环境一号卫星影像高性能镶嵌技术研究

论文摘要

我国先后发射两颗环境一号卫星A,B星用于我国环境监测,卫星发回的海量影像对遥感数据处理提出了更准确,更快速的新要求。影像镶嵌是众多环境一号卫星数据应用的一个关键步骤。为满足环境一号卫星影像业务化生产需求,本文基于集群环境,使用MPI进行通信,研究设计并实现了一套适用于海量卫星影像的高性能镶嵌系统。设计实现的高性能镶嵌系统的主要特色体现在以下三个方面:(1)良好的视觉效果。通过分析和研究常用的匀色方法,将匀色预处理后的影像进行羽化镶嵌,使镶嵌结果影像具有较好的整体一致性,消除人工拼接时容易出现的拼接痕迹。(2)镶嵌过程的自动化实现。提出一种基于影像有效区形状内容的双区域增长算法,能够自动地生成各种重叠情况的羽化拼接线,解决了传统羽化镶嵌方法常常需要人工羽化半径并手绘拼接线的问题。该算法简单高效,鲁棒性强,能适应各种环境一号卫星影像拼接线自动生成,并能自动计算合理的羽化半径,整个过程完全自动,无需人工干预,解决了环境一号卫星影像镶嵌业务自动化关键的一步。(3)镶嵌过程的并行化实现。通过镶嵌算法的并行性分析,设计了一种基于MPI通信和分块策略的主从进程镶嵌模式,在集群系统下实现了高性能镶嵌的软件原型系统。该系统具有良好的交互界面,简便的操作流程和较高的加速比,初步能满足环境一号卫星影像业务化生产需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外遥感影像镶嵌技术研究现状
• 1.3 课题来源及现有基础
• 1.4 论文主要工作和内容安排
• 2 环境一号卫星影像自动无缝镶嵌算法设计及实现
• 2.1 引言
• 2.2 匀色处理
• 2.3 羽化处理
• 2.4 实验结果及性能评价
• 2.5 小结
• 3 环境一号卫星影像镶嵌并行算法设计及实现
• 3.1 引言
• 3.2 并行算法设计与分析
• 3.3 基于MPI 的并行镶嵌实现
• 3.4 实验结果与性能评价
• 3.5 小结
• 4 环境一号卫星影像高性能镶嵌软件原型系统实现
• 4.1 引言
• 4.2 系统设计及模块介绍
• 4.3 实验结果
• 4.4 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结及本文创新点
• 5.2 本文算法和系统的不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表的论文，申请专利及参与项目