高频次遥感观测影像迭代更新制图方法技术

本发明专利技术提供一种高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，涉及遥感影像制图处理技术领域，以解决现有遥感影像制图效率低下且无法有效提取和记录变化信息的技术问题。该方法包括：获取关注区域的待处理遥感影像；对待处理遥感影像进行初步定位，获取空间位置；根据空间位置，获取已有底图数据，采用离散特征匹配算法提取待处理遥感影像与已有底图数据之间的同名点对；根据同名点对，对待处理遥感影像进行几何校正和辐射校正；采用密集特征匹配算法，度量待处理遥感影像与已有底图数据的特征相似性；对特征相似性进行阈值处理，标记待处理遥感影像与已有底图数据中的变化区域；根据待处理遥感影像，仅对标记为变化区域的已有底图数据进行局部更新。图数据进行局部更新。图数据进行局部更新。

【技术实现步骤摘要】
高频次遥感观测影像迭代更新制图方法


[0001]本专利技术涉及遥感影像制图处理
，尤其涉及一种高频次遥感观测影像迭代更新制图方法。

技术介绍

[0002]卫星遥感具有不受国境限制、高分辨率等优势，在军事侦察、国防建设、国土资源、生态环境、应急减灾、海洋监测等领域有重要应用，是各国重点发展的战略高技术之一。目前我国已发射多颗高分系列卫星，包括可见光、红外、多/高光谱、SAR等载荷类型，最高分辨率达到亚米级，取得了重要应用成果。下一阶段，随着小成本卫星星座技术的逐渐成熟，利用多源卫星集群拍摄方式，可以在兼顾高分辨率对地观测的情况下，实现1~2天全球区域覆盖。对于重点关注区域，星群遥感数据的重访周期可能达到小时级。
[0003]相较于现有少量单星的对地观测模式，星群观测模式可以实现关注区域高频次重访，从而极大地提升遥感数据对地面动态信息的感知能力。但是，观测频次的提升将不可避免地增加遥感数据的冗余性，进一步加剧遥感处理应用系统一直以来面临的“数据量大而有效信息少”的矛盾。因此，为了有效发挥星群遥感对地观测的信息获取能力，在降低遥感星群重访周期的同时，需要针对性地提升区域底图生产效率，并高效分析发生变化的有效信息。
[0004]现有遥感影像制图方法大多针对单次覆盖遥感影像进行处理，为了保证测绘制图质量，需要经过严格的控制点匹配、连接点匹配、区域网平差、多图匀色以及镶嵌羽化等处理步骤，制图时间往往需要几天，甚至几周，而且无法快速给出发生变化的有效区域信息。因此，无法满足未来遥感星群高频次遥感观测影像高效获取地面动态信息的需求。同时，高频次遥感观测影像中包含丰富的动态信息，现有方法无法有效提取和记录变化信息。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，以解决现有遥感影像制图方法效率低下且无法有效提取和记录变化信息的技术问题。
[0006]本专利技术提供了一种高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，包括：获取关注区域的待处理遥感影像，其中，待处理遥感影像是由遥感卫星星群获得的高频次遥感影像；对待处理遥感影像进行初步定位，获取空间位置；根据空间位置，获取已有底图数据，采用离散特征匹配算法提取待处理遥感影像与已有底图数据之间的同名点对；根据同名点对，对待处理遥感影像进行几何校正和辐射校正；采用密集特征匹配算法，度量待处理遥感影像与已有底图数据的特征相似性；对特征相似性进行阈值处理，标记待处理遥感影像与已有底图数据中的变化区域；根据待处理遥感影像，仅对标记为变化区域的已有底图数据进行局部更新。
[0007]进一步地，对待处理遥感影像进行初步定位，包括：使用待处理遥感影像附带的有理多项式系数文件进行初步定位。
[0008]进一步地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：地，对待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：其中，P、L、H为正则化的地面坐标；X、Y表示正则化的像面坐标；LAT_OFF、LAT_SCALE、LONG_OFF、LONG_SCALE、HEIGHT_OFF、HEIRGHT_SCALE分别为地面坐标的正则化参数；SAMP_OFF、SAMP_SCALE、LINE_OFF、LINE_SCALE分别为待处理遥感影像坐标的正则化参数；Longitude、Latitude、Height分别表示地面三维坐标经度、纬度和高程；Line、Sample分别表示待处理遥感影像的像面坐标行和列；Num
L
(P,L,H)、Den
L
(P,L,H)、Num
s
(P,L,H)、Den
s
(P,L,H)均为一般多项式，分别由有理多项式系数来定义。
[0009]进一步地，对待处理遥感影像进行几何校正和辐射校正，具体包括：在待处理遥感影像的坐标值与已有底图数据的坐标值之间建立刚体变换模型，采用最小二乘拟合计算刚体变换系数；根据刚体变换系数，对待处理遥感影像进行刚体变换，来实现几何校正；在同名点对的辐射值与已有底图数据的辐射值之间建立线性变换模型，采用最小二乘拟合计算线性变换系数；根据线性变换系数，对待处理遥感影像进行线性变换，来实现辐射校正。
[0010]进一步地，采用密集特征匹配算法，度量待处理遥感影像与已有底图数据的特征相似性，具体包括：按照地理坐标信息，提取辐射校正后的待处理遥感影像与已有底图数据的共同区域，分别记为第一共同区域和第二共同区域；分别将第一共同区域和第二共同区域划分为相等大小的多个网格区域，在每个网格区域内提取一个特征描述子，其中，每个特征描述子由4个种子点进行描述，每个种子点包含8个梯度方向信息；分别对第一共同区域和第二共同区域中的对应网格区域的特征描述子进行相似性度量，得到每个网格区域的特征相似性。
[0011]进一步地，在每个网格区域内提取一个特征描述子，包括分别针对第一共同区域
和第二共同区域中的每个网格区域，执行以下操作：在每个网格区域，以中心点作为特征点，取8
×
8邻域像素区域生成特征描述子，其中，每个邻域像素包含梯度方向和梯度幅值信息；为每个邻域像素赋予相同的描述贡献权重；根据梯度方向、梯度幅值信息和描述贡献权重，以每4
×
4个像素为一个子区域，以形成4个子区域，统计每个子区域内的8个梯度方向的特征直方图，形成一个种子点，使特征描述子包含4个种子点，每个种子点包含8个梯度方向的特征信息，形成36维的特征向量。
[0012]进一步地，每个网格区域的特征相似性根据以下公式来计算：地，每个网格区域的特征相似性根据以下公式来计算：地，每个网格区域的特征相似性根据以下公式来计算：其中，S
i
为辐射校正后的待处理遥感影像中的第i个网格区域的特征描述子；S
i, j
为S
i
中的第j维特征向量，j=1,2,
…
,36；R
i
为辐射校正后的已有底图数据的第i个网格区域的特征描述子；r
i, j
为R
i
中的第j维特征向量，j=1,2,
…
,36；d(S
i
, R
i
)表示待处理遥感影像与已有底图数据中的第i个网格区域的特征相似性。
[0013]进一步地，对特征相似性进行阈值处理，包括分别针对待处理遥感影像和已有底图数据中的每个网格区域的特征相似性，执行以下操作：预设固定阈值，判断特征相似性是否大于固定阈值，如果是，则将特征相似性对应的网格区域标记为1，否则标记为0，得到初始变化信息模板。
[0014]进一步地，得到初始变化信息模板之后，还包括：对初始变化信息模板进行形态学膨胀处理，得到变化信息模板，输出记录变化区域信息的面矢量文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，其特征在于，包括：获取关注区域的待处理遥感影像，其中，所述待处理遥感影像是由遥感卫星星群获得的高频次遥感影像；对所述待处理遥感影像进行初步定位，获取空间位置；根据所述空间位置，获取已有底图数据，采用离散特征匹配算法提取所述待处理遥感影像与所述已有底图数据之间的同名点对；根据所述同名点对，对所述待处理遥感影像进行几何校正和辐射校正；采用密集特征匹配算法，度量所述待处理遥感影像与已有底图数据的特征相似性；对所述特征相似性进行阈值处理，标记所述待处理遥感影像与已有底图数据中的变化区域；根据所述待处理遥感影像，仅对标记为变化区域的已有底图数据进行局部更新。2.根据权利要求1所述的高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，其特征在于，对所述待处理遥感影像进行初步定位，包括：使用所述待处理遥感影像附带的有理多项式系数文件进行初步定位。3.根据权利要求2所述的高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，其特征在于，对所述待处理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：理遥感影像进行初步定位，具体包括：其中，P、L、H为正则化的地面坐标；X、Y表示正则化的像面坐标；LAT_OFF、LAT_SCALE、LONG_OFF、LONG_SCALE、HEIGHT_OFF、HEIRGHT_SCALE分别为地面坐标的正则化参数；SAMP_OFF、SAMP_SCALE、LINE_OFF、LINE_SCALE分别为待处理遥感影像坐标的正则化参数；
Longitude、Latitude、Height分别表示地面三维坐标经度、纬度和高程；Line、Sample分别表示待处理遥感影像的像面坐标行和列；Num
L
(P,L,H)、Den
L
(P,L,H)、Num
s
(P,L,H)、Den
s
(P,L,H)均为一般多项式，分别由所述有理多项式系数来定义。4.根据权利要求1所述的高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，其特征在于，对所述待处理遥感影像进行几何校正和辐射校正，具体包括：在所述待处理遥感影像的坐标值与所述已有底图数据的坐标值之间建立刚体变换模型，采用最小二乘拟合计算刚体变换系数；根据所述刚体变换系数，对所述待处理遥感影像进行刚体变换，来实现几何校正；在所述同名点对的辐射值与所述已有底图数据的辐射值之间建立线性变换模型，采用最小二乘拟合计算线性变换系数；根据所述线性变换系数，对所述待处理遥感影像进行线性变换，来实现辐射校正。5.根据权利要求1所述的高频次遥感观测影像迭代更新制图方法，其特征在于，所述采用密集特征匹配算法，度量所述待处理遥感影像与已有底图数据的特征相似性，具体包括：按照地理坐标信息，提取辐射校正后的待处理遥感影像与已有底图数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，胡玉新，刘方坚，
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：