数字图像处理在航空航天应用方面的进展

数字图像处理在航空航天应用方面的进展根据研究，人类信息的60%的来源于视觉，现代成像技术的发展更是日新月异。其中，数字图像处理这门融合了电子学、数学和计算机等众多技术的综合性学科，更是现代社会发展必不可少的环节。目前数字图像处理已广泛应用于工业、医疗、航空航天、军事等各个领域。由此可见，不管是日常的普通应用，还是高端科技领域的深入拓展，都离不开数字图像处理。而其中，在航空航天方面，数字图像处理更是发挥了强大的作用，并且取得了较大的进展。数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用是广泛并且多样的。在与我们生活息息相关的飞机遥感和卫星遥感技术中，每天都会有很多侦察飞机被派出并且对地球上相关地区进行大量的空中摄影，还有各种遥感卫星对我们生活的地方进行大范围的摄像，如LANDSAT系列陆地卫星，采用多波段扫描器（MSS），在900km高空对地球每一个地区以18天为一周期进行扫描成像。但是图像信号的直接传输明显是低效并且较困难的，所以这些图像会在空中先数字化成数字信号并存储起来，再高速传送到相关的处理中心，然后由处理中心分析并且输出图像。而对于我们得到的照片，我们可以通过相关的处理，挖掘出我们需要的信息，并投之于应用。上述过程之中的信息数字化、存储、传输、分析处理等各方面都离不开数字图像处理技术。比如，存储和运输的过程中，我们需要应用图像编码减少数据量，在分析相关图像的时候，我们需要应用图像增强部分来突出我们感兴趣的部分。目前，相关灾害检测，资源勘察，农业规划，城市规划等都极大地依赖于数字图像处理技术。气象预报、地球外部环境检测方面更不用说了。如，上海浦东新区继2003年第一次运用遥感技术对河道及水面积进行了调查后，2005年进行了复测，通过数字图像处理，及时发现了水面积减少的问题，并且引起了重视。再比如，通过遥感卫星影像分析结合实地考察，由中国科学院、中国林业科学研究院、甘肃省治沙研究所、兰州大学等单位联合组织的库姆塔格沙漠科考队，初步探明库姆塔格沙漠的精确面积为22917.2平方公里。在目前石油资源缺乏的大背景下，数字图像处理技术更是在石油勘探方面发挥了不可忽视的作用。中国石油勘探开发研究院石油遥感所，先后在塔里木、四川、中原、柴达木、冀东、南方14省中小盆地等开展了遥感地质研究，还有对东北裂谷、百色盆地等区域开展的遥感构造地质研究与油气资源评价，为油气勘探提供了重要的参考依据。在工程应用研究领域，石油遥感所还开创了我国利用遥感技术进行长输油气管道选线的先河。而这一些，都是在运用了数字图像处理技术的前提之下，否则要付出千倍以上的人力物力，才能实现这些突破。至于象征着人类科技发展高峰的太空探索方面，近年来更是通过数字图像处理技术取得了极大的进展。人类从古至今便对地球以外有着极强的好奇心，从科技飞速发展以来，我们更是从没停止过对外太空的探索。现在，许多国家已经向外太空发射了相关的探测器，无论是对月球的探索，还是对火星上有无生命的检测，都必须运用到图像数据。数字图像处理技术把相关的图像进行处理、储存、传输及还原，不仅能克服图像过于模糊、太多噪点等成像效果不令人满意的缺点，还能通过各种手段，突出图像的特征、分析不用点，从而为我们的科学研究提供更多更有效的数据。在1964年的第一次成功尝试中，美国喷气推进实验室（JPL）对航天探测器徘徊者7号发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声，后来成功地绘制出了月球表面地图。随后，他们加大了尝试力度，又对近十万张照片进行更为复杂的图像处理，并最终获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，这无疑是人类航天史上的里程碑。近几年，“卡西尼”号飞船进入土星轨道后传回地球的第一批土星环照片，“火星快车”拍摄到的火星山体滑坡照片，“深度撞击”中的珍贵图片，还有我国嫦娥探测器拍摄的月球表面照片，这些图像最终能展示在我们面前，都是数字图像处理技术的功劳。假如航空航天方面缺乏了这项技术，那我们或许只能在一长串乱码中寻找外星球真正的模样，这样无疑是我们技术发展的一个真正的瓶颈！其实，数字图像处理在航空航天方面的应用远不止这些，航天器对目标的精确定位、GPS卫星对交通情况的实时监测，还有许多方面是离不开数字图像处理技术的。或许细心留意，你就会发现生活中的各个方面都已经与这门学科建立了深度的联系。而通过这门学科，我们相信航天航空科技能取得更大的进步。航天航空作为一门综合性学科，有这些学科的辅助才能走得更远。11级计科（3）班叶梓11348146