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星载可见光相机成像仿真建模研究
Research on Remote Sensing Image Generation Modeling in the Visible Regions

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彭晓东 1   刘波 2   孟新 2   谢文明 2  
文摘 针对星载可见光相机成像模拟在逼真度和灵活性方面的综合仿真应用需求,研究并提出了一种以三维场景为基础,以光线追踪技术为主要渲染核心,综合考虑卫星轨道和姿态、光照条件、物体光谱特性和周边环境、大气传输、遥感器成像性能等影响因素的全光路成像模拟技术的仿真模型.文中首先从完备性及可扩展性的角度尝试建立了成像仿真系统的综合模型框架,对整个成像链中的各个重要环节进行分层及模块化,并结合目前现有三维技术、光线追踪技术、传感器仿真技术的特点设计各模块之间的调用及接口关系,使其能在较好利用现有计算模型的同时能够对新的算法模型实现有效兼容.随后讨论了模型目前使用的镜头前辐亮度计算模块、光线路径计算模块和传感器效果仿真模块,并针对简单空间探测场景用C++编程语言实现了系统框架和关键模型,生成模拟图像,结果证明该模型在深空光照及大气效果方面有较好的表现,具备较高的仿真度和良好的适应性、扩展性,能够有效支撑卫星光学成像系统的指标论证、算法评估以及效能预估等应用.
其他语种文摘 This paper addresses the research of fidelity and flexibility of remote sensing image generation modeling and simulation,and presented a synthetic image generation model which deals spectrally with multifold effects base on a three dimension digtial geometric scene and ray-tracing render engine.At first this paper tried to set up the imaging simulation system from the completeness and expansibility angle by stratifing and modularizing each important factor of whole imaging chain.In order to effectively utilize existing calculation model and able to interoperate for the new algorithm model,the call and communication relations between each module is designed by combining existing 3d technology,light tracing technology,sensor simulation technology.And the radiance calculation module,the ray tracing calculation module and sensor effect simulation module were discussed.Then aimed at a space scene simulation application.The model framework,submodels and spectral image examples achieved by C++ programming language are presented which can be widely use in sensor prototyping,algorithm testing,efficiency assessment at satellite design phase.
来源 光子学报 ,2011,40(7):1106-1111 【核心库】
DOI 10.3788/gzxb20114007.1106
关键词 成像模拟 ; 辐亮度计算 ; 光线追踪
地址

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安, 710119  

2. 中国科学院空间科学与应用研究中心, 北京, 100190

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1004-4213
学科 自动化技术、计算机技术
文献收藏号 CSCD:4267168

参考文献 共 13 共1页

1.  SCHOTT J S. Remote Sensing:The image chain approach,1997:12-16 被引 1 次    
2.  SHELL J R. A novel BRDF measurement technique with spatial resolution-dependent spectral variance. Proceedings of 2004IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium,2004:4754-4757 被引 1 次    
3.  SANDERS J S. Utilization of DIRSIG in support of real-time infrared scene Generation. SPIE.4029,2000:278-285 被引 1 次    
4.  SAVAGE J. Irma 5.1 multisensor signature prediction model. SPIE.5811,2005:199-211 被引 2 次    
5.  GERHART G R. Validation status of the TARDEC visual model(TVM). SPIE.2743,1996:276-284 被引 1 次    
6.  GUISSIN R. IRISIM:infrared imaging simulator. SPIE.5784,2005:190-200 被引 1 次    
7.  张健. 基于Vega Prime的红外场景生成技术在成像制导仿真系统中的应用. 红外技术,2005,27(2):124-128 被引 12 次    
8.  王刚. 基于图像仿真的对地遥感过程科学可视化研究. 系统仿真学报,2002,14(6):756-760 被引 13 次    
9.  宁殿艳. 星载退扫型红外传感器建模与仿真,2008:3-5 被引 1 次    
10.  李栋. 卫星遥感成像计算机仿真系统的研究与应用,2006:7-12 被引 1 次    
11.  曹运华. 基于粗糙样片光谱BRDF的空间目标可见光散射研究. 光子学报,2008,37(11):2264-2268 被引 12 次    
12.  SCHOTT J S. Incorporation of a time-dependent thermodynamic model and a radiation propagation model into IR 3D synthetic image generation. Optical Engineering,1992,31(7):1505-1516 被引 1 次    
13.  吴振森. 空间目标的可见光散射与红外辐射. 光学学报,2003,23(10):250-254 被引 2 次    
引证文献 6 篇

1 韩意 空间目标天基光学成像仿真研究进展 红外与激光工程,2012,41(12):3372-3378
被引 6 次

2 刘雄飞 光学遥感影像成像模拟研究综述 遥感信息,2013,28(5):118-122
被引 1 次

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