水体辐射传输模型是水体光谱特性分析的理论基础, 水体固有光学量由水体组成决定, 与水体表面光场无关。 基于统计的半经验算法虽然能获取指定区域水质参数反演结果, 但是缺乏物理意义; 基于生物光学模型的分析算法, 针对城市河网内陆Ⅱ类水体光学特性复杂、 空间分布异质性强、 水体细小、 流动性大等特点, 利用高光谱数据, 研究基于固有光学量的城市河网水质参数反演模型, 对内陆城市浑浊水体光谱特性研究具有重大意义。 提出了适用于内陆城市河网水体的改进QAA算法, 以获取水体固有光学量, 改进包括后向散射估计模型调整和参考波段优化两个方面; 计算参考波段总吸收系数、 颗粒物后向散射系数等固有光学量, 得到浮游植物吸收系数和剔除纯水吸收系数; 对浮游植物吸收系数最优波段比值与叶绿素a浓度进行线性回归分析, 构建叶绿素a水质浓度反演模型, 对剔除纯水吸收系数最优波段比值与悬浮物浓度线性回归分析, 构建悬浮物水质浓度反演模型。 针对内陆河网Ⅱ类水体, 以典型的河网城市嘉兴市为研究区域, 获取了研究区域航空高光谱数据, 以及水质采样化验数据和水面以上光谱数据等地面准同步测量数据; 利用QAA算法和IIMIW算法对实测水面以上光谱进行固有光学量反演, 对比分析两个算法并结合城市河网水体特点, 提出改进QAA算法; 利用改进的QAA算法实现了研究区域水体的固有光学量反演, 基于反演的水体固有光学量建立了叶绿素a浓度和悬浮物浓度两项水色参数定量反演模型, 反演模型决定系数R2分别为0.64和0.71; 并用航空高光谱数据同步区域的4个地面样点实测数据, 对反演结果进行验证分析。 通过水质参数浓度反演值与实测值的对比, 叶绿素a和悬浮物水质浓度反演的平均相对误差分别为9.2%和9.4%, 反演得到的叶绿素a和悬浮物浓度分布图, 也与城市河网的特点和实际情况相符, 为城市河网水质监测提供方法和模型参考。

针对常规形状相似性度量方法在噪声干扰、部分信息遮挡和缺失情况下鲁棒性和准确性不足的问题，提出了一种基于主曲率增强距离变换的形状相似性度量方法.通过距离变换扩展形状轮廓的作用范围，提升相似性度量结果的鲁棒性；基于主曲率增强距离图，提升信息量丰富轮廓在变换图中的响应，提升度量结果的准确性.仿真对比实验验证了方法在噪声干扰以及部分轮廓遮挡或缺失情况下的鲁棒性和准确性，道路矢量与GPS信号和光学遥感图像的应用试验表明方法在实际应用中的有效性.与传统的形状相似性度量方法相比，基于主曲率增强距离变换的方法适用于非刚性目标形状相似性度量，而且鲁棒性和准确度较高.

在端元已知情况下, 线性混合模型的非负约束最小二乘无闭式解, 需要多次迭代得收敛最优解, 时间复杂度高.通过高光谱数据凸面几何特性分析, 指出当数据为正单形体时, 可经有限步骤快速得线性混合模型最优解.据此提出一种单形体正化的高光谱数据全约束线性解混方法, 据已知端元进行单形体正化, 采用和为一约束求解丰度系数, 最后迭代剔除丰度负值端元得全约束解.实验结果表明该方法可获得传统全约束解一致的丰度估计, 且效率大大提升.

针对光学和SAR(Synthetic Aperture Radar)图像配准中存在明显辐射和几何差异的问题, 提出了一种基于级联变换的多源遥感图像配准方法.首先, 利用灰度变换提取光学和SAR图像间的稳定结构特征, 去除辐射差异性；然后, 提出一种新的加权对数极坐标变换算法, 解决图像间全局几何差异性, 保证算法的尺度和旋转不变性, 并初步得到整体的平移量；最后, 通过局部几何变换, 得到一系列的匹配点对, 构建薄板样条模型, 实现图像的精确配准.实验验证了算法去除辐射差异性和获得全局几何变换参数的能力, 与传统的多源图像配准算法相比, 基于级联变换的配准算法鲁棒性好, 配准精度高.

针对红外图像与全色图像的不同的成像特性，提出了一种基于图像的梯度结构信息的匹配算法.首先对原始的红外和全色图像分别进行梯度计算，得到图像的梯度强度图；对梯度图进行结构相似性度量，获得图像间同名点对.然后采用RANSAC算法剔除误匹配的同名点.最后利用同名点对构建三角网小面元，并进行变换而得到配准图像.实验结果表明，算法可以有效地利用红外图像中地物的结构信息，匹配精度高.

提出了一种利用高分辨率SAR图像进行建筑物提取和三维重构的方法.首先, 分析了高分辨率SAR图像建筑物产生的电磁散射的类型, 给出了不同类型散射区域的后向散射计算方法, 并在此基础上给出了一种利用建筑物三维CAD模型进行SAR建筑物特征区域图像仿真的方法; 其次, 给出了利用建筑物的二次散射结构确定建筑物底部轮廓位置和方向的方法, 并提出了一种基于分布密度函数差异的仿真图像迭代匹配方法, 进行建筑物高度的反演.仿真SAR图像后向散射系数用来划分建筑物不同的散射区域, 通过计算特征区域之间的分布密度函数差异, 以取得最大匹配度值的仿真图像对应的检验高度作为建筑物的反演高度;最后, 选用了两幅不同屋顶类型的实际机载高分辨率SAR图像进行建筑物提取和三维重构实验, 试验结果较为理想, 验证了所提方法的可行性和有效性.

为解决西部测图中缺少控制点的问题，提出了一种新的干涉合成孔径雷达（InSAR）影像区域网平差方法.该方法将F.Leberl模型与干涉测量模型相结合，并采用交替趋近与LDL’稀疏矩阵分解技术求解大规模法方程.实验结果表明，与传统的基于F.Leberl模型的平差方法相比较，提出的方法精度更高.由于新模型中增加了三个定标参数，因此能够同时实现多航带幅度图像以及数字高程模型（DEM）的联合平差.最后结合实际机载InSAR系统参数对影响平差精度的因素进行了详细的分析.

遥感相机内方位元素的在轨标定对遥感图像的定位和测量具有重要意义。利用线阵推扫传感器构像模型, 提出了一种对CBERS-02B星HR相机内方位元素进行在轨标定的方法。该方法以内方位元素和姿态角为未知参数, 建立地面控制点和相应像点的共线方程组, 通过解算共线方程组获得内方位元素。实验证明, 用该方法对内方位元素进行在轨标定, 具有很好的稳定性和精度。

应用摄影测量理论,将星载SAR图像近似看作一个多中心投影传感器获取的等效影像,基于星载SAR共线方程给出了SAR图像的自校验直接线性变换定位模型.选用一景北京地区RadarSat影像进行实验.结果表明,自校验直接线性变换模型表达简单,求解稳定,不需要任何轨道信息和成像参量且校正准确度保持在像素级范围之内,因而该模型适用于星载SAR图像的准确定位.

在系统分析星载遥感影像的多种几何精校正算法，并从必须的控制点数目、算法复杂性、适用性能等几个方面予以综合比较后，选用RadarSat和QuickBirdⅡ影像各一幅进行实验，讨论了不同算法不同控制点数目对星载遥感影像几何精校正准确度的影响．结果表明：当获取的控制点准确度高且分布均匀时，不同算法的校正准确度总体上随控制点数目增多而提高，但当控制点达到一定程度后，则增长缓慢；三次有理函数在星载光学影像几何精校正算法中准确度最高；严密投影仿射变换模型是针对少地面控制点的星载光学影像的一种有效的校正算法；直接线性变换模型、自校验直接线性变换模型、扩展的直接线性变换模型适用于商业光学遥感影像几何精校正处理；对于星载雷达影像，距离－多普勒模型准确度稳定，用少量的控制点即可达到较高的校正准确度．