复杂地表多角度观测系统及其观测方法技术方案

本发明专利技术涉及遥感观测技术领域，提供一种复杂地表多角度观测系统及其观测方法，复杂地表多角度观测系统包括基座、地形沙盘、多角度观测装置、第一运动组件以及第二运动组件；基座设置在地面上，多个地形沙盘设置于基座的顶面；多角度观测装置包括支架组件以及连接于支架组件的观测设备，观测设备位于支架组件背离地面的一端，支架组件通过转动和/或摆动调整观测设备相对于地形沙盘的观测角度；第一运动组件设置于基座的顶面，且连接于多个地形沙盘；第二运动组件设置于基座的顶面，且连接于支架组件的底部。在进行多角度观测时，可以确保地形沙盘内的局部特征区域不随着观测角度的变化而变化，进而实现在不同观测角度下视场内地物范围的一致性。内地物范围的一致性。内地物范围的一致性。

【技术实现步骤摘要】
复杂地表多角度观测系统及其观测方法


[0001]本专利技术涉及遥感观测
，特别是涉及一种复杂地表多角度观测系统及其观测方法。

技术介绍

[0002]地表的非朗伯特性要求遥感观测必须考虑地物表面反射、发射的方向特征。地球表层的复杂三维结构和空间非均一性是导致地表反射或红外辐射具有方向性的重要因素，研究场景由简单均质地表深入到复杂地表，复杂地表为在一定遥感分辨率像元内地类混合和崎岖地表综合的地表特征。复杂地表遥感辐射建模和反演是定量遥感科学研究的前沿，针对复杂地表开展多角度观测是发展和验证复杂地表反射和辐射方向性模型的基础。相关技术中，在简单场景上的地面多角度观测臻至成熟，但是复杂场景的观测则面临新的问题亟需解决。首先，复杂地表的场景尺度在公里级，地面观测系统难以实现对大规模实地场景的测量；其次，已有的地面测量系统存在观测视场随角度变化的问题，在复杂场景下更加难以实现不同角度下视场内观测地物范围的一致性。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种复杂地表多角度观测系统，多角度观测装置不仅可以实现复杂地表的多角度观测，还可以实现在不同观测角度下视场内地物范围的一致性。
[0004]本专利技术还提出一种复杂地表多角度观测系统的观测方法。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例提供的复杂地表多角度观测系统，包括：
[0006]基座；
[0007]多个地形沙盘，设置于所述基座的顶面；
[0008]多角度观测装置，包括支架组件以及连接于所述支架组件的观测设备，所述观测设备位于所述支架组件背离地面的一端，所述支架组件通过转动和/或摆动运动调整所述观测设备相对于所述地形沙盘的观测角度；
[0009]第一运动组件，设置于所述基座的顶面，且连接于多个所述地形沙盘，用于调整所述地形沙盘相对于所述基座的位置；
[0010]第二运动组件，设置于所述基座的顶面，且连接于所述支架组件的底部，所述第二运动组件用于调整所述多角度观测装置相对于所述地形沙盘的位置；
[0011]所述第一运动组件、所述第二运动组件以及所述支架组件协同运动使所述地形沙盘的至少一部分特征区域始终落入所述观测设备的视场范围内。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，多个所述地形沙盘至少包括地表特征相对平坦的第一地形沙盘、地形坡度为正态分布的第二地形沙盘、地表特征为山谷的第三地形沙盘以及地表特征为山脊的第四地形沙盘。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述地形沙盘的尺寸为3.00m*3.00m，对应于实际区域
像元大小为1.50km*1.50km。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述第一地形沙盘对应地形的平均坡度为8.4
°
，所述第二地形沙盘对应地形的平均坡度为24.7
°
，所述第三地形沙盘对应地形的平均坡度为18.4
°
，所述第四地形沙盘对应地形的平均坡度为25.7
°
。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述地形沙盘的顶面设有增加摩擦的粗糙面。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述地形沙盘的顶面设有模拟地表覆盖物，所述模拟地表覆盖物的颜色光谱和真实相似度在可见光近红外波段不小于80％。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述观测设备与所述地形沙盘之间具有预设间距。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述支架组件具有黑色镀层或者通过煮黑工艺加工成型。
[0019]根据本专利技术第二方面实施例提供的复杂地表多角度观测系统的观测方法，包括以下步骤：
[0020]在地形沙盘上确定特征区域；
[0021]在所述特征区域内布设模拟地表覆盖物；
[0022]在所述特征区域的边缘均匀布设多个控制点，并量测多个所述控制点的局部坐标；
[0023]对所述地形沙盘进行多角度观测，并将观测数据进行处理，形成地形沙盘多角度观测数据集。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，所述对所述地形沙盘进行多角度观测的步骤，还包括：
[0025]对于具有明显坡面朝向的地形，补充按照其朝向和/或垂直其朝向的观测。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，所述特征区域的面积与所述地形沙盘的面积的比值为预设值。
[0027]本专利技术中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0028]根据本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测系统，包括基座、地形沙盘、多角度观测装置、第一运动组件以及第二运动组件；基座设置在地面上，多个地形沙盘设置于基座的顶面；多角度观测装置包括支架组件以及连接于支架组件的观测设备，观测设备位于支架组件背离地面的一端，支架组件通过转动和/或摆动调整观测设备相对于地形沙盘的观测角度；第一运动组件设置于基座的顶面，且连接于多个地形沙盘；第二运动组件设置于基座的顶面，且连接于支架组件的底部，第二运动组件用于调整多角度观测装置相对于地形沙盘的位置。第一运动组件、第二运动组件以及支架组件协同运动，可以调整地形沙盘和多角度观测装置之间的相对位置以及观测角度，可以使地形沙盘的至少一部分特征区域始终落入观测设备的视场范围内。观测设备安装在支架组件上，可以对地形沙盘进行多角度观测。在进行多角度观测时，可以使地形沙盘的至少一部分特征区域始终落入观测设备的视场范围内，进而实现在不同观测角度下视场内地物范围的一致性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测系统的俯视图；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测系统的侧视图；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的地形沙盘及特征区域的示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例提供的模拟地表覆盖物的树木的颜料光谱图；
[0034]图5为本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测系统的观测角度示意图；
[0035]图6为本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测系统的观测平面示意图；
[0036]图7为本专利技术实施例提供的第一地形沙盘的三维模拟图；
[0037]图8为本专利技术实施例提供的第二地形沙盘的三维模拟图；
[0038]图9为本专利技术实施例提供的第三地形沙盘的三维模拟图；
[0039]图10为本专利技术实施例提供的第四地形沙盘的三维模拟图；
[0040]图11为现有技术多角度观测示意图；
[0041]图12为本专利技术实施例提供的复杂地表多角度观测的示意图。
[0042]附图标记：
[0043]100、基座；
[0044]110、地形沙盘；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地表多角度观测系统，其特征在于，包括：基座；多个地形沙盘，设置于所述基座的顶面；多角度观测装置，包括支架组件以及连接于所述支架组件的观测设备，所述观测设备位于所述支架组件背离地面的一端，所述支架组件通过转动和/或摆动运动调整所述观测设备相对于所述地形沙盘的观测角度；第一运动组件，设置于所述基座的顶面，且连接于多个所述地形沙盘，用于调整所述地形沙盘相对于所述基座的位置；第二运动组件，设置于所述基座的顶面，且连接于所述支架组件的底部，所述第二运动组件用于调整所述多角度观测装置相对于所述地形沙盘的位置；所述第一运动组件、所述第二运动组件以及所述支架组件协同运动使所述地形沙盘的至少一部分特征区域始终落入所述观测设备的视场范围内。2.根据权利要求1所述的复杂地表多角度观测系统，其特征在于，所述第一运动组件包括设置于所述基座的顶面的直线滑轨，所述地形沙盘的底面滑动连接于所述直线滑轨；和/或，所述第二运动组件包括环形滑轨，所述环形滑轨连接于所述基座的顶面，且位于多个所述地形沙盘和所述第一运动组件的外侧。3.根据权利要求1所述的复杂地表多角度观测系统，其特征在于，多个所述地形沙盘至少包括地表特征相对平坦的第一地形沙盘、地形坡度为正态分布的第二地形沙盘、地表特征为山谷的第三地形沙盘以及地表特征为山脊的第四地形沙盘。4.根据权利要求3所述的复杂地表多角度观测系统，其特征在于，所述地形沙盘的尺寸为3.00m*3.00m，对应于实际区域像元大小为1.50km*1.50km。5.根据权利要求3所述的复杂地表多角度观测系统，其特征在于，所述第一地形沙盘对应地形的平均坡度为8.4
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻建光，杨建，宫宝昌，游冬琴，唐勇，肖青，柳钦火，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：