在功能和技术上都向前跨进了一大步，它搭载有11种有效载荷，既有光学遥感成像也有微波遥感，既有二维成像也有垂直探测，完全实现了我国气象卫星从单一遥感成像到地球环境综合探测、从光学遥感到微波遥感的重大突破。风云三号搭载多种遥感仪器以承载综合探测任务，提供多种探测资料，对这些探测资料的综合应用效果会远远大于对它们的单独应用，也就是可以得到1+1〉2的效果，要实现对这些资料的综合应用，首要条件就是要使这些资料在空间上匹配起来即空间匹配，然而这些仪器技术上各有特点，这使得对这些仪器的空间匹配难度加大，但若能在研究各仪器技术方案和成像几何特征基础上研究遥感数据之间的空间匹配方法将会对风云三号卫星数据以及更多平台的多种观测资料的综合应用更有意义。863对地观测与导航领域“风云三号气象卫星遥感器数据同化技术”项目便把基于风云三号气象卫星平台性能参数和仪器设计参数的空间匹配技术的研究列入重点内容。本论文正是基于此背景开展风云三号气象卫星遥感数据空间匹配方法的研究，为风云三号气象卫星数据的综合应用服务。传统的空间匹配方法多是规避仪器设计参数和具体成像过程从待匹配遥感图像中提取控制结构（控制点、图像矩、图像边缘等）对空间结构进行匹配，相比于传统方法而言，基于卫星性能参数和仪器设计参数的遥感数据空间匹配方法适用性更强，只需根据卫星性能参数和仪器设计参数修改相应的成像模型参数，但这要求研究人员需要掌握仪器技术方案和参数。本论文以风云三号气象卫星上三个光学遥感仪器为例，系统地研究了基于风云三号卫星性能参数和仪器设计参数的遥感数据空间匹配方法，主要研究内容和创新性成果如下：遥感数据的空间匹配关键在于对待匹配数据本身的几何校正和待匹配数据之间的尺度同化。几何校正包括遥感数据地理定位和遥感数据的重采样，本论文结合遥感器扫描参数构建了仪器观测矢量模型，在此基础上构建了完善的基于遥感仪器设计参数、卫星轨道和姿态参数、地球椭球体参数的定位模型，能够实现对三种遥感仪器四种空间分辨率以及多元并扫仪器在有无消旋光学系统情况下遥感数据的地理定位，并结合实际数据验证了该模型的可用性。提出视矢量偏差分析方法分析了探测器排列、扫描镜扫描角度、扫描时间和卫星姿态角参数的偏差对地理定位结果的影响，给出不同定位偏差现象的解决方案，并应用于研究对象中红外分光计和可见近红外扫描辐射计数据的定位误差校正，取得了很好的校正效果，其中红外分光计的应用方案已经放入了地面预处理业务系统中。本论文应用视矢量偏差分析方法采用扫描参数校正定位误差的方法与传统的依据控制点进行姿态角校正和卫星轨道参数校正方法互补，同时解决了控制点方法所不能涉及到的低空间分辨率数据的定位误差校正领域。在已有的极轨气象卫星遥感图像网格化方法的基础上，结合极轨气象卫星原始遥感数据像元坐标与经纬度坐标特定的关系提出了相邻像元映射插值法实现极轨卫星原始图像数据快速网格化重采样过程，避免了传统方法中坐标变换的搜索工作，大大降低了时间复杂度，该过程消除了遥感图像存在的畸变，完成了通道配准同时也消除了MERSI K镜停转情况下的像旋现象，为软件消旋提供了新途径。选择四种气象卫星数据处理常用的投影方法，将遥感数据重采样至特定投影方式下的直角平面，输出各自像元分辨率大小归一化的目标图像，并对不同空间分辨率数据进行尺度同化，完成极轨气象卫星的空间匹配，为数据之间的融合、同化等工作提供空间匹配好的数据。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5098]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈海燕. 风云三号气象卫星遥感数据空间匹配方法研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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