留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

FY-3微波成像仪10.6 GHz通道超分辨率图像重建

陈博洋 谷松岩 陈凡胜

陈博洋, 谷松岩, 陈凡胜. FY-3微波成像仪10.6 GHz通道超分辨率图像重建. 应用气象学报, 2016, 27(1): 123-128. DOI: 10.11898/1001-7313.20160113..
引用本文: 陈博洋, 谷松岩, 陈凡胜. FY-3微波成像仪10.6 GHz通道超分辨率图像重建. 应用气象学报, 2016, 27(1): 123-128. DOI: 10.11898/1001-7313.20160113.
Chen Boyang, Gu Songyan, Chen Fansheng. Super resolution image reconstruction for FY-3 MWRI 10.6 GHz band. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(1): 123-128. DOI:  10.11898/1001-7313.20160113.
Citation: Chen Boyang, Gu Songyan, Chen Fansheng. Super resolution image reconstruction for FY-3 MWRI 10.6 GHz band. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(1): 123-128. DOI:  10.11898/1001-7313.20160113.

FY-3微波成像仪10.6 GHz通道超分辨率图像重建

DOI: 10.11898/1001-7313.20160113
资助项目: 

国家自然科学基金项目 40905013

国家自然科学基金项目 41375023

详细信息
    通信作者:

    陈博洋, email: chenby@cma.gov.cn

Super Resolution Image Reconstruction for FY-3 MWRI 10.6 GHz Band

  • 摘要: 为改善风云三号 (FY-3) 微波成像仪10.6 GHz通道空间分辨率,提出利用超分辨率图像重建算法进行图像重建。分析并指出FY-3微波成像仪10.6 GHz通道具有过采样特征,具备重建得到高于瞬时视场图像的潜力;基于超分辨率图像重建理论,根据FY-3气象卫星轨道、姿态,微波成像仪性能参数以及工作模式等物理约束,建立微波成像仪的超分辨率成像模型,并推导计算出超分辨率成像模型参数;采用POCS算法重建得到10.6 GHz通道的超分辨率图像,采用目视比较分析、图像统计分析对重建图像进行质量评价:重建图像像元平均梯度提高26.5%,功率谱分量和提高5.7%,重建图像具有更高的空间分辨率;台风亮温分析应用显示了从重建图像可发现更微小的景物细节目标。采用超分辨率图像重建算法对FY-3微波成像仪10.6 GHz通道进行重建处理,结果有效且正确,可为数据用户提供更多可用的遥感数据,对微波遥感数据应用具有提升作用。
  • 图  1  FY-3 MWRI足迹

    Fig. 1  FY-3 MWRI foot print

    图  2  基于POCS算法的FY-3 MWRI超分辨率图像重建

    Fig. 2  High resolution image reconstruction based POCS of FY-3 MWRI

    图  3  2011年5月27日04:27 FY-3B MWRI 10.6 GHz通道原始图像 (a) 与重建图像 (b)

    Fig. 3  Original image (a) and reconstruction image (b) of FY-3B MWRI at 0427 UTC 27 May 2011

    图  4  2011年5月27日04:27 FY-3B MWRI台风桑达 (1102) 亮温 (a) 原始图像,(b) 重建图像,(c)37 GHz图像

    Fig. 4  Bright temperature of typhoon Songda at 0427 UTC 27 May 2011 (a) original image, (b) reconstruction image, (c) image of 37 GHz

  • [1] 邱红, 方翔, 谷松岩, 等.利用AMSU分析热带气旋结构特征.应用气象学报, 2007, 18(6):810-820. doi:  10.11898/1001-7313.200706123
    [2] 刘健, 张文建, 朱元竞, 等.中尺度强暴雨云团云特征的多种卫星资料综合分析.应用气象学报, 2007, 18(2):158-164. doi:  10.11898/1001-7313.20070228
    [3] 杜明斌, 杨引明, 杨玉华, 等.FY-3A微波资料偏差订正及台风路径预报应用.应用气象学报, 2012, 23(1):89-95. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20120110&flag=1
    [4] 任强, 董佩明, 薛纪善.台风数值预报中受云影响微波卫星资料的同化试验.应用气象学报, 2009, 20(2):137-146. doi:  10.11898/1001-7313.20090202
    [5] 刘喆, 韩志刚, 赵增亮, 等.利用ATOVS反演产品分析“云娜”台风.应用气象学报, 2006, 17(4):473-477. doi:  10.11898/1001-7313.20060413
    [6] Sethmann R, Burns B A, Heygster G C.Spatial resolution improvement of SSM/I data with image restoration techniques.IEEE Trans Geosci Remote Sensing, 1994, 32(6):1144-1151. doi:  10.1109/36.338362
    [7] Greenspan H, Anderson C A.Image enhancement by nonlinear extrapolation in frequency space.IEEE Trans Image Processing, 2009(9):1035-1048. http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2319936
    [8] Long G, Hardin P J, Whiting P T.Resolution enhancement of spaceborne scattermeter data.IEEE Trans Geosci Remote Sensing, 1993, 31(3):700-715. doi:  10.1109/36.225536
    [9] Early D S, Long D G.Image reconstruction and enhanced resolution imaging from irregular samples.IEEE Trans Geosci Remote Sensing, 2001, 39(2):291-302. doi:  10.1109/36.905237
    [10] Gilbert P.Iterative methods for three-dimensional reconstruction of an object from projections.J Theor Biol, 1972, 36:105-117. doi:  10.1016/0022-5193(72)90180-4
    [11] Backus G, Gilbert F.Numerical applications of a formalism for geophysical inverse problem.Geophys J R Astr Soc, 1967, 13:247-276. doi:  10.1111/gji.1967.13.issue-1-3
    [12] Tsai R Y, Huang T S.Multi-frame image restoration and registration.Advance in Computer Vision and Image Processing, 1984(1):317-339.
    [13] Alan O V, Alan S W, Nawab S H. 信号与系统 (第一版). 刘树棠, 译. 西安: 西安交通大学出版社, 1998: 233-234;277-282.
    [14] Itani M, Peleg S.Improving resolution by image registration.CVGIP:Graph.Models Image Process, 1991, 53(3):231-239. doi:  10.1016/1049-9652(91)90045-L
    [15] Stark H, Oskoui P.High-resolution image recovery from image-plane arrays, using convex projections.Journal of the Optical Society of America A, 1989, 6(11):1715-1726. doi:  10.1364/JOSAA.6.001715
    [16] Schultz R R, Stevenson R L.Extraction of high-resolution frames from video sequences.IEEE Trans IP, 1996, 5(6):996-1011. http://citeseer.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.48.8088
    [17] Tom B C, Katsaggelos A K.Reconstruction of a High-resolution Image by Simultaneous Registration, Restoration, and Interpolation of Low-resolution Images.Proc 1995 IEEE Int Conf Image Processing, 1995(2):539-542. http://www.academia.edu/2704814/Reconstruction_of_a_high-resolution_image_by_simultaneous_registration_restoration_and_interpolation_of_low-resolution_images
    [18] 李小青, 杨虎, 游然, 等.利用风云三号微波成像仪资料遥感“桑达”台风降雨云结构.地球物理学报, 2012, 55(9):2843-2853. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX201209005.htm
    [19] 章毓晋.图像处理和分析 (第一版).北京:清华大学出版社, 1999:182-183.
    [20] 谷松岩, 范天锡.FY-2和GMS-5红外通道遥感图像质量的功率谱分析.应用气象学报, 1999, 10(3):374-378. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19990374&flag=1
  • 加载中
图(4)
计量
  • 摘要浏览量:  2762
  • HTML全文浏览量:  1169
  • PDF下载量:  598
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-06
  • 修回日期:  2015-10-10
  • 刊出日期:  2016-01-31

目录

    /

    返回文章
    返回