CN104656072B - 光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种光学‑微波共用的图像分辨率评价条形靶标及其施工方法，包括水泥平板靶条、粗糙砾石区、靶标衬底层等结构，其中：靶条是能够在光学或微波成像载荷图像中呈现黑白对比的不同的反射材料；靶标衬底层是为了作为衬底，在其上可铺设不同的反射材料，确保靶面平整并便于长期运行。本发明的有益效果是：能够同时用于评价光学与微波遥感载荷空间分辨率评价；可评价0.1米‑5米分辨率的光学或微波遥感图像；无需经过计算得到分辨率大小；靶标的几何形状不会因雨雪、霜冻而受到影响，适用野外长期使用；靶标具有良好的自我清洁能力，雨水和风可以冲掉靶标表面的灰尘；混凝土平板和砾石在野外退化速度慢，大幅降低常态化运行所需的维护成本。

Description

光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标及其施工方法

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，尤其涉及一种新型的可同时用于评价光学和微波遥感载荷图像分辨率的固定式靶标及其施工方法。

背景技术

遥感技术能够大范围、动态地获取目标电磁辐射信息，实现对于地物真实物理属性的高效认知，在资源、测绘、气象和军事侦察等方面具有广阔的应用前景。随着对地观测遥感技术逐渐向满足定量化应用方向发展，常态化地定期监测卫星载荷运行过程中性能动态变化、精确检测变化程度、准确发现变化的原因并制定针对性的补救措施已得到国内外广泛的重视。

我国自“九五”以来已成功自主研发了多种星载、机载遥感载荷，形成了资源、环境、气象、海洋等卫星系列，经费投入量达数亿，以期提高我国自主获取对地观测信息的能力。然而，目前我国行业部门事实上还是以使用国外遥感数据为主，在实际遥感数据使用的总量中，国产数据不到10%。其主要原因之一在于我国遥感技术链中长期缺乏有效的载荷性能与数据质量检测环节，缺乏完善的可常态化监测载荷性能的测试标准目标体系。

固定式测试目标能够提供一致性强、重复利用度高的参考信息，对于经常性地开展载荷性能检测，尤其是高重访的卫星载荷周期性质量检测具有重要作用。

对于光学遥感载荷性能测试固定式靶标，具有该靶标的主要有芬兰Sjökulla场、美国Big Spring场、美国Stennis场、美国USAF场、中科院光电院包头场、航天五院嵩山场等。在实现靶标所用材料上，具体又可以分成两类，一类是利用涂料刷制；另一种是利用黑白砾石。

对于微波遥感载荷性能测试固定式靶标，具有该靶标的主要有德国FGAN-FOM定标场，其利用具有高后向散射的石子表征高灰度值，混凝土平坦面表征低灰度值。

上述光学和微波载荷分辨率测试的固定式靶标的主要技术缺陷有：

1) 现有光学和微波分别建设固定人工靶标场用于各自图像空间分辨率的评价，难以同时评价光学和微波图像分辨率。

2) 现有的微波固定式人工靶标仅能用于0.2m、0.3m、0.4米等少数几种分辨率图像的检测，无法评价目前典型的星载5m以下分辨率图像。

3) 现有扇形靶标的分辨率评价需要通过计算获知图像分辨率的大小，无法由图像直接目视得出图像分辨率大小。

发明内容

本发明目的是提供一种光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标及其施工方法，以解决现有技术存在的难以同时评价光学和微波图像分辨率，无法评价目前典型的星载5m以下分辨率图像，以及无法由图像直接目视得出图像分辨率大小的问题。

本发明的技术方案是：一种光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标，其特征在于，包括矩形的靶标区，该靶标区的南北边与真北方向北偏东夹角为10°或北偏西夹角10°，在该靶标区的表面铺设有多组不同宽度和不同长度的平面混凝土靶条，在该靶标区的其余部分的表面铺设黑色砾石层。

所述的平面混凝土靶条包括：

以及第13组和第14组，该第13组由多组长度和宽度不同的横条从长到短依次排列组成，位于靶标区的东边，长度较大的一组位于东南角；该第14组由多组长度和宽度不同的纵条从长到短依次排列组成，位于靶标区的北边，长度较大的一组位于东南角。

所述的第13组的组成如下：

所涉及的第14组的组成如下：

上述的组别编号为附图标记。

所述的靶标区的层结构包括：设在地基上的由天然级配砂砾构成的衬底层，所述的平面混凝土靶条由混凝土层组成，设在衬底层上面；在衬底层上面的其他区域铺设有透水土工布，在透水土工布的上面铺设所述的黑色砾石层；该黑色砾石层和混凝土层的表面平齐。

一种所述的光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）靶标区选址：靶标区选址在风沙较小、无建筑物遮挡、视野开阔、便于日常维护区域，场地尺寸约为60m*70m区域；

2）土地平整和衬底层铺设：为了保证固定靶场区的良好的透水性和平整度、抗压能力，在地基上铺设天然级配砂砾组成衬底层，砂砾的最大粒径不宜大于60mm，不小于0.071mm，粉料含量不应大于5%；机械压实，厚度为200mm，压实系数大于0.93；在衬底层和黑色砾石之间铺设规格为300g/m²的透水土工布；

3）平面混凝土靶条的浇筑；

4）砾石铺设。

所述的步骤3）包括以下步骤：

（1）采用陀螺经纬仪保证靶标区与真北方向北偏东夹角为10°或北偏西夹角10°；

（2）按照靶条规格制作模板和钢筋架；

（3）根据靶标图纸上各靶条的平面位置与高程，利用经纬仪和水平仪将模板支立准确，连接紧密、平顺；

（4）用钉在天然级配石衬底层里的钢钎固定模板，保证钢钎位于模板的外侧，并低于模板顶面约2cm，以便于施工操作；

（5）由自卸车将C25混凝土卸入模板仓，然后人工铺设混凝土靶条，按模板边、角、板中的顺序进行布料；

（6）以插入式捣动器来完成混凝土振捣；

（7）根据模板的上沿对混凝土表面大体找平；

（8）利用人工及抹面机进行靶条表面细找平并利用检查尺检测表面光滑度；

（9）浇水后铺设塑料薄膜进行混凝土养护，以保证混凝土的质量。

所述的步骤4）包括以下步骤：

（1）在宽度<0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm；

（2）在宽度>0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为5 cm±1的砾石，厚度15cm；

（3）0.4米靶条靠宽靶条一侧2条，机械配合人工铺设5cm±1砾石；靠窄靶条一侧2条铺设2cm±0.5砾石；

（4）其余区域铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm；

（5）以3m直尺为参考，调整砾石起伏度。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

（1）能够同时用于评价光学与微波遥感载荷空间分辨率评价；

（2）靶条的宽度设计为0.1米-5米，因此相应地可评价0.1米-5米分辨率的光学或微波遥感图像；

（3）靶条的宽度已知，可由光学或微波图像中可分辨的靶条直接目视得出分辨率大小，无需经过计算得到；

（4）靶标的几何形状不会因雨雪、霜冻而受到影响，适用野外长期使用；

（5）靶标具有良好的自我清洁能力，雨水和风可以冲掉靶标表面的灰尘；

（6）混凝土平板和砾石在野外退化速度慢，可大幅降低常态化运行所需的维护成本。

附图说明

图1是本发明的总体结构俯视图；

图 2是本发明的条形靶标剖面图；

图 3是本发明的衬底层断面结构层；

图4是本发明实际应用的效果图；

图5是图像分辨率评价条形靶标的光学图像；

图6是图像分辨率评价条形靶标的微波图像。

具体实施方式

参见图1～图4，本发明一种光学-微波共用的遥感图像分辨率评价条形靶标设计，其结构说明如下：

1、俯视图形：

为了满足0.1米-5米分辨率光学或微波遥感载荷的空间分辨率评价需求，设计如图1所示条状靶标A，具体的规格如表1所示。

表1混凝土靶条的规格数量要求

靶条类型	数量
		5米×25米	横向与纵向各3条
3米×15米	横向与纵向各3条
		2米×10米	横向与纵向各3条
1米×5米	横向与纵向各3条
		0.9米×4.5米	横向与纵向各5条
0.8米×4米	横向与纵向各5条
		0.7米×3.5米	横向与纵向各5条
0.6米×3米	横向与纵向各5条
		0.5米×2.5米	横向与纵向各5条
0.4米×2米	横向与纵向各5条
		0.3米×2米	横向与纵向各5条
0.2米×2米	横向与纵向各5条
		0.1米×2米	横向与纵向各5条
1米×5米（倾斜45°）	横向与纵向各3条
		0.8米×4米（倾斜45°）	横向与纵向各3条

2、剖面结构：

光学-微波共用的遥感图像分辨率评价条形靶标剖面图如图2所示，最上一层分别为15cm厚混凝土层21、15cm厚/粒径为4-8cm的砾石层22；在砾石层22区域下侧铺设一层300g/m2的透水土工布23，相邻的透水土工布23接缝之间重叠50mm。透水土工布23的作用是防止沙质层沙土的上翻、长出杂草，同时便于雨水下渗。

其下一层为天然级配砂砾构成的衬底层24，是为了便于在其上安置两种条形靶标。

3、光学-微波共用的遥感图像分辨率评价条形靶标施工方法：

3.1靶标区选址：

靶标区选址在风沙较小、无建筑物遮挡、视野开阔、便于日常维护区域。场地尺寸约为60m*70m区域。

3.2土地平整和衬底层铺设：

参见图3，为了保证固定靶场区的良好的透水性和平整度、抗压能力，固定靶标区的衬底层24由天然级配砂砾组成。其中砂砾的最大粒径不宜大于60mm，不小于0.071mm，粉料含量不应大于5%；机械压实，厚度为200mm，压实系数大于0.93。另外，在衬底层24的表层需要铺设规格为300g/m2的透水土工布以防止衬底层杂草丛生。衬底层24的下面是地基25。

3.3混凝土靶条浇筑：

（1）采用陀螺经纬仪保证靶标与真北方向北偏东夹角为10°或北偏西夹角10°。

（2）按照靶条规格制作模板和钢筋架。

（3）根据靶标图纸上各靶条的平面位置与高程，利用经纬仪和水平仪将模板支立准确，连接紧密、平顺。

（4）用钉在天然级配石衬底层里的钢钎固定模板，保证钢钎位于模板的外侧，并低于模板顶面约2cm，以便于施工操作。模板与衬底层接触面不得有缝隙，如有应堵严，以防漏浆，模板内侧涂刷隔离剂，以利拆模。模板支完后，应洒石屑粉找平并洒水密实。

（5）由自卸车将C25混凝土卸入模板仓，然后人工铺设混凝土靶条，按模板边、角、板中的顺序进行布料。

（6）以插入式捣动器来完成混凝土振捣。振捣时间以混凝土面停止下沉，不再冒出气泡，并泛水泥浆为主，插入式振捣器振捣时间以20s~30s为宜，平板振捣器以30s~40s为宜；时间也不宜过长，防止过振，产生离析。

（7）根据模板的上沿对混凝土表面大体找平。用刮杠和木模子赶出表面气泡，使表面进一步泛浆。在行进过程中，观察板面是否平整。

（8）利用人工（木抹、塑料抹）及抹面机进行靶条表面细找平并利用检查尺检测表面光滑度。

（9）浇水后铺设塑料薄膜进行混凝土养护，以保证混凝土的质量。

3.4砾石铺设：

（1）在宽度<0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm。

（2）在宽度>0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为5 cm±1的砾石，厚度15cm。

（3）0.4米靶条靠宽靶条一侧2条，机械配合人工铺设5cm±1砾石；靠窄靶条一侧2条铺设2cm±0.5砾石。

（4）其余区域铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm。

（5）以3m直尺为参考，调整砾石起伏度。

参见图5和图6，本发明的平面凝土靶条能够在光学或微波成像载荷图像中呈现黑白对比的不同的反射率。

Claims (3)

1.一种光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标的施工方法，该光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标包括矩形的靶标区，该靶标区的南北边与真北方向北偏东夹角为10°或北偏西夹角10°，在该靶标区的表面铺设有多组不同宽度和不同长度的平面混凝土靶条，在该靶标区的其余部分的表面铺设黑色砾石层；其特征在于，包括以下步骤：

1）靶标区选址：靶标区选址在风沙较小、无建筑物遮挡、视野开阔、便于日常维护区域，场地尺寸约为60m*70m区域；

2）土地平整和衬底层铺设：为了保证固定靶场区的良好的透水性和平整度、抗压能力，在地基上铺设天然级配砂砾组成衬底层，砂砾的最大粒径不大于60mm，不小于0.071mm，粉料含量不应大于5%；机械压实，厚度为200mm，压实系数大于0.93；在衬底层和黑色砾石之间铺设规格为300g/m²的透水土工布；

3）平面混凝土靶条的浇筑；

4）黑色砾石铺设。

2.根据权利要求1所述的光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标的施工方法，其特征在于，所述的步骤3）包括以下步骤：

（1）采用陀螺经纬仪保证靶标区与真北方向北偏东夹角为10°或北偏西夹角10°；

（2）按照靶条规格制作模板和钢筋架；

（3）根据靶标图纸上各靶条的平面位置与高程，利用经纬仪和水平仪将模板支立准确，连接紧密、平顺；

（4）用钉在天然级配石衬底层里的钢钎固定模板，保证钢钎位于模板的外侧，并低于模板顶面约2cm，以便于施工操作；

（5）由自卸车将C25混凝土卸入模板仓，然后人工铺设混凝土靶条，按模板边、角、板中的顺序进行布料；

（6）以插入式捣动器来完成混凝土振捣；

（7）根据模板的上沿对混凝土表面大体找平；

（8）利用人工及抹面机进行靶条表面细找平并利用检查尺检测表面光滑度；

（9）浇水后铺设塑料薄膜进行混凝土养护，以保证混凝土的质量。

3.根据权利要求1所述的光学-微波共用的图像分辨率评价条形靶标的施工方法，其特征在于，所述的步骤4）包括以下步骤：

（1）在宽度<0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm；

（2）在宽度>0.4米混凝土靶条的间隔处，机械配合人工铺设直径为5 cm±1的砾石，厚度15cm；

（3）0.4米靶条靠宽靶条一侧2条，机械配合人工铺设直径为5cm±1砾石；靠窄靶条一侧2条铺设直径为2cm±0.5砾石；

（4）其余区域铺设直径为2cm±0.5的砾石，厚度15cm；

（5）以3m直尺为参考，调整砾石起伏度。