Радиометрическое обеспечение систем космического мониторинга поверхности Земли

• Автор: Антонушкина, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 176 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Системный анализ вопросов радиометрического обеспечения данных дистанционного зондирования Земли
1.1. Модели формирования и радиометрической обработки многозональной видеоинформации
1.2. Стадии и задачи радиометрического обеспечения
данных дистанционного зондирования Земли
1.3. Концептуальные направления повышения качества радиометрического обеспечения материалов космической съемки
Основные результаты
2. Методические основы предполетной аттестации многозональных сканирующих устройств
2.1. О влиянии процесса квантования видеосигнала
на оценку показателя «сигнал / шум»
2.2. Алгоритм оценки параметров квантованного видеощума
при малом значении его дисперсии
2.3. Модели тракта внутренней калибровки сканирующих устройств
2.4. Анализ искажений данных внутренней калибровки сканирующих устройств
2.5. Методика оценки структурных и зонных искажений на основе кусочно-нолиномиального приближения видеоданных
2.6. Оценка параметров, характеризующих энергетическую чувствительность сканирующих устройств
Основные результаты
3. Радиометрическая обработка данных
дистанционного зондирования Земли
3.1. Коррекция искажений средней яркости по полю изображения

3.2. Радиометрическая коррекция изображений по данным предполетных измерений спектральной чувствительности датчика
3.3. Коррекция структурных искажений
по данным бортовой калибровки датчика
3.4. Алгоритм статистической коррекции структурных искажений
3.5. Точностной анализ технологии
статистической коррекции структурных искажений
3.6. Особенности статистической коррекции изображений
при узком динамическом диапазоне изменения видеосигнала
3.7. Алгоритмы синтеза цветных изображений
по данным панхроматической и спектрозональной съемок
Основные результаты
4. Реализации и аттестация комплексной технологии радиометрического обеспечения материалов космической съемки
4.1. Технология оценки радиометрического качества изображения
4.2. Методика оценки уровня структурных искажений
по данным бортовой калибровки
4.3. Оценка уровня структурных искажений изображения
на основе его статистического анализа
4.4. Оценка точности коррекции яркостных искажений
изображений
4.5. Оценка качества данных бортовой калибровки
4.6. Комплексная технология радиометрического обеспечения
материалов космической съемки
Основные резулвтаты
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Создание и использование систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) было и остается наиболее приоритетным направлением космической деятельности Российской Федерации и других стран мира [1-4]. Современные системы ДЗЗ, такие как LANDSAT (США), SPOT (Франция), «Ресурс-Ol» (Россия) и др., позволяют выполнить съемку территорий в нескольких спектральных диапазонах с разрешением на местности 20-30 м через каждые 15-20 суток [5-12]. В ближайшие годы планируются запуски космических аппаратов нового поколения [2,13,14], которые обеспечат многозональную съемку поверхности Земли с разрешением 2 м и выше с периодичностью обновления информации 2-4 суток.
В Российской Федерации активно ведутся работы по созданию наземной инфраструктуры для систем ДЗЗ в виде сети федеральных, отраслевых и региональных центров приема, обработки и распространения данных [4,15-19]. До недавнего времени получение и использование данных ДЗЗ были прерогативой федеральных органов власти. В последние годы резко повысилась активность в этой области и на региональном уровне, где по данным космических съемок начали решать задачи рационального природопользования, экологии, мониторинга природных ресурсов и др. [4,18].
Техническую основу систем ДЗЗ составляют многозональные сканирующие устройства (МСУ) [6,16,20]. Они позволяют одновременно получить несколько изображений одного и того же участка земной поверхности в различных спектральных диапазонах и оперативно (в процессе съемки) передать по каналам связи цифровые видеоданные на наземные пункты приема.
Основным требованием к любой системе ДЗЗ является получение максимально точной информации об энергетических и спектральных

2.1.2. Анализ показывает, что резко нелинейный характер изменения т„ в зависимости от т проявляется при стх «1 и уже при ах »1 практически соблюдается равенство ту =т. Что касается характера изменения о,, в зависимости от т, то он определяется как т, так и величиной ах. При ах -> О и т->0: ау->0. При <тх —> 0 и т = ±0.5: ау->0.5. При ах>1 ау практически не зависит от т и превышает ох на величину, обусловленную шумом квантования: сту » + 1/12 . Здесь полагается, что шум квантования
равномерно распределен в интервале [— 0.5; 0.5].
На рис. 2.3 в качестве примера построены зависимости шу и ау от т для нормально распределенного шума с тх = 0 и ах = 0.2, рассчитанные как
ту=Х'

_ . i — i + 0.5 ) I i-1-0.5 Ф|----------1-Ф
..i-T + 0.5) / i — T — 0.
Ф --------- - Ф
(2.3)
(2.4)
где Ф - интеграл вероятности. Данные расчетов шу и ау для ах =1, 0.6, 0.4 и 0.2 представлены в табл. 2.1.

ч / /
■ т г-

изменения mv
О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.
Рис. 2.3. Графики ту и оу для нормального шума