1 自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京 100048
2 辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000
3 北京国测星绘信息技术有限公司，北京 100040
4 青海省地质调查院，青海 西宁 810012
5 兰州交通大学 测绘与地理信息学院，甘肃 兰州 730070
数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）是开展青藏高原冰川研究的重要基础数据。随着国产立体测图卫星的快速发展，自主可控地获取青藏高原冰川区高精度DEM成为可能。该研究综合采用资源三号、高分七号卫星的立体影像和激光测高数据，分别生成冰川区域5 m和2 m格网的DEM，并选择岗钦及普若岗日等两处冰川为实验区，将国产卫星DEM与国外的AW3D、SRTM、TanDEM、HMA DEM等多种开源数字高程模型进行对比分析，并采用ICESat-2星载激光测高数据开展DEM绝对高程精度验证。结果表明：与中等空间分辨率的开源DEM相比，基于国产立体测图卫星影像生产的DEM高程精度更优，且格网更精细、更能详细描述冰川末端纹理特征；与高空间分辨率数据集HMA DEM对比高程精度，资源三号DEM略差、高分七号DEM更优，且在覆盖完整性方面国产卫星DEM均优于HMA DEM。综上所述，基于国产立体测图卫星可以实现冰川区高精度DEM的获取，能够为青藏高原冰川研究提供自主可控、精度可靠的地形参考数据。
激光测高 青藏高原冰川 数字高程模型 高分七号 资源三号 laser altimeter glacier in Qinghai-Tibet Plateau digital elevation model GF-7 ZY-3 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230231
1 自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京 100048
2 自然资源部国土卫星遥感应用重点实验室，北京 100048
资源三号03星是自然资源部主持建造的用于1∶50 000立体测图的陆地遥感业务卫星，该星装备了业务化的激光测高仪，主要用于获取高精度高程控制点。论文针对资源三号03星激光测高数据，研究了标准化测绘处理流程和高程控制点提取方法，在内蒙古苏尼特右旗和江苏苏州开展了精度验证，并选择黑龙江和河北两个实验区开展了复合测绘应用验证。精度验证结果表明，资源三号03星激光点在内蒙古苏尼特右旗平坦区域高程精度为(0.051±0.232) m，在江苏苏州城市建成区的激光点总体精度为(0.414±6.213) m，经高程控制点提取和质量标记后的激光点高程误差为(−0.526±0.624) m，能满足1∶50 000测图高程控制需求。复合测绘应用表明，利用资源三号03星激光高程控制点，立体影像高程精度在黑龙江平坦地区能从5.27 m提高到2.58 m，河北太行山区能从11.25 m提高到4.45 m；无论是平地还是山区，资源三号03星激光高程控制点均能有效提高立体影像的高程精度并满足1∶50 000测图需求。
资源三号03星 激光测高 复合测绘 高程控制点 全球测图 ZY3-03 laser altimetry combined surveying elevation control point global mapping 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210356
中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州450001
ICESat-2为世界首颗光子计数激光雷达测高卫星，其上携带的ATLAS可获得覆盖全球的高精度激光脚点，有助于提高卫星光学影像的无控定位精度。设计实现了ATLAS激光测高数据与卫星影像的联合平差方案。首先通过多条件筛选准则选取高精度ATLAS激光测高点，然后将筛选后的激光测高点作为带误差控制点进行联合平差计算，使卫星影像定向参数得到了优化。利用河南郑州地区的资源三号02星影像和ATLAS ATL03级数据进行的试验结果表明，文中的平差方案可将影像定位的高程精度提高60.6%，平面精度提高56.4%，验证了文中提出的方法可在无外业控制点情况下显著提高卫星影像定位精度。
联合区域网平差 激光测高 资源三号02星 joint block adjustment laser altimetry ATLAS ATLAS ICESat-2 ICESat-2 ZY3-02 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200194
1 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
以卫星立体影像数据和倾斜摄影数据为数据源,以资源三号卫星获取的湖南省遥感影像为例,基于瓦片金字塔模型,实现了不同分辨率的多类型数据的融合,建立了地形与纹理一体化表达的真三维模型。自主研发了ItelliEarth软件,以实现基于海量地形数据的三维场景下数据模型的可视化。研究结果表明,所提方法建立的真三维模型符合相关规范要求,为实现大尺度空间真三维模型的构建提供了有效途径。
遥感 真三维 资源三号 倾斜摄影测量 瓦片金字塔模型 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 042802
1 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
提出了基于改进的深度学习全卷积神经网络的资源三号遥感影像云检测方法。将预训练后的深层卷积神经网络全连接层改为全卷积层,采用反卷积方法对特征图进行上采样,优化改进网络结构,并采用Adam梯度下降法加速收敛。利用资源三号云区影像数据集对网络进行训练,将上采样后的影像特征输入sigmoid分类器进行分类。实验结果表明,该方法检测精度和速度均优于传统方法,准确率可达90.11%,单张影像检测耗时可缩短至0.46 s。
遥感 资源三号影像 深度学习 全卷积网络 云检测 激光与光电子学进展
2019, 56(5): 052801
1 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
2 辽宁技术工程大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
颤振是卫星平台在轨运行的固有现象之一,也是高分辨率对地观测卫星研究的难点和热点。针对资源三号02星在轨运行过程中的平台颤振情况,提出了一种基于能量对称分布的相位相关配准算法。结合多光谱相机各谱段相机之间的安装关系,考虑到平台的线性平滑运动特性,采用二次函数消除系统变化量,得到线性拟合的平台颤振曲线,最后利用星敏陀螺数据联合滤波得到卫星姿态复合验证曲线。实验结果表明:在模拟数据情况下,所提配准算法的配准精度能够达到0.05 pixel,可有效辅助探测卫星平台的颤振,并首次探测到资源三号02星平台存在0.63~0.65 Hz的颤振,振幅为0.41″~1.12″。
遥感 资源三号02星 颤振 相位相关配准 多光谱影像
1 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新 123000
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
为提高影像云识别精度,提出一种多尺度膨胀卷积深层神经网络云识别方法。结合卫星影像特征,设计云识别卷积神经网络结构,该结构包含深层特征编码模块、局部多尺度膨胀感知模块以及云区预测解码模块。首先,编码模块中通过基础卷积层获取深度特征;其次,联合多尺度膨胀卷积和池化层共同感知,每层操作连接非线性函数,以提升网络模型的表达能力;最后,云区预测解码模块中融合对应编码模块的特征,再利用L1正则化上采样算法实现端对端的像素级云识别结果。选用典型云遮挡区域影像进行云识别实验,并与Otsu算法和FCN-8S算法进行对比。结果表明,本文所提算法的检测精度较高,Kappa系数显著提升。
遥感 神经网络 膨胀卷积 云识别 资源三号卫星影像 全卷积网络
1 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院, 辽宁 阜新123000
2 国家测绘工程技术研究中心, 北京100039
3 南京大学地理与海洋科学学院, 江苏 南京210023
4 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100048
针对资源三号卫星影像波段少、光谱范围受限的特点,提出了基于深度学习的资源三号卫星遥感影像的云检测方法。首先,采用主成分分析非监督预训练网络结构,获得了待测遥感影像特征;其次,为减少在池化过程中影像特征信息的丢失,提出自适应池化模型,该模型能很好地挖掘影像特征信息;最后,将影像特征输入支持向量机分类器进行分类,获得了云检测结果。选取典型区域进行云检测实验,并与传统Otsu方法进行对比。结果表明:所提方法的检测精度高,且不受光谱范围的限制,可用于资源三号卫星多光谱影像和全色影像的云检测。
遥感 云检测 深度学习算法 主成分变换 资源三号卫星影像
基于敦煌辐射校正场, 利用高、 中两类定标场地, 采用反射率基法对资源三号卫星多光谱传感器进行在轨场地绝对辐射定标, 获取多光谱传感器的2013年绝对辐射定标系数, 并与2012年定标结果进行对比分析。 同时, 利用2013年7月1日Landsat 8的operational land imager(OLI)影像对资源三号卫星多光谱传感器进行交叉定标, 验证定标系数的可靠性。 结果表明, 一年来资源三号卫星多光谱传感器各波段性能存在1%～8.5%的变化; 交叉定标和场地定标的结果有较好的一致性, 说明定标结果具有较高的可信度。
资源三号卫星 多光谱传感器 场地定标 交叉定标 ZY-3 Satellite Multispectral sensor Field calibration Intercalibration 光谱学与光谱分析
2014, 34(9): 2476
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心, 北京 100039
高分辨遥感卫星影像像点量测精度对卫星在轨几何检校具有重要意义。为了提高“资源三号”卫星影像像 点量测精度,设计了四种可移动式高低反射率地面人工标志。利用在轨试验验证和多种像点量测方法,确定 了方形十字对顶角标志能够兼顾到标志的最小尺寸与最佳图案的设计要求。该标志具有良好的光学特性 和理化特性,对野外环境有很强的适应性。在轨试验结果表明,这种标志可以应用于当前高分辨、三线阵 相机影像的像点量测,满足“资源三号”卫星在轨几何检校对预定的0.15像素量测精度的要求。
“资源三号”卫星 像点量测 方形十字对顶角 几何检校 ZY-3 satellite image points measurement cross vertical angles sign geometric calibration
