摘要：高分七号卫星(GF-7)是全球首颗同步搭载了光学立体相机和激光测高仪的对地观测卫星,其可以同时获取亚米分辨率的两线阵光学立体影像和稀疏地面激光高程点。为保障GF-7卫星能够实现全球范围1∶1万比例尺立体测图精度,本文根据光学相机和激光测高仪工作过程中的误差传播机理,分析了利用激光高程点提升立体影像高程精度的基本原理;设计了一种GF-7立体影像与激光高程点复合测绘处理方法,构建了激光高程点在立体影像上自动精确量测方法、激光高程点与立体影像联合区域网平差模型等,力求通过激光高程点实现立体影像高程精度的来有效提升。为验证本文所述方法的有效性,选取了河北省北部区域70景GF-7立体影像和463个激光高程点开展复合测绘处理试验。结果表明:立体影像在平地、丘陵、山地、高山地和全区域的高程中误差分别由原来的3.00 m、4.68 m、2.86 m、2.48 m和3.19 m,降低至0.35 m、0.66 m、0.74 m、0.91 m和0.68 m;平面中误差分别是4.99 m、3.52 m、4.42 m、5.99 m和4.82 m。影像平面和高程精度均能满足中国1∶1万比例尺立体测图的精度要求。此外,采用本文所述方法构建的GF-7立体影像与激光高程点复合测绘处理系统已在GF-7卫星牵头主用户单位实现业务化应用,对未来全球范围1∶1万比例尺地理信息资源建设具有重要意义。

摘要：阐述了统计数据的时空特性,扩展了动态空间可视化的动态视觉参量,设计了3种用于多时相统计信息动态空间可视化的"动态统计图表"。采用时间地图动画技术及关键帧插值动画技术来设计与构建动态统计图表,并将此方法应用于相应系统,实现了统计数据随时间变化动态特性的可视化表达。

摘要：利用国产卫星影像开展全球范围地理信息资源建设的前提条件之一是提升卫星影像无地面控制条件下几何精度水平。2020年7月成功发射资源三号03星(ZY3-03)是资源三号系列卫星中的第3颗高分辨率立体测绘卫星,主要用于全球范围1∶5万比例尺测图应用。卫星搭载了3台全色线阵推扫式光学相机和一台多光谱相机,可获取优于2.5 m分辨率的三线阵立体影像和5.8 m分辨率的多光谱影像。为了提升卫星影像的高程精度,卫星还设计搭载了一台单波束激光测高仪,可同步获取高精度激光测高点。本文提出了一种ZY3-03星激光测高点与立体影像联合区域网平差处理方法。利用激光测高点和同轨获取的正视影像相对平面误差较小的特性,准确获取激光测高点在立体影像上的像方位置;将激光测高点作为立体影像高程控制,并以整轨立体影像为单位开展立体影像与激光测高点的联合区域网平差,实现立体影像高程精度大幅提升。选取黑龙江省中部地区和河北省太行山地区的ZY3-03星三线阵立体影像及其同轨获取的激光测高点开展联合区域网平差试验,结果表明,平地和丘陵地形区域的ZY3-03星立体影像的高程中误差从5.27 m降低至2.58 m,山地地形区域的ZY3-03立体影像的高程中误差从11.25 m降低至4.45 m,均能满足中国1∶5万比例尺立体测图的精度要求。

摘要：系统全面地分析并论证了国产推扫式测图卫星影像的几何精度,对卫星测图应用以及后续测绘卫星设计等都具有积极意义。从测图卫星几何成像机理出发,较为系统地分析了卫星成像过程中的轨道误差、姿态误差、时间误差、相机内部误差和星载设备安装误差等对卫星影像平面和高程几何定位误差的影响状况,定量分析并推导了各类误差源对影像几何精度的影响程度,设计并提出了国产推扫式测图卫星影像几何精度评估模型和方法。采用资源三号卫星立体影像开展实验,结果表明,所提出的影像几何精度评估模型获取的理论精度与实验精度符合度较好,模型具有合理性和科学性。

摘要：本文以多时态地理现象空间特征的连续变化过程的动态可视化表达为研究对象,借鉴Flash中逐帧动画和形状补间技术的设计思想,提出一种以时间为驱动的时空数据之空间特征的动态可视化模型:设计一组适用点、线、多边形地理实体的空间特征的图形变形算法,用于在"关键帧"之间插值生成足够多中间时刻的地理现象的空间特征状态作为"中间帧";采用合适的地图动画时间比例尺,连续播放各个"关键帧"和"中间帧",最终实现逼真动画效果的空间特征动态可视化。

摘要：作为绝对姿态测量精度最高的仪器,星敏感器已广泛应用在当前大多遥感卫星上,其定姿精度直接影响光学测绘遥感卫星的几何定位能力。针对资源三号卫星首次下传的国产APS原始星图数据,设计并实现了一套基于国产星图的地面事后定姿方案。该方案充分利用地面事后定姿时间充足、计算资源丰富的特点,重点对星图预处理、星表重构、星图识别、恒星相机在轨检校等关键技术进行优化和改进,实现了一套资源三号国产星敏感器事后定姿系统,并将其应用于基于国产星图的绝对姿态确定中。利用资源三号卫星下传原始星图对该系统进行全面试验验证,结果分析表明,事后定姿系统不仅可靠性高,而且定姿精度达到1.82角秒(1σ,光轴指向精度),优于星上处理2.18角秒(1σ),为资源三号卫星原始星图业务化处理提供了技术保障。

摘要：全波形星载激光测高仪通过向地表发射激光,获得目标表面的后向散射完整波形,可用于地表剖面高程信息及目标表面几何物理参数的反演。GF-7星载激光测高仪部分原始波形存在噪声显著、波峰左偏/右偏和非饱和平峰等情况,对提取有效信息造成干扰。针对GF-7星载激光测高仪全波形数据,首先提出了一种波形背景噪声迭代去除方法,然后对波形噪声特点及几何结构进行分析,并进行定量化描述,最终设计了一种顾及波形噪声与结构异构的自适应高斯滤波器。在实验中,将文中方法与已有经典波形滤波算法进行比较,最终验证了文中方法在噪声去除、有效信号保留及非饱和平峰波形处理上的有效性。使用文中方法进行波形滤波后,波形信噪比更高,同时波形幅值下降量均在3倍的噪声标准差以内,非饱和平峰波形滤波后波形高斯分解参数振幅、均值和标准差的分解精度分别为(0.69±2.34)mV,(0.007±0.024)ns和(0.026±0.069)ns。

摘要：针对SRTM(shuttle radar topography mission)数据在平坦地形或局部区域的高程精度远远高于其标称精度的特点,研究设计了一种无地面控制条件下利用SRTM作为高程约束的立体区域网平差方法。通过构建一个较大范围区域网并匹配密集连接点,将SRTM作为连接点物方高程初值,并在平差解算过程中确保分布于地形平坦区域(根据经验,在该类区域SRTM精度较高)的连接点的物方高程严格趋近SRTM高程,最终实现大范围区域内影像高程精度的整体提升。通过以覆盖湖北省全境的资源三号卫星三线阵立体影像作为试验影像的试验验证表明,采用该平差方案,在无地面控制点条件下资源三号立体影像的高程中误差从7.2m提升到2.0m,其中地形平坦区域高程中误差1.44m,山地区域高程中误差3.0m,达到了我国1∶25 000比例尺测图应用的高程精度要求。

摘要：高精度在轨几何定标是星载激光测高仪有效应用的基础,在参考国外冰、云和陆地高程卫星(Ice,cloud and land Elevation Satellite,ICESat)卫星搭载的地球科学激光测高系统(Geo-science Laser Altimeter System,GLAS)几何定标的基础上,提出了一种基于地面红外探测器的星载激光测高仪几何定标方法。采用资源三号02星上搭载的国内首台试验性对地观测激光测高仪的真实数据开展了实验验证。实验结果表明:地面红外探测器能有效捕捉到激光测高仪对地发射的激光信号,几何定标方法能有效消除指向角的系统误差项,标定后平面绝对精度可提高到15.0 m左右,而华北某地高精度地形数据验证表明其绝对高程精度可提高到1.09 m,少量点高程误差小于0.5 m。虽然精度水平离国外GLAS还有一定差距,但相关结论能为后续国产激光测高卫星的优化设计、数据处理与应用提供参考。

摘要：我国将基本建成信息化测绘技术体系,初步实现基础地理信息获取空间化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化。在分析我国信息化测绘技术体系的含义和建设目标的基础上,提出信息化测绘技术体系的六项主要研究内容,并针对主要关键技术进行阐述。