【资料下载】测绘遥感信息工程国家重点实验室

1姓 名 院 、 系 （ 所 ）测绘遥感信息工程国家重点实验室学 科专业 摄影测量与遥感 攻读学位 硕士研 究方 向 多源火星遥感影像融合 指导教师 张良培 罗斌拟定学位论文题目： 像素级火星遥感影像融合参加开题报告教师人数 参加旁听学生人数姓 名 职 称 所 在 工 作 单 位开题报告组成人员2一、 论文选题的意义火星是太阳系地球外侧距离地球最近的行星，火星探测是人类对未知太空探索的焦点之一。鉴于目前的技术水平，人类登上火星仍然比较困难，而遥感影像可以全面客观地记录星体表面特征，因此，利用遥感数据来获取火星的信息，对研究火星有重要的意义。然而由于硬件方面的原因，获得一个同时在空间分辨率和光谱信息都让人满意的影像是很难并且成本很高的，在实际的传感器的设计中，往往用不同的传感器去获取物质不同方面的信息，从而生成了多传感器、多平台、多光谱和多分辨的遥感数据。影像融合能够将多个传感器采集的关于同一场景或者目标的影像进行适当的处理，获得拥有综合信息的影像，以对目标有更清晰，完整，准确的信息描述。在 射的火星轨道侦察器搭载的 6 个传感器（， 分辨率图像科学试验相机）在可见光波段成像，分辨率为 2供高分辨率的全色影像，而 凑型勘测成像光谱仪）覆盖了可见光至近红外波段，分辨率为 18m，共 544 个波段，能够提供火星非常丰富的光谱信息。两个传感器搭载在同一个遥感平台上，在同一时间对同一区域进行拍摄，一个传感器的影像上有火星清晰的空间细节信息，而另外一个传感器的影像上拥有丰富的光谱信息，将这两个传感器拍摄的影像融合起来，能够得到对火星的一个高空间分辨率与高光谱的表达，不仅仅能够对两幅影像上信息叠加，而且可以产生新的蕴含更多有价值的信息。二、 国内外关于该课题的研究现状与趋势在像素级的融合里，首先需要将两幅影像上每个像素对应的地物一一对应起来，因此在融合之前需要做预处理，通过配准和插值使影像在空间上对齐，然后再选用一定的规则对影像的信息进行综合。目前对于火星影像的配准和融合方面的研究仍旧比较少，只能沿用地球遥感影像的配准和融合的方法。141 多源遥感影像配准早在二十世纪七十年代，影像配准在飞行器辅助导航系统、武器投射系统的末端制导等应用研究中在美国被提出来，得到军方的大力支持。八十年代后，影像配准技术被逐步运用到计算机视觉、医学影像处理、光谱和雷达影像目标跟踪、资源分析、气象预报及景物中的变化检测等领域，成为这些应用中必不可少的步骤，是上述各类问题中提高精度和有效性的瓶颈，是必需的前期工作。在所有的应用中，最基本的前提是一样的：必须稳健、快速地进行影像自动配准，可是，由于影像获取的差异性、影像内容等原因，目前人们还不能设计出一个完美的能在各种场合都可使用的自动配准算法 [1]。随着遥感技术的广泛应用，国内外许多专家学者对这个问题的不同方面做了大量研究和探索。现有的图像配准方法主要分为两大类: 基于区域的方法和基于特征的方法。基于区域的方法是从待配准图像中取一小窗口的图像与参考图像中同样大小的图像进行统计的相关比较, 把相似性测度最大的两个窗口的中心作为一对同名像点,相似性测度一般采用灰度差的平方和、相关系数等, 也可能是变换域的一些属性, 如傅里叶变换 [2]、小波变换 [3]等. 这些测度一般与图像辐射特性和变换模型有关, 因而它不太适合辐射特性和几何形变较大的两幅图像之间的配准。基于特征的方法通常包括 3 个步骤: 首先是分别从两幅图像中提取特征, 这些特征一般是空域特征, 例如点、轮廓、封闭曲线、直线段、区域等; 然后利用各种算法进行特征匹配, 由匹配的特征对获得同名像点; 最后根据这些同名像点估计变换模型系数。 与基于区域的方法相比, 基于特征的方法对图像辐射失真不太敏感, 能适应于不同传感器图像的配准, 目前已成为图像配准研究的重点和热点。 常用的图像特征包括点、线、面(或者区域)等。点特征包括角点、线段交点、水域、油田等区域的中心点、高曲率点、小波变换的局部极大值点等。最有名的点特征提取算法是 测算子 [4]、子 [5] 、6]算子和 ]等。 1999 年提出的，并于 2004 年进行了改进 [8],改进后的 法提取的特征点对影像之问的尺度、角度差异具有一定的鲁棒性。线特征15是图像中明显的线段，包括道路、海岸线、线状地物等，线特征一般表征为线的端点或中点。常用的线特征提取算子包括 子 [9]、子 [10]、子 [11]、子 [12]等。区域特征是具有高对比度的闭合区域的投影，如湖泊、阴影、森林等。区域特征一般利用其重心点作为特征点，或者根据形状相似性测度来进行匹配求得同名区域。区域特征一般采用分割的算法提取，常用的分割方法包括阈值法 [13]、基于形态学区域增长法 [14]等。在国内，影像配准技术起步相