高光谱遥感为冬小麦氮含量的实时估测提供了技术途径, 然而在实际探测过程中, 接收的信号不仅包含植株叶、 茎等器官内部发生多次散射后的光辐射, 也包含在叶片表面发生镜面反射而没有进入器官内部的光辐射, 原理上只有前者可反映植株的生化组分信息, 因此目前常用的反演算法存在较大不确定性。 拟采用增加偏振测量的方式, 区分与上述两种情形对应的非偏振光和部分偏振光, 通过构建相应的反射率表征因子, 以评估剔除部分偏振反射分量对植株氮含量估算的影响。 实验获取了冬小麦拔节、 挑旗、 开花、 灌浆四个典型生长期共计48组偏振高光谱与氮含量测量样本, 分析后表明, 剔除偏振反射后, 反射率光谱与氮含量的相关性在可见光波段有较明显的提升, 而常用的多个植被指数对氮含量的估算精度有小幅提升, 且不同生长期对应的最优植被指数不同。 上述结果证明了通过测量叶表偏振反射而提升冬小麦氮含量高光谱估算方法的有效性与稳定性, 为提升植被生化组分遥感反演的精度提供了参考。

对于表面光滑、低纹理的目标，传统基于多视几何重建的算法难以获得理想的结果，利用偏振信息来重建这类物体是便捷有效的方法之一.然而单纯利用偏振信息进行三维重建存在歧义性等问题，难以获得理想的结果.以粗糙深度图作为先验信息可解决歧义性问题.先对偏振相机与深度相机标定并配准图像，由粗糙深度图获得的法向量辅助纠正偏振方位角歧义，再利用纠正的法向量与粗糙深度图积分融合，从而获得较高精度的物体三维表面.

偏振是电磁波的重要特性, 利用偏振信息研究地物的状态和性质被证明是一种有效的手段。 地物属性研究是地球观测中重要的课题, 偏振技术作为一种新兴手段, 逐渐得到国内外遥感界的关注。 目前, 国际上普遍缺乏使用广、 精度高的偏振传感器。 AirMSPI（Airborne Multiangle Spectro Polarimetric Imager）作为新型机载偏振传感器, 能够获取多波段多角度的偏振数据, 空间分辨率可达10 m。 选取2013年美国Tracy地区的航飞数据, 分析了线偏振度（degree of linear polarization, DOLP）与偏振二向反射因子（polarized bidirectional reflectance factor, pBRF）在470, 660和865 nm三个波段、 九个探测天顶角的变化规律。 研究发现, 地物前向散射方向包含大量偏振光, 其在入射主平面附近表现出强烈的非朗伯体效应。 同时, DOLP与pBRF和入射天顶角及探测天顶角的相对位置有关。 DOLP在入射及探测天顶角90°夹角附近最大, pBRF随着探测天顶角的增大而增大。 受大气影响, 蓝光波段的DOLP及pBRF数值相对较高, 但红光及近红外波段可有效减弱大气分子偏振散射效应, 包含更多地物偏振细节。 水体、 人工建筑、 居民区、 裸土和绿地偏振特性迥异, 偏振图像中地物甄别度高。 且由于分子多次散射的退偏作用, 传感器接收到的地物辐射中, 线偏振度与反射比具有高度负相关性, 相关系数普遍大于-0.8。 因此, AirMSPI能够提供高质量偏振数据, 作为地面、 星载偏振数据的有力验证, 为大气及地物参数反演提供重要支持。

提出了一种面向无人机视频影像的目标特征跟踪模型，首先根据目标检测结果在目标感兴趣区域中采用Shi-Tomasi 算法进行角点检测，提取目标特征角点并在跟踪过程中对特征角点进行实时更新以保证角点数量满足跟踪条件，最后通过金字塔Lucas-Kanade 算法对目标特征进行跟踪。实验结果表明，该模型鲁棒性强且易于实现，在获得良好跟踪效果的同时可满足实时处理要求。

偏振遥感是遥感领域的一个新兴对地观测手段, 地物反射的偏振效应是偏振遥感进行观测的基础。 然而, 地物反射具有偏振效应, 大气粒子的反射与散射也具有偏振效应, 并且大气的偏振效应往往大大强于地物偏振效应。 当用偏振遥感器对地表目标进行观测时, 大气的强偏振效应会干扰甚至覆盖地物的偏振信息。 因此, 如何最大限度地消除大气的偏振效应对地物偏振效应的影响是偏振遥感的一个关键性问题。 大气中性点是大气中偏振度趋近为零的区域。 利用大气中性点进行地-气分离理论的核心思想是将探测器放置于中性点区域进行对地观测, 以减弱大气偏振对地物偏振的影响。 基于国内首次大气中性点偏振遥感航空飞行实验, 通过处理和分析实验所得影像数据, 分别得到了中性点位置和非中性点位置影像偏振度分布, 发现中性点位置偏振度集中分布区域要明显小于非中性点位置, 验证了利用大气中性点进行地-气分离理论的合理性和可行性, 提出了利用中性点进行偏振遥感实验所需要的条件, 并初步分析出, 波长较长的波段更适合于偏振遥感观测。

中心波长和带宽是影响成像光谱仪数据定量化应用水平的两个重要光谱性能参数。 针对覆盖光谱范围较窄的可见光与近红外波段成像光谱仪, 提出了一种利用人工光谱吸收靶标进行光谱定标的方法, 论证和建立光谱吸收靶标光谱定标方法的数学模型。 在同一环境下利用成像光谱仪和ASD光谱仪对地面光谱吸收靶标进行准同步光谱测量, 并进行反射率计算, 然后通过光谱匹配计算中心波长偏移量和带宽变化量。 利用该方法对设计带宽为6 nm的可见光与近红外波段的成像光谱仪进行了地面定标实验。 实验结果表明, 该方法能够作为外场光谱定标的辅助手段, 提高成像光谱仪的定量化应用水平。

2010年10月14日无人机遥感载荷验证场科学实验在内蒙古乌拉特前旗展开, 这是我国首个航空遥感定标验证场的首次科学实验。 通过验证场实验数据及制作的朗伯特性好的六块高光谱辐射特性靶标, 采用反射率基法对搭载在无人机平台上的宽视场多光谱相机进行了场地绝对辐射定标。 结果显示, 对于成功获取影像的绿光、 红光及近红外通道的绝对定标结果中, 计数值(DN值)与辐射传输计算得出的表观辐亮度之间的线性相关系数优于99%。 经误差分析得到不确定度为5.19%, 优于验证场课题要求的6%。 定标结果表示, 验证场所配备之高光谱辐射特性靶标适用于机载多光谱载荷的场地绝对定标, 且定标结果可靠, 可以用于地物参数的反演。

针对可见光与近红外波段无人机载成像光谱仪, 在保证精度的前提下, 提出了一种快速优化二维反演算法, 利用大气吸收特征作为参照, 采用辐亮度匹配的方法, 在不需要测量地面反射率数据的情况下, 反演了成像光谱仪的重要光谱参数中心波长的偏移量和带宽变化量。利用2010年11月14日于内蒙古乌拉特前旗开展的无人机遥感载荷综合验证场科学实验数据, 在实验室光谱定标基础上进行了外场光谱定标。算法时间、成本大大减少, 反演效率比常规二维反演算法提高了近100倍。通过地面光谱靶标对定标结果进行验证, 对带宽为7 nm左右的成像光谱仪外场定标精度可达到0.1nm, 一般优于0.5 nm。

本文简述了电子稳像技术的基本原理,重点介绍了国内自主研发的船载电视监视系统电子稳像器的实现和主要性能特点,以及为满足性能要求而采用的运动检测和补偿技术。该电子稳像器采用灰度投影算法检测序列图像当前帧和参考帧之间的运动矢量,并且通过算法改进实现亚像元检测。在补偿图像运动时,通过采用平滑算法,避免了在图像补偿时出现的马赛克现象,保证了图像补偿精度。实验结果表明,本文提出的电子稳像器具有稳像精度高、实时处理能力强和较好的实际应用效果。