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静轨卫星面阵CCD的成像仿真地物分析及积分时间研究

作　者: 陈绕青
导　师: 曹国
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 静止卫星 CCD相机仿真系统地物分析地物分布数据库图像质量最佳积分时间
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着卫星应用领域对卫星遥感数据的高时间、高空间分辨率的要求逐步提高,全天时大范围的空间对地观测需求越来越迫切。CCD相机作为遥感成像系统的核心,如何对其进行精良地设计成为遥感领域的一项关键问题。影响CCD相机性能的因素是多种多样的,在CCD相机设计阶段如何对这些因素展开研究就成为必须要考虑的问题。遥感成像仿真系统作为研究遥感方面的重要手段,可以方便快捷的得到不同影响因素参数配置下的仿真模拟结果,为CCD相机设计提供参考,是一种可行的途径。针对静轨卫星可见光CCD相机成像,本文介绍了一种以地物分析为基础,综合考虑了光照、大气、地物、遥感器等因素的全光路成像仿真模型。针对仿真系统的地物分析部分,本文提出了构建地物信息数据库的解决方案。首先根据光谱特性确定地物类别,之后使用分类算法进行地物分类,最后将分类结果存入数据库。模拟时依据拍摄位置取出当前的模拟场景地物分布信息。针对遥感相机的积分时间设置问题,本文在仿真系统的基础上,结合图像质量评价方法提出了最佳积分时间求取算法。该算法利用改进的基于灰度的图像曝光估计算法找出正常曝光的积分时间范围,利用图像质量评价求取最佳的积分时间点。地物分析是仿真系统的重要基础,本文提出的方案能很好的为仿真系统提供支持,最佳积分时间确定算法能指导相机进行最佳曝光,为相机设计提供了重要的参考,具有非常重要的意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-15
  1.1 研究背景  7-10
  1.2 研究现状  10-13
    1.2.1 遥感成像仿真系统  10-11
    1.2.2 遥感地物分类  11-12
    1.2.3 相机曝光  12-13
  1.3 研究内容  13
  1.4 结构安排  13-15
2 遥感成像仿真系统  15-27
  2.1 遥感成像过程  15-16
  2.2 光强和大气  16-18
    2.2.1 高度角和方位角  16-17
    2.2.2 大气仿真6S模型  17-18
  2.3 地物模拟  18-23
    2.3.1 地物光谱特性  19-23
    2.3.2 地物分类  23
  2.4 CCD光学传感器  23-25
    2.4.1 基础知识  23-24
    2.4.2 参数介绍  24
    2.4.3 模型的实现  24-25
  2.5 仿真系统  25-26
  2.6 本章小结  26-27
3 地物分类  27-38
  3.1 研究思路  27-28
  3.2 图像预处理  28-29
  3.3 模糊C均值算法  29-30
  3.4 决策树分类算法  30-33
  3.5 分类实验  33-35
  3.6 地物分布提取  35-37
  3.7 本章小结  37-38
4 相机最佳积分时间求取算法  38-68
  4.1 研究思路  38
  4.2 改进的基于灰度的图像曝光估计算法  38-44
    4.2.1 原算法介绍  38-39
    4.2.2 算法的改进  39-40
    4.2.3 算法阈值选择  40-43
    4.2.4 算法实验和结论  43-44
  4.3 图像评价指标  44-60
    4.3.1 图像评价指标介绍  44-49
    4.3.2 普通图像的评价标准实验  49-57
    4.3.3 评价标准选取  57-59
    4.3.4 成像评价结论  59-60
  4.4 相机最佳积分时间求取算法  60-67
    4.4.1 算法步骤  60-62
    4.4.2 实验和结论  62-67
  4.5 本章小结  67-68
5 总结和展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
附录  74

静轨卫星面阵CCD的成像仿真地物分析及积分时间研究

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