專利名稱：遙感多維信息集成的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及用遙感技術(shù)制作多維遙感系列圖像的裝置和方法。
遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域里有兩項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)即地學(xué)編碼遙感圖像生成技術(shù)和地面數(shù)字高程模型生成技術(shù)。其中的地學(xué)編碼遙感圖像的生成技術(shù)是將航天、航空遙感器所獲得的包含有各種畸變的圖像經(jīng)過變換和重采樣，轉(zhuǎn)換成為按地理坐標(biāo)格網(wǎng)重新排列后的地學(xué)編碼遙感圖像。用現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)有幾個(gè)步驟搜集遙感圖像范圍內(nèi)的已有地形圖；將遙感圖像與地形圖對(duì)照，分別在遙感圖像與地形圖上選出公有點(diǎn)(或稱同名點(diǎn))。同時(shí)讀出公有點(diǎn)的線號(hào)、象元號(hào)(L.I)，地理坐標(biāo)(X，Y，Z)；依公有點(diǎn)坐標(biāo)，用數(shù)學(xué)模型建立圖像空間與地理空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系模型；按坐標(biāo)格網(wǎng)將遙感圖像按采樣模型重采樣，完成遙感地學(xué)編碼圖像。
其中的地面數(shù)字高程模型(DEM)的生成技術(shù)是在每個(gè)點(diǎn)上給出高度數(shù)據(jù)(高程)，將這些點(diǎn)按地理坐標(biāo)格網(wǎng)排列的二維點(diǎn)陣表達(dá)地面高低起伏的方式稱地面數(shù)字高程模型(DEM)。現(xiàn)有技術(shù)中生成DEM方式有立體攝影測(cè)量測(cè)繪地形圖時(shí)同時(shí)生成，這是國內(nèi)外已成產(chǎn)業(yè)的技術(shù)。地形圖數(shù)值化生成DEM。這是流行的現(xiàn)有技術(shù)。以及地面測(cè)量直接生成DEM。
上述兩項(xiàng)技術(shù)本身的實(shí)現(xiàn)是一種需要長(zhǎng)周期，大量勞務(wù)投入的技術(shù)過程。遙感圖像處理中必須將DEM與遙感地學(xué)編碼圖像套合，這是提高遙感分類精度的主要技術(shù)措施。這種套合又須經(jīng)建立兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系模型和重采樣過程。但由于上述技術(shù)過程的繁雜還遠(yuǎn)沒有用于實(shí)際的遙感作業(yè)流程中。
航空、航天遙感信息獲取技術(shù)系統(tǒng)中的現(xiàn)有技術(shù)中屬于集成型技術(shù)的有單臺(tái)遙感器與全球定位系統(tǒng)(GPS)組合
一類是GPS與光機(jī)掃描成像儀等遙感器組合。以降低圖像定位難度；一類是航空相機(jī)與GPS組合。GPS提供曝光瞬間航空相機(jī)投影中心的位置，采用區(qū)域網(wǎng)平差的方式加密測(cè)圖控制點(diǎn)而減少地面測(cè)量工作。德國及我國已有此項(xiàng)技術(shù)見(“GPS輔助光束法區(qū)域網(wǎng)平差”。李德仁，測(cè)繪學(xué)報(bào)24卷二期1995.2)。
單臺(tái)遙感器放在陀螺穩(wěn)定平臺(tái)上。在飛機(jī)飛行時(shí)，使遙感平臺(tái)的姿態(tài)保持在一定角度大小的范圍內(nèi)(例如10’)。使遙感圖像獲取后不經(jīng)處理即可有好的視覺效果。
單臺(tái)遙感器與GPS、姿態(tài)測(cè)量裝置的組合技術(shù)一類是成像遙感器與GPS、姿態(tài)測(cè)量裝置的組合技術(shù)。但至今尚未形成技術(shù)系統(tǒng)；一類是光機(jī)掃描激光測(cè)距儀與GPS、姿態(tài)測(cè)量裝置的組合技術(shù)。這類裝置是用于獲得DEM。如美國休斯頓高級(jí)研究中心(HARC)的航空激光地形測(cè)量系統(tǒng)(ALTMS)系統(tǒng)；美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的系統(tǒng)以及加拿大和德國的技術(shù)系統(tǒng)。但無遙感成像技術(shù)?？蓞⒁奝ROGRESS INGEOREFERENCING AIRBORNE LASER ALTIMETER.Presented at the 2thInternational Airbme Remote Sensing Conference，San Francisco，California，24-27Jane 1996。
一類是微波范圍里微波遙感器與GPS、姿態(tài)穩(wěn)定設(shè)備的組合系統(tǒng)。如美國專利US4915498所公開的美國ERIM的干涉合成孔徑雷達(dá)(NSAR)。是利用干涉測(cè)量原理求相對(duì)高差，一個(gè)微波波段的圖像。這一類設(shè)備數(shù)據(jù)處理需用巨型計(jì)算機(jī)，一次飛行后處理時(shí)間達(dá)7～15天時(shí)間。
所有上述各種技術(shù)都是將圖像信息、距離信息、姿態(tài)信息、位置信息分別組合后再綜合起來制作成多維遙感系列圖像的。因此作業(yè)繁復(fù)、周期長(zhǎng)、效率低。
本發(fā)明的目的就是為了解決不要地面測(cè)量、不用地形圖而直接用飛行器載獲取的信息快速地制出已準(zhǔn)確匹配好的地面數(shù)字高程模型(DEM)和地學(xué)編碼圖像。大大縮短遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)作業(yè)流程周期，將效率提高百倍以上。
本發(fā)明的技術(shù)方案就是將飛行器載光機(jī)掃描成像儀，光機(jī)掃描激光測(cè)距儀與姿態(tài)測(cè)量裝置共同設(shè)置一剛性平臺(tái)上，并將成像儀與激光測(cè)距儀的主光路聯(lián)合在一起共同組成測(cè)距成像組合遙感器。再用與之共軸的同步控制器(光電編碼器)控制測(cè)距成像組合遙感器、姿態(tài)測(cè)量裝置以及GPS接收機(jī)，使同步提供圖像數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)并經(jīng)計(jì)算、內(nèi)插和回歸處理后，可直接獲得地學(xué)編碼遙感圖像、地面數(shù)字高程模型以及多維遙感系列圖像。
本發(fā)明可以依實(shí)施例配以附圖作進(jìn)一步的說明。其中

圖1為遙感多維信息集成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為測(cè)距成像組合遙感器光路示意圖。
本發(fā)明中的遙感多維信息的集成裝置是由飛行器載的光機(jī)掃描成像儀2、光機(jī)掃描激光測(cè)距儀1、姿態(tài)測(cè)量裝置3、全球定位系統(tǒng)(GPS)4、同步控制器9、數(shù)據(jù)采集與記錄裝置5、以及地面或飛行器載的數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置6等設(shè)備集成而成。其中由光機(jī)掃描成像儀2、光機(jī)掃描激光測(cè)距儀1、主光學(xué)系統(tǒng)8、掃描鏡7、光電編碼器9等構(gòu)成為測(cè)距成像組合遙感器25(見圖1)。
測(cè)距成像組合遙感器25用于同步提供地面目標(biāo)點(diǎn)的遙感圖像數(shù)據(jù)和組合遙感器25至地面目標(biāo)點(diǎn)之間的距離數(shù)據(jù)；姿態(tài)測(cè)量裝置3是一臺(tái)平臺(tái)羅經(jīng)，用于提供測(cè)距成像組合遙感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)；全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)4用于提供測(cè)距成像組合遙感器的位置數(shù)據(jù)；同步控制器9是遙感多維信息集成裝置的時(shí)間同步基準(zhǔn)，控制測(cè)距成像組合遙感器、姿態(tài)測(cè)量裝置、全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)同步接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集和記錄裝置5用于圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)的同步采集并按規(guī)定格式記錄；數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置6用于數(shù)據(jù)采集和記錄裝置5中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪制成遙感多維系列圖像。本發(fā)明中的光機(jī)掃描成像儀2可以是一種多光譜成像儀。
測(cè)距成像組合遙感器25是光機(jī)掃描成像儀2與光機(jī)掃描激光測(cè)距儀1共用一套主光學(xué)系統(tǒng)8(包括共用一個(gè)掃描鏡7)的方式組合而成(見圖2)，由同步控制器9作為時(shí)間同步基準(zhǔn)。組合遙感器25的視場(chǎng)為±15°或±22.5°，即掃描鏡7在360°的旋轉(zhuǎn)掃描中、或用擺動(dòng)的掃描方式時(shí)，只有主光軸(垂直)對(duì)地面時(shí)的±15°或±22.5°的預(yù)定視場(chǎng)角范圍內(nèi)采集數(shù)據(jù)。掃描鏡7的鏡面19與傳動(dòng)軸15成45°，傳動(dòng)軸15的方向與飛行器方向一致。掃描鏡7圍繞其傳動(dòng)軸與飛行器運(yùn)動(dòng)方向相垂直的方向上作掃描旋轉(zhuǎn)。在預(yù)定視場(chǎng)角范圍內(nèi)接收?qǐng)D像信號(hào)并發(fā)送和接收激光測(cè)距信號(hào)，形成一個(gè)掃描行，在該掃描行中含有預(yù)定數(shù)量的像元和預(yù)定數(shù)量的測(cè)距點(diǎn)。成像與測(cè)距點(diǎn)形成的過程為激光器14發(fā)出的脈沖激光信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡23、24轉(zhuǎn)向掃描鏡，經(jīng)掃描鏡鏡面19反射為激光12的方向向地面發(fā)射。地面目標(biāo)的遙感圖像信號(hào)13和脈沖激光回波信號(hào)11經(jīng)掃描鏡鏡面19的反射同步進(jìn)入主光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)透射反射分色片18，激光回波信號(hào)反射向激光時(shí)間距離數(shù)字化器17，得到距離數(shù)據(jù)；遙感圖像信號(hào)透過分色片18到達(dá)遙感圖像探測(cè)器16，得到一個(gè)像元的遙感圖像數(shù)據(jù)，這種時(shí)間同步由同步控制器9來完成。
同步控制器9可以采用一個(gè)與掃描鏡7的傳動(dòng)軸共軸聯(lián)結(jié)的光電編碼器。光電編碼器的每一位相應(yīng)于成像時(shí)的一個(gè)像元，例如光電編碼器為2048位，視場(chǎng)角為±22.5°時(shí)，每一個(gè)像元的瞬時(shí)視角為3毫孤。光電編碼器給每個(gè)像元發(fā)送碼信號(hào)使遙感圖像探測(cè)器16得到像元的圖像數(shù)據(jù)；每間隔預(yù)定像元數(shù)向像元發(fā)送碼信號(hào)的同時(shí)給激光器14發(fā)送觸發(fā)脈沖使之產(chǎn)生測(cè)距脈沖激光信號(hào)；發(fā)送中心像元時(shí)刻電脈沖到姿態(tài)測(cè)量裝置以控制從該裝置中取出中心像元時(shí)刻的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)；上述中心像元時(shí)刻的電脈沖同時(shí)發(fā)給GPS接收機(jī)，在GPS接收機(jī)中產(chǎn)生時(shí)序標(biāo)志，以此標(biāo)志時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)作為組合遙感器的位置數(shù)據(jù)。
姿態(tài)測(cè)量裝置是一個(gè)平臺(tái)羅經(jīng)。可以連續(xù)地給出組合遙感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)(φ、ω、κ)。組合遙感器的姿態(tài)是指主光學(xué)系統(tǒng)的主光軸及掃描方向的垂直方向相對(duì)于地理坐標(biāo)系三坐標(biāo)軸間的夾角。當(dāng)主光軸處于嚴(yán)格鉛垂?fàn)顟B(tài)，掃描方向與地理坐標(biāo)縱軸一致時(shí)，姿態(tài)測(cè)量裝置的φ(俯仰角)，ω(側(cè)滾角)，κ(航偏角)的讀數(shù)顯示應(yīng)為“0”。將測(cè)距成像組合遙感器25與姿態(tài)測(cè)量裝置3共同安裝調(diào)試在一個(gè)固定平臺(tái)10上，以保持這種剛性聯(lián)結(jié)關(guān)系。
數(shù)據(jù)采集與記錄裝置是用格式化電路將標(biāo)準(zhǔn)格式的圖像數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)(時(shí)間數(shù)據(jù)、行計(jì)數(shù)、激光器模態(tài)碼、GPS事件脈沖計(jì)數(shù)、圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù))形成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式輸出。并記錄在8mm磁帶機(jī)或活動(dòng)硬盤上。
數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置是由一套依本發(fā)明的原理開發(fā)的軟件包用于計(jì)算、回歸和內(nèi)插處理的計(jì)算機(jī)及一套將計(jì)算機(jī)處理所得的全部數(shù)據(jù)繪制成遙感多維系列圖像的繪圖儀。
本發(fā)明的一種遙感多維信息集成方法主要包括下列步驟即(a)用測(cè)距成像組合遙感器中的光機(jī)掃描成像儀以掃描成像方式接收地面目標(biāo)點(diǎn)的圖像；并以預(yù)定像元數(shù)為一掃描行；(b)用同步控制器控制測(cè)距成像組合遙感器中的光機(jī)掃描激光測(cè)距儀，以掃描方式在一掃描行中每隔預(yù)定像元數(shù)，與此像元成像時(shí)刻同步向地面目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送并接收測(cè)距脈沖激光，與此像元數(shù)據(jù)一起提供距離數(shù)據(jù)，并形成測(cè)距點(diǎn)、成像點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)；(c)用同步控制器控制姿態(tài)測(cè)量裝置提供飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)；(d)用同步控制器發(fā)送電脈沖，在GPS接收機(jī)中產(chǎn)生時(shí)序標(biāo)志，由GPS系統(tǒng)輸出時(shí)序標(biāo)志時(shí)刻的的位置數(shù)據(jù)；用同步控制器控制GPS接收機(jī)，由GPS接收機(jī)輸出中心像元時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)；(e)用數(shù)據(jù)采集和記錄裝置采集并記錄所說的全部數(shù)據(jù)；(f)用數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置，處理全部數(shù)據(jù)并繪制成多維遙感系列圖像。
光機(jī)掃描成像儀2是以勻速掃描成像的方法接收地面目標(biāo)點(diǎn)的遙感圖像信號(hào)形成一個(gè)一個(gè)的像元。光電編碼器(如2048位)每一位均與一個(gè)像元對(duì)應(yīng)，光電編碼器每一位發(fā)出碼信號(hào)使遙感圖像探測(cè)器16接收地面目標(biāo)點(diǎn)的遙感信號(hào)成為一個(gè)像元。在預(yù)定的角度范圍內(nèi)，如±22.°5或±15。，從視場(chǎng)角的一個(gè)角邊掃描到另一個(gè)角邊為一掃描行，光電編碼器可依次發(fā)出256個(gè)(或512個(gè))碼信號(hào)，則遙感圖像探測(cè)器16可接收到256(或512)…等固定數(shù)量的像元。這些像元隨掃描鏡的旋轉(zhuǎn)一個(gè)像元一個(gè)像元地成像，這些像元的集合為一條掃描行的數(shù)據(jù)量。每個(gè)像元隨成像順序給予編號(hào)，如1～256(或1～512)，這些編號(hào)稱為像元號(hào)。一掃描行的中心像元是指像元號(hào)為128(或256)的像元。
同步控制器(光電編碼器)控制測(cè)距成像組合遙感器中的激光測(cè)距儀在一掃描行中以掃描方式每隔預(yù)定像元數(shù)，如4個(gè)，8個(gè)……，與地面目標(biāo)點(diǎn)的像元成像時(shí)刻同步地觸發(fā)激光器向該地面目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送并接收測(cè)距脈沖激光，與獲得此像元的圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)獲得該地面目標(biāo)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，并形成成像點(diǎn)、測(cè)距點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)。
同步控制器(光電編碼器)在每一掃描行的中心像元成像時(shí)刻同步地向姿態(tài)測(cè)量裝置發(fā)射電脈沖，分兩路，一路以控制姿態(tài)測(cè)量裝置，姿態(tài)測(cè)量裝置內(nèi)以1/1000秒的數(shù)據(jù)更新率連續(xù)輸出姿態(tài)角數(shù)據(jù)流，從中取出中心像元時(shí)刻的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)(φ、ω、κ)。同步控制器在中心像元時(shí)刻發(fā)出的電脈沖另一路進(jìn)入全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)中。在GPS接收機(jī)中形成電脈沖進(jìn)入時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)志，GPS接收機(jī)是按時(shí)間順序以0.1秒或0.5秒或1.0秒的數(shù)據(jù)更新率連續(xù)輸出位置數(shù)據(jù)流。以中心像元電脈沖形成的時(shí)間標(biāo)志，按時(shí)間內(nèi)插取出時(shí)間標(biāo)志時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)(x、y、z)。
光機(jī)掃描成像儀2中每一個(gè)像元的瞬時(shí)視角為一固定值，例如為3毫孤(或1毫弧或1.5毫弧…)。掃描鏡7勻速旋轉(zhuǎn)，成像點(diǎn)、測(cè)距點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)距中心像元的像元個(gè)數(shù)用像元號(hào)相減即可得到“差”。用“差”乘瞬時(shí)視角即得到測(cè)距方向與測(cè)距成像組合遙感器25主光軸方向間的夾角γ。
測(cè)距成像組合遙感器25在飛行中的位置數(shù)據(jù)(x、y、z)由GPS給出；組合遙感器25距地面目標(biāo)點(diǎn)的距離D由光機(jī)掃描激光測(cè)距儀1給出；測(cè)距方向的方向余弦由姿態(tài)測(cè)量裝置3給出的φ、ω、κ角以及測(cè)距方向與組合遙感器25主光軸方向的夾角γ角構(gòu)成。這樣地面目標(biāo)點(diǎn)的地理坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)可由下述簡(jiǎn)單公式標(biāo)出Xi＝X+ΔXiYi＝Y(jié)+ΔYiZi＝Z+ΔZi其中ΔXi＝f1(φ，ω，κ，γi，Di…)ΔYi＝f2(φ，ω，κ，γi，Di…)ΔZi＝f3(φ，ω，κ，γi，Di…)這樣的地面目標(biāo)點(diǎn)都求出后，是大體等間隔地布滿整個(gè)遙感圖像。按這些點(diǎn)的地理坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)采用通常的擬合內(nèi)插方法，可求得二維陣(Xi，Yi)排列的Zi，即地面數(shù)字高程模型(DEM)。同樣按這些已有了地理坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)的遙感圖像的像元點(diǎn)，按通常的擬合，內(nèi)插和重采樣方法可得到地學(xué)編碼圖像。依這些具有地理坐標(biāo)的成像點(diǎn)、測(cè)距點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)可簡(jiǎn)單地將DEM(或內(nèi)插出等高線)與地學(xué)編碼圖像套合形成遙感影像地圖。依此基礎(chǔ)可制成遙感多維系列圖像。
數(shù)據(jù)采集和記錄裝置5是采集并記錄原始的圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置將上述全部數(shù)據(jù)計(jì)算、回歸、內(nèi)插、重采樣處理后繪制成遙感多維系列圖像。
本發(fā)明的遙感多維信息集成裝置和方法的另一實(shí)施例是光機(jī)掃描成像儀2和光機(jī)掃描激光測(cè)距儀并不共用一套光學(xué)系統(tǒng)而仍是各別的屬于各儀表中的光學(xué)系統(tǒng)，但通過同步控制器9同步采集圖像數(shù)據(jù)和距離數(shù)據(jù)也能達(dá)到本發(fā)明的目的，這種變化都屬于本發(fā)明的構(gòu)思范圍之內(nèi)。
本發(fā)明與INSAR，ALTMS，航空相機(jī)等代表性的遙感技術(shù)系統(tǒng)比較后，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明是一種在可見光、紅外波譜范圍里有幾十個(gè)波段，可生成DEM，能廣泛用于多種專題應(yīng)用中的集成技術(shù)；INSAR是微波范圍里可生成相對(duì)DEM，僅有一個(gè)波段，遙感專題應(yīng)用范圍很小的集成技術(shù)。ALTMS沒有遙感圖像，僅有生成DEM的功能。航空相機(jī)可生成DEM，但波段數(shù)太少，應(yīng)用范圍受限制大。
本發(fā)明在同種條件下依作業(yè)流程周期論應(yīng)屬于地學(xué)領(lǐng)域中的準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)(幾個(gè)小時(shí)的周期)，特殊應(yīng)用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。INSAR在同樣條件下要7～15天，ALTMS僅能獲得DEM，而不能作遙感專題應(yīng)用。航空相機(jī)在同樣條件下要4個(gè)月以上。
本項(xiàng)目在投資強(qiáng)度上比其他方案明顯占優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種遙感多維信息集成裝置，其特征在于，其中包括一測(cè)距成像組合遙感器用于同步提供地面目標(biāo)點(diǎn)遙感圖像數(shù)據(jù)和遙感器與地面目標(biāo)點(diǎn)之間的距離數(shù)據(jù)；一姿態(tài)測(cè)量裝置用于提供所述測(cè)距成像組合遙感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)；一全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)用于提供所述測(cè)距成像組合遙感器的位置數(shù)據(jù)；一同步控制器用于控制所述的測(cè)距成像組合遙感器，姿態(tài)測(cè)量裝置和全球定位系統(tǒng)接收機(jī)同步接收其中所述的圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)采集和記錄裝置用于將所述的圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)同步采集并記錄；一數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置用于將所述數(shù)據(jù)采集和記錄裝置中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪制成多維遙感系列圖像。
2.一種如權(quán)利要求1所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所述的測(cè)距、成像組合遙感器是由飛行器載光機(jī)掃描成像儀和光機(jī)掃描激光測(cè)距儀，以共用主光學(xué)系統(tǒng)的方式聯(lián)合組成。
3.一種如權(quán)利要求2所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的主光學(xué)系統(tǒng)包括45°掃描鏡，該掃描鏡的鏡面與地面及與其傳動(dòng)軸均成45°夾角并以與其中所說的測(cè)距成像組合遙感器的運(yùn)動(dòng)方向相垂直的方向上作掃描，并接收?qǐng)D像信號(hào)及同步發(fā)送和接收激光測(cè)距信號(hào)。
4.一種如權(quán)利要求3所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的掃描鏡是以旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行掃描，并在該掃描鏡面對(duì)地面的預(yù)定視場(chǎng)角范圍內(nèi)接收?qǐng)D像信號(hào)并發(fā)送及接收激光測(cè)距信號(hào)，并形成一個(gè)掃描行，在該掃描行中含有預(yù)定數(shù)量的象元和預(yù)定數(shù)量的測(cè)距點(diǎn)。
5.一種如權(quán)利要求3所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的掃描鏡是以擺動(dòng)方式進(jìn)行掃描，并在該掃描鏡面對(duì)地面擺動(dòng)的某一角度范圍內(nèi)，接收?qǐng)D像信號(hào)并發(fā)送和接收激光測(cè)距信號(hào)，并形成一個(gè)掃描行。在該掃描行中含有預(yù)定數(shù)量的像元和預(yù)定數(shù)量的測(cè)距點(diǎn)。
6.一種如權(quán)利要求1所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的姿態(tài)測(cè)量裝置是一平臺(tái)羅經(jīng)，用以連續(xù)提供測(cè)距成像組合遙感器的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)。
7.一種如權(quán)利要求1所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的測(cè)距成像組合遙感器和其中所說的姿態(tài)測(cè)量裝置是共同安裝在一固定平臺(tái)上，以使其中所說的測(cè)距成像組合遙感器和其中所說的姿態(tài)測(cè)量裝置保持剛性聯(lián)結(jié)。
8.一種如權(quán)利要求1和4，5，6所述的遙感多維信息集成裝置，其特征在于其中所說的同步控制器是一個(gè)與其中所說的45°掃描鏡的傳動(dòng)軸共軸聯(lián)結(jié)的光電編碼器。該編碼器用于給每個(gè)其中所說的像元發(fā)送碼信號(hào)；每間隔預(yù)定像元數(shù)給激光測(cè)距儀發(fā)送觸發(fā)脈沖以使之產(chǎn)生測(cè)距脈沖激光；發(fā)送中心像元時(shí)刻電脈沖到姿態(tài)測(cè)量裝置以控制飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)；發(fā)送中心像元時(shí)刻的電脈沖給GPS裝置產(chǎn)生時(shí)序標(biāo)志時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)作為組合遙感器的位置數(shù)據(jù)。
9.一種如權(quán)利要求1所述的遙感多維集成裝置，其特征在于其中所說的數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置包括一用于對(duì)所說的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、回歸和內(nèi)插處理的計(jì)算機(jī)，和一用于將計(jì)算機(jī)處理所得的全部遙感數(shù)據(jù)繪制成多維遙感系列圖像的繪圖儀。
10.一種遙感多維信息集成方法，其特征在于包括下列步驟(a)用測(cè)距成像組合遙感器中的光機(jī)掃描成像儀以掃描成像方式接收地面目標(biāo)點(diǎn)的圖像，并以預(yù)定象元數(shù)為一掃描行；(b)用同步控制器控制測(cè)距成像組合遙感器中的光機(jī)掃描激光測(cè)距儀，以掃描方式在一掃描行中每隔預(yù)定像元數(shù)，與此像元成像時(shí)刻同步向地面目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送并接收測(cè)距脈沖激光，與此像元數(shù)據(jù)一起提供距離數(shù)據(jù)，并形成測(cè)距點(diǎn)、成像點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)；(c)用同步控制器控制姿態(tài)測(cè)量裝置提供飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)；(d)用同步控制器發(fā)送電脈沖，在GPS接收機(jī)中產(chǎn)生時(shí)序標(biāo)志，由GPS系統(tǒng)輸出時(shí)序標(biāo)志時(shí)刻的的位置數(shù)據(jù)，用同步控制器控制GPS接收機(jī)，由GPS接收機(jī)輸出中心像元時(shí)刻的位置數(shù)據(jù)；(e)用數(shù)據(jù)采集和記錄裝置采集并記錄所說的全部數(shù)據(jù)；(f)用數(shù)據(jù)處理和成像繪圖裝置，處理全部數(shù)據(jù)并繪制成多維遙感系列圖像。
11.一種如權(quán)利要求10所述的遙感多維信息集成方法，其特征在于其中所說的掃描行中的預(yù)定像元數(shù)可以是256個(gè)或512個(gè)；其中所說的掃描行中，可以每隔4個(gè)像元或每隔8個(gè)像元形成一像元點(diǎn)、測(cè)距點(diǎn)的點(diǎn)對(duì)。
12.一種如權(quán)利要求10所述的遙感多維信息集成方法，其特征在于其中所說的數(shù)據(jù)處理是根據(jù)所說的圖像數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)，用計(jì)算方法、內(nèi)插法和回歸法使遙感圖像的每個(gè)像元數(shù)據(jù)上都一一對(duì)應(yīng)地獲得相應(yīng)的位置坐標(biāo)和高度值。
13.一種如權(quán)利要求10所述的遙感多維信息集成方法，其特征在于根據(jù)所說的圖像數(shù)據(jù)，位置坐標(biāo)和高度值，可以繪制成地學(xué)編碼遙感圖像和地面數(shù)字高程模型(DEM)以及多維遙感系列圖像。
全文摘要
一種遙感多維信息集成裝置和方法,是將飛行器載光機(jī)掃描成像儀、光機(jī)掃描激光測(cè)距儀與姿態(tài)測(cè)量裝置共同設(shè)置在一剛性平臺(tái)上,并將成像儀與激光測(cè)距儀的主光路聯(lián)合在一起共同組成測(cè)距成像組合遙感器。用與之共軸的同步控制器控制所說的測(cè)距成像組合遙感器,姿態(tài)測(cè)量裝置,以及GPS接收機(jī),使同步提供圖像數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)并經(jīng)處理后,可直接獲得多維遙感系列圖像?？煽s短作業(yè)周期大幅度提高效率。
文檔編號(hào)G01C21/00GK1184929SQ9611430
公開日1998年6月17日 申請(qǐng)日期1996年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月12日
發(fā)明者李樹楷, 薛永祺 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所