基于陣列點(diǎn)源的光學(xué)遙感衛(wèi)星像質(zhì)評(píng)價(jià)方法

鄭昱君，徐偉偉，李鑫，司孝龍，楊寶云，張黎明

（1 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 通用光學(xué)定標(biāo)與表征技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230031）

（2 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，合肥 230026）

0 引言

隨著光學(xué)遙感技術(shù)的發(fā)展與新一代綜合遙感體系的建設(shè)實(shí)施，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在自然資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃建設(shè)和測(cè)繪制圖等領(lǐng)域有越來越廣泛的應(yīng)用，這對(duì)遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)精度提出了更高的要求［1］。地面像元分辨率與調(diào)制傳遞函數(shù)（Modulation Transfer Function，MTF）是光學(xué)遙感衛(wèi)星圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要參數(shù)，表征遙感器對(duì)目標(biāo)細(xì)節(jié)的分辨能力以及不同空間尺度目標(biāo)，尤其是小尺度目標(biāo)的調(diào)制傳遞特性，在高空間分辨率光學(xué)遙感衛(wèi)星的目標(biāo)識(shí)別與判讀、圖像解譯與信息提取等方面具有重要意義［2-5］。

目前，光學(xué)遙感衛(wèi)星圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)多采用三線靶標(biāo)法、輻射狀靶標(biāo)法、傾斜刃邊法、陣列點(diǎn)源法等，光學(xué)遙感衛(wèi)星Quickbird、Worldview 系列、ZY 系列與高分系列等多采用這些方法進(jìn)行地面像元分辨率與調(diào)制傳遞函數(shù)的在軌檢測(cè)，均取得了一定的在軌檢測(cè)成效［6-10］。利用三線靶標(biāo)或輻射狀靶標(biāo)進(jìn)行地面像元分辨率檢測(cè)時(shí)，易受采樣相位與軌道傾角以及人工判讀或解譯輻射狀靶標(biāo)遙感影像的可分辨-不可分辨分界點(diǎn)等因素影響，檢測(cè)精度不高［5］；三線靶標(biāo)法進(jìn)行在軌MTF 檢測(cè)時(shí)，需要布設(shè)多組非整數(shù)像素間隔的三線靶標(biāo)，僅能夠獲取單點(diǎn)（奈奎斯特頻率）MTF 值，易受噪聲與大氣影響［4，11］，且具有一定的離散性；傾斜刃邊法所布設(shè)的刃邊靶標(biāo)本身并不包含頻率成分，需求導(dǎo)來恢復(fù)，引入計(jì)算誤差與噪聲，降低了MTF 檢測(cè)精度［12-14］，通過獲取光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)線擴(kuò)散函數(shù)的半最大值全寬確定地面像元分辨率時(shí)，易受大氣影響而檢測(cè)精度不高。針對(duì)光學(xué)遙感衛(wèi)星像質(zhì)評(píng)價(jià)方法的不足，提出基于陣列點(diǎn)源的在軌像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，以期提高光學(xué)遙感衛(wèi)星圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)精度。

陣列點(diǎn)源法像質(zhì)評(píng)價(jià)是根據(jù)調(diào)制傳遞函數(shù)物理定義進(jìn)行的直接檢測(cè)方法，沿遙感器飛行方向與其探測(cè)器線陣方向分別布設(shè)非整數(shù)像素間隔的反射點(diǎn)源檢測(cè)參照目標(biāo)，構(gòu)成循環(huán)矩陣以獲取成像系統(tǒng)的二維點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（Point Spread Function，PSF）與MTF，結(jié)合地面點(diǎn)源布設(shè)點(diǎn)位的高精度測(cè)量，可同時(shí)獲取光學(xué)遙感衛(wèi)星的地面像元分辨率。

1 基本原理

陣列點(diǎn)源目標(biāo)可將近似平行入射的太陽光發(fā)散一定的角度，便于光學(xué)遙感衛(wèi)星觀測(cè)成像。經(jīng)光學(xué)追跡與數(shù)值模擬，遙感器接收的反射光僅為點(diǎn)源目標(biāo)的一小區(qū)域，尺度約為厘米或毫米量級(jí)，相對(duì)于米量級(jí)或亞米量級(jí)地面像元分辨率的光學(xué)遙感衛(wèi)星來說，可作為點(diǎn)激沖光源對(duì)其進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià)。光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)可作為線性位移不變系統(tǒng)，地物目標(biāo)與輸出圖像之間的物像關(guān)系可以表示為

式中，(x，y)為圖像空間坐標(biāo)，g(x，y)為輸出圖像，f(x，y)為地物目標(biāo)，?為卷積符號(hào)，h(x，y)為系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，b為背景值。

由式（1）可知，光學(xué)遙感衛(wèi)星對(duì)地面反射點(diǎn)源目標(biāo)觀測(cè)成像輸出結(jié)果表現(xiàn)為衛(wèi)星成像系統(tǒng)自身的點(diǎn)擴(kuò)散特性，即可根據(jù)調(diào)制傳遞函數(shù)的物理定義對(duì)其進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià)。

光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)主要由光學(xué)子系統(tǒng)、探測(cè)器子系統(tǒng)、電子學(xué)子系統(tǒng)等組成，此外還受衛(wèi)星平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響，基于傅里葉光學(xué)及卷積定理，表征系統(tǒng)自身特性的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是各組成部分點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的卷積［15］。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，結(jié)合光學(xué)遙感衛(wèi)星的恒星觀測(cè)及地面點(diǎn)源成像等試驗(yàn)［16-19］，可近似采用高斯模型來表征光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散特性，故遙感成像系統(tǒng)對(duì)地面點(diǎn)源目標(biāo)成像后的輸出圖像可表示為

式中，k為系數(shù)因子，(x0，y0)為峰值坐標(biāo)，(σ，?)為橫向與縱向的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

根據(jù)光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)的物像關(guān)系并結(jié)合點(diǎn)源遙感影像，通過最小二乘法進(jìn)行二維高斯模型擬合可確定每個(gè)反射點(diǎn)源影像的峰值位置，即

式中，g(xi，yi)為點(diǎn)源圖像中空間坐標(biāo)為(xi，yi)的像素點(diǎn)計(jì)數(shù)值。

根據(jù)幾何關(guān)系可知，光學(xué)遙感衛(wèi)星沿軌或垂軌方向的點(diǎn)源目標(biāo)的地面間距與其相應(yīng)的衛(wèi)星影像中像點(diǎn)間距之比即為地面像元分辨率

式中，(Xk，Yl，Zq)，(Xk+1，Yl+1，Zq+1)為地面點(diǎn)源坐標(biāo)，可采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全球定位系統(tǒng)（Real Time Kinematic-Global Positioning System，RTK-GPS）高精度測(cè)量，(xk0，yl0)，(xk0+1，yl0+1)為對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)源的衛(wèi)星影像的像點(diǎn)坐標(biāo)。

光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌MTF 檢測(cè)時(shí)，通常采用非整數(shù)像素間隔的反射點(diǎn)源陣列構(gòu)成循環(huán)矩陣，以聯(lián)合光學(xué)衛(wèi)星相機(jī)多個(gè)探測(cè)元對(duì)其進(jìn)行掃描成像。以每個(gè)點(diǎn)源影像的峰值點(diǎn)坐標(biāo)（或相對(duì)相位）為基準(zhǔn)將所有點(diǎn)源影像數(shù)據(jù)進(jìn)行位置配準(zhǔn)，獲取過采樣的、亞像素插值的光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散輪廓，克服目前廣泛應(yīng)用于遙感的光電成像系統(tǒng)采樣效應(yīng)的影響，以準(zhǔn)確恢復(fù)出遙感成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，進(jìn)而獲取系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)，提高遙感衛(wèi)星在軌像質(zhì)評(píng)價(jià)精度［20-21］。通過最小二乘法對(duì)重排后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維高斯曲面擬合便可獲取成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，由MTF 的物理定義，系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)經(jīng)離散傅里葉變換得到系統(tǒng)MTF，即

式中，MMTF為系統(tǒng)MTF，(v，ξ)分別為縱向與橫向頻率，DFT（?）為離散傅里葉變換。

2 在軌檢測(cè)試驗(yàn)

資源三號(hào)衛(wèi)星基于反射點(diǎn)源的像質(zhì)評(píng)價(jià)試驗(yàn)中，在定標(biāo)試驗(yàn)場(chǎng)沿飛行方向與探測(cè)器線陣方向集中布設(shè)4×4 的非整像素間隔的反射點(diǎn)源陣列，相鄰點(diǎn)源間距為10.25 像素，相間點(diǎn)源間距為20.5 像素，如圖1 所示。根據(jù)基本原理中所述，當(dāng)沿遙感器飛行方向布設(shè)4×4 陣列的非整數(shù)像素間隔的點(diǎn)源目標(biāo)時(shí)，光學(xué)遙感成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)可亞像素插值至0.25 像素，能夠有效克服成像系統(tǒng)采樣效應(yīng)與抑制隨機(jī)噪聲影響，準(zhǔn)確地恢復(fù)出光學(xué)遙感衛(wèi)星成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，進(jìn)而獲取系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)。在軌檢測(cè)試驗(yàn)通常選擇在大氣干潔、晴朗無云的天氣條件下進(jìn)行，根據(jù)軌道預(yù)報(bào)，光學(xué)遙感衛(wèi)星星下點(diǎn)觀測(cè)成像，獲取試驗(yàn)遙感影像，如圖2 所示。采用RTK-GPS 對(duì)每個(gè)反射點(diǎn)源目標(biāo)的中心位置進(jìn)行高精度測(cè)量，以獲取反射點(diǎn)源的地面坐標(biāo)與實(shí)際間距，探測(cè)器線陣與衛(wèi)星飛行方向相鄰點(diǎn)源地面間距如表1 所示。

表1 地面相鄰反射點(diǎn)源間距Table 1 Distances of ground adjacent reflected point source

圖2 遙感影像Fig.2 Remote sensing image

反射點(diǎn)源主要由反射鏡組件、太陽敏感器、姿態(tài)調(diào)控組件與控制軟件系統(tǒng)等組成，可將入射至點(diǎn)源反射鏡的太陽光束反射至光學(xué)遙感衛(wèi)星入瞳，形成點(diǎn)激沖輻射。根據(jù)遙感器動(dòng)態(tài)范圍，結(jié)合光學(xué)遙感衛(wèi)星可接收能量要求，經(jīng)點(diǎn)源目標(biāo)反射至遙感器入瞳能量與經(jīng)地表反射至遙感器入瞳能量相匹配，據(jù)此設(shè)計(jì)反射鏡在太陽反射波段的鏡面反射率優(yōu)于90%，使得反射點(diǎn)源目標(biāo)反射適量光通量在光學(xué)衛(wèi)星相機(jī)響應(yīng)高端且不飽和，并具有較好的信噪比；根據(jù)衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)精度與反射點(diǎn)源指向精度等，并考慮一定角度冗余，保障過頂時(shí)刻遙感器能夠接收到經(jīng)點(diǎn)源反射的太陽光束的情況下，設(shè)計(jì)反射鏡尺度小于遙感器地面像元分辨率的10%，以實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化的反射點(diǎn)源。通過太陽敏感器對(duì)太陽運(yùn)動(dòng)軌跡的自動(dòng)跟蹤觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)精度優(yōu)于0.1°的點(diǎn)源姿態(tài)調(diào)控誤差校準(zhǔn)與角度標(biāo)校，可自動(dòng)匹配太陽光-點(diǎn)源目標(biāo)-光學(xué)遙感衛(wèi)星間的光路［22］，準(zhǔn)確獲取地面反射點(diǎn)源的遙感影像。

根據(jù)反射點(diǎn)源遙感影像可知，如圖3 所示，每個(gè)點(diǎn)源影像響應(yīng)值覆蓋約3×3 像素，選取每個(gè)反射點(diǎn)源遙感影像的5×5 像素值則能夠包含背景及點(diǎn)源目標(biāo)的響應(yīng)值。將25 個(gè)像素值代入點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)模型進(jìn)行二維高斯曲面擬合，如圖4 所示，根據(jù)擬合結(jié)果獲取點(diǎn)源圖像的像點(diǎn)坐標(biāo)，如表2 所示，進(jìn)而求得點(diǎn)源的像點(diǎn)間距。

表2 反射點(diǎn)源像點(diǎn)坐標(biāo)Table 2 Pixel coordinates of reflected point source image

圖3 反射點(diǎn)源影像Fig.3 Image of reflected point source

圖4 曲面擬合Fig.4 Surface fitting

根據(jù)反射點(diǎn)源法地面像元分辨率檢測(cè)原理，反射點(diǎn)源的地面間距與其遙感圖像的像點(diǎn)間距相比即得遙感衛(wèi)星的地面像元分辨率，如表3 所示。光學(xué)遙感衛(wèi)星的探測(cè)器線陣方向與飛行方向的地面像元分辨率分別為3.22 m 和3.52 m，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.020 6 和0.021 5，相對(duì)偏差分別為6.4‰和6.1‰，表明所測(cè)光學(xué)遙感衛(wèi)星探元具有良好的穩(wěn)定性與可靠性。

表3 地面像元分辨率Table 3 Ground pixel resolution

按照陣列點(diǎn)源像點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)4×4 陣列點(diǎn)源影像數(shù)據(jù)進(jìn)行位置配準(zhǔn)，以獲取亞像素插值的系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散響應(yīng)，即遙感器成像系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散輪廓，降低光電成像系統(tǒng)的采樣效應(yīng)與隨機(jī)噪聲對(duì)在軌MTF 檢測(cè)結(jié)果的影響，提高反射點(diǎn)源法像質(zhì)評(píng)價(jià)精度。如圖5 所示，通過參數(shù)化高斯模型擬合即可獲取系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換取模并歸一化即得光學(xué)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)MTF，如圖6 所示。采用陣列點(diǎn)源法對(duì)資源三號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行在軌MTF 檢測(cè)的結(jié)果與采用雙邊緣線狀地物法對(duì)資源三號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行在軌MTF 檢測(cè)的結(jié)果［23］（飛行方向0.147 4，線陣方向0.143 4）在遙感器飛行方向與線陣方向的差異分別為0.000 2 與0.012 6，具有較好的一致性。

圖5 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)Fig.5 Point spread function

圖6 系統(tǒng)MTFFig.6 System MTF

3 分析與討論

光學(xué)遙感衛(wèi)星陣列點(diǎn)源法像質(zhì)評(píng)價(jià)是以“小”而“亮”的自動(dòng)化反射點(diǎn)源作為檢測(cè)參照，沿遙感器飛行方向與探測(cè)器線陣方向按照非整像素間隔陣列化布設(shè)并測(cè)量地面點(diǎn)源坐標(biāo)，結(jié)合點(diǎn)源遙感影像對(duì)光學(xué)衛(wèi)星圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行在軌檢測(cè)。像質(zhì)評(píng)價(jià)精度與點(diǎn)源結(jié)構(gòu)形式、像點(diǎn)檢測(cè)精度等因素有關(guān)，分析討論這些影響的同時(shí)，結(jié)合地面同步（準(zhǔn)同步）觀測(cè)的大氣參數(shù)等，可實(shí)現(xiàn)遙感器的在軌輻射定標(biāo)。

反射點(diǎn)源既有相對(duì)遙感器分辨率小得多的尺度，又有相對(duì)地面目標(biāo)背景高得多的輻射，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)太陽光-陣列點(diǎn)源-光學(xué)遙感衛(wèi)星間的光路對(duì)準(zhǔn)，便于成像且信噪比高。用于LANDSAT TM 相機(jī)的漫射點(diǎn)源（高反射率背景中的低反射率點(diǎn)源目標(biāo)），尺寸為遙感器地面像元分辨率的一半，按照非整像素間隔布設(shè)為4×4 陣列，易受背景及噪聲影像且信噪比較差［24-25］，相較之下，反射點(diǎn)源具有較高的輻射亮度且信噪比高；用于SPOT 衛(wèi)星的主動(dòng)點(diǎn)源（姿態(tài)可調(diào)的高能量的聚光燈），需要多次觀測(cè)成像來克服光學(xué)遙感衛(wèi)星采樣效應(yīng)影響，易受大氣狀況與光譜非一致性影響［9，26］，相較之下，反射點(diǎn)源無需對(duì)輻射能量進(jìn)行定標(biāo)，不存在與太陽反射波段光譜的非一致性，且無需大功率電源供電；用于IKONO 衛(wèi)星的深空恒星，對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制技術(shù)與軌道調(diào)整技術(shù)要求較高，相較之下，使用反射點(diǎn)源時(shí)無需進(jìn)行衛(wèi)星平臺(tái)翻轉(zhuǎn)或姿態(tài)調(diào)整［27］。

在陣列點(diǎn)源法像質(zhì)評(píng)價(jià)試驗(yàn)中，點(diǎn)源目標(biāo)中心的橫向或縱向連線應(yīng)在一條直線上，據(jù)此根據(jù)共線檢驗(yàn)原則，相鄰反射點(diǎn)源中心的距離和應(yīng)與相間反射點(diǎn)源中心的距離相等。如表4 所示，光學(xué)遙感衛(wèi)星探測(cè)器線陣與飛行方向共線檢驗(yàn)結(jié)果誤差均小于0.002 像素，表明陣列點(diǎn)源像點(diǎn)提取與地面像元分辨率檢測(cè)結(jié)果均具有較高的精度與準(zhǔn)確性。地面像元分辨率是反射點(diǎn)源地面間距與其影像像點(diǎn)間距之比，該比例系數(shù)也可作為點(diǎn)源影像像點(diǎn)檢測(cè)精度的驗(yàn)證參數(shù)，如表3 所示，具有較好的一致性，在光學(xué)遙感衛(wèi)星探測(cè)器線陣方向與飛行方向的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.020 6 和0.021 5，相對(duì)偏差分別為6.4‰和6.1‰，表明點(diǎn)源影像像點(diǎn)提取精度高，遙感器線陣探測(cè)元在局部范圍內(nèi)具有較好的剛性與穩(wěn)定性。

表4 共線檢測(cè)Table 4 Co-linear detection

基于陣列點(diǎn)源的光學(xué)遙感衛(wèi)星像質(zhì)評(píng)價(jià)方法是根據(jù)調(diào)制傳遞函數(shù)的物理定義進(jìn)行的直接檢測(cè)方法，可以直觀表征遙感器點(diǎn)擴(kuò)散特性或模糊特性，獲取成像系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)的同時(shí)，結(jié)合地面測(cè)量得到的陣列點(diǎn)源位置坐標(biāo)還可得地面像元分辨率。相較基于三線靶標(biāo)或輻射狀靶標(biāo)的光學(xué)遙感衛(wèi)星像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，可避免主觀判斷可分辨-不可分辨點(diǎn)的影響，且可獲得遙感器成像系統(tǒng)的全頻率MTF 值；相較常用的基于傾斜刃邊的光學(xué)遙感衛(wèi)星像質(zhì)評(píng)價(jià)方法無需求導(dǎo)恢復(fù)各頻率，避免多步驟數(shù)據(jù)處理引入額外誤差，抑制大氣與噪聲對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，具有較高的像質(zhì)評(píng)價(jià)精度。

光學(xué)遙感衛(wèi)星基于陣列點(diǎn)源的在軌像質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)合大氣光學(xué)特性參數(shù)地面同步或準(zhǔn)同步自動(dòng)化觀測(cè)，通過簡化輻射傳輸計(jì)算建立點(diǎn)源目標(biāo)反射至遙感器的入瞳輻亮度與點(diǎn)源影像響應(yīng)值間的定量關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基于反射點(diǎn)源的輻射定標(biāo)。根據(jù)地面同步或準(zhǔn)同步觀測(cè)的大氣光學(xué)特性參數(shù)，結(jié)合氣象信息與點(diǎn)源目標(biāo)反射率等參數(shù)，經(jīng)輻射傳輸計(jì)算獲取經(jīng)點(diǎn)源反射至遙感器入瞳的輻亮度，再結(jié)合光學(xué)遙感衛(wèi)星相機(jī)的光譜響應(yīng)函數(shù)獲得等效輻亮度；陣列點(diǎn)源遙感影像經(jīng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)擬合與統(tǒng)計(jì)分析獲取點(diǎn)源影像計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)值，結(jié)合多級(jí)點(diǎn)源目標(biāo)的線性回歸可有效分離出點(diǎn)源目標(biāo)響應(yīng)值與背景輻射響應(yīng)值；進(jìn)而由遙感器入瞳等效輻亮度與點(diǎn)源目標(biāo)響應(yīng)值結(jié)合輻射定標(biāo)方程獲取光學(xué)遙感衛(wèi)星的定標(biāo)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)遙感衛(wèi)星基于陣列點(diǎn)源的自動(dòng)化輻射定標(biāo)［28］。

4 結(jié)論

光學(xué)遙感衛(wèi)星陣列點(diǎn)源法像質(zhì)評(píng)價(jià)是以輕小型、自動(dòng)化的反射點(diǎn)源陣列作為檢測(cè)參照，同時(shí)獲取遙感器地面像元分辨率與MTF 等像質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)的在軌檢測(cè)方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用二維高斯曲面擬合方法進(jìn)行點(diǎn)源像點(diǎn)坐標(biāo)提取的精度較高，光學(xué)遙感器探測(cè)器線陣與飛行方向的共線檢測(cè)誤差小于0.002 像素，地面像元分辨率的檢測(cè)結(jié)果小于6.5‰。陣列點(diǎn)源法是根據(jù)MTF 物理定義進(jìn)行的在軌MTF 檢測(cè)方法，通過像點(diǎn)提取、數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、二維高斯曲面擬合、傅里葉變換等步驟直接獲取表征遙感器成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散特性的二維PSF 以及全頻率的二維MTF，能夠全面反應(yīng)成像系統(tǒng)的成像能力，克服了利用三線靶標(biāo)法或輻射狀靶標(biāo)法僅能獲取單點(diǎn)MTF 值以及利用傾斜刃邊法在求導(dǎo)過程中引入計(jì)算誤差與噪聲的缺點(diǎn)。同時(shí)，結(jié)合地面點(diǎn)源坐標(biāo)的高精度測(cè)量，陣列點(diǎn)源法可以定量檢測(cè)光學(xué)遙感衛(wèi)星的地面像元分辨率，避免了利用三線靶標(biāo)法或輻射狀靶標(biāo)法人工判定可分辨-不可分辨點(diǎn)以及利用傾斜刃邊法時(shí)大氣對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，提高了地面像元分辨率檢測(cè)精度。此外，陣列點(diǎn)源還可以作為光學(xué)遙感衛(wèi)星輻射定標(biāo)的參考目標(biāo)，通過地面設(shè)置多能級(jí)點(diǎn)源陣列，結(jié)合大氣光學(xué)特性參數(shù)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)遙感器在軌輻射定標(biāo)。因此，陣列點(diǎn)源有望綜合實(shí)現(xiàn)光學(xué)遙感衛(wèi)星的輻射定標(biāo)與像質(zhì)評(píng)價(jià)。