一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法技术

本发明专利技术提供一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法。技术方案包括下述步骤：第一步：在SAR图像上截取得到交叉路口局部SAR图像；第二步：对交叉路口局部SAR图像进行道路边缘直线特征提取得到交叉路口几何结构图；第三步：根据交叉路口几何结构图计算相应直线交点，由交点坐标计算得到交叉路口中心点坐标；第四步：采用RTK设备现场测量每个交叉路口中心点对应的坐标作为真值数据，并与SAR图像上获得的坐标进行比较，得到SAR图像的定位精度评估结果。本发明专利技术能够精确的获得检查点在SAR图像上的坐标，减少人工引入的选点误差，提高SAR图像定位精度评估的可靠性。SAR图像定位精度评估的可靠性。SAR图像定位精度评估的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法


[0001]本专利技术属于微波遥感
，旨在提出一种基于交叉路口特征的SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)图像定位精度评估方法。

技术介绍

[0002]SAR是一种适用于全时段、全气象条件的高分辨率空对地遥感观测技术，经过几何定位之后的SAR地理编码图像具有重要的军民应用价值，高精度的SAR图像定位精度评估对于实际SAR系统性能评估、方案优化等具有重要意义。
[0003]SAR图像定位精度评估通常是在现场采用RTK(Real
‑
Time Kinematic,实时动态定位)设备测量一定数量的检查点精确坐标，将其作为真值数据，然后将SAR图像检查点定位结果与真值数据进行比较，计算各个检查点的平面误差，最后统计得到SAR图像的定位精度评估结果，参见文献：《Geometric Calibration and Accuracy Verification of the GF
‑
3Satellite》(Sensors，Vol.17,No.9,November2017，第205页至第213页)。在设置检查点时，可以在现场布设一定数量的角反射器作为检查点，角反射器在SAR图像中的信噪比高，容易获得精确位置，但需要预先布设，且耗费较大的人力物力。因此，一般通过在SAR图像中选择特显点作为检查点。现有的方法中，通常采用人工目视选点方法选择SAR图像中标志性建筑物作为特显点，参见文献：《基于统一验证场法的国产高分辨率卫星影像几何定位精度评估》(光学学报，Vol.41,No.3,February 2021，第1页至第13页)。因为SAR图像中特显点的分布范围较大且进行人工目视选点，较难得到准确的坐标。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：利用交叉路口的道路几何结构信息，将交叉路口中心点作为检查点，提出一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法，其特征在于，将交叉路口中心点作为SAR图像定位精度评估的检查点。
[0006]进一步地，利用交叉路口的道路边缘几何结构，采用霍夫变换对交叉路口的道路边缘进行直线特征提取，得到交叉路口边缘几何结构图。
[0007]再进一步，计算道路边缘直线交点的几何中心，将几何中心的坐标作为交叉路口中心点坐标，与RTK测量的真值数据进行比较得到评估结果。
[0008]本专利技术还提供一种SAR图像定位精度评估系统，其特征在于，采用上述方法进行SAR图像定位精度评估。
[0009]采用本专利技术可取得以下技术效果：
[0010]本专利技术从影响SAR图像定位精度评估可靠性的因素出发，利用组成交叉路口的道路边缘几何结构信息，提取相应的道路边缘直线，通过直线交点计算求取交叉路口中心点在SAR图像上的坐标，解决了人工目视选点方法检查点坐标获取精度差的问题。实测数据实验结果表明，本专利技术能够有效地提高SAR图像定位精度评估的稳健性。本专利技术在SAR图像定
位、地理测绘等领域有广泛的应用前景。与现有方法相比，本专利技术能够更精确的获得检查点在SAR图像上的坐标，减少人工引入的选点误差，提高SAR图像定位精度评估的可靠性。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的原理流程示意图；
[0012]图2是交叉路口光学图像及其抽象几何结构图；
[0013]图3是交叉路口边缘直线特征提取示意图；
[0014]图4是典型的SAR图像交叉路口直线特征提取结果；
[0015]图5是两幅SAR图像的定位精度评估结果。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术实施方式进行进一步的说明。
[0017]一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法的整个流程分为四步。在获得经过几何校正之后的SAR图像后，第一步：在SAR图像上选择合适的交叉路口，将包括交叉路口的SAR图像区域选中并进行截取得到交叉路口局部SAR图像；第二步：对交叉路口局部SAR图像进行道路边缘直线特征提取得到交叉路口几何结构图；第三步：根据交叉路口几何结构图计算相应直线交点，由交点坐标计算得到交叉路口中心点坐标；第四步：采用RTK设备现场测量每个交叉路口中心点对应的坐标作为真值数据，并与SAR图像上获得的坐标进行比较，最终计算得到SAR图像的定位精度评估结果。图1是本专利技术的原理流程示意图。详细描述如下：
[0018]第一步：得到交叉路口局部SAR图像
[0019]交叉路口的选取原则应该按照以下两点：(1)交叉路口在SAR图像上的道路边缘结构较为清晰；(2)组成交叉路口的道路边缘近似为直线。按照该选取原则在SAR图像上筛选合适的交叉路口，并将其对应的局部SAR图像截取得到交叉路口局部SAR图像。
[0020]满足上述原则的交叉路口抽象几何结构图如图2所示。图2(a)为一般“十”字型路口及其抽象几何结构图，图2(b)为直交“十”字型路口及其抽象几何结构图，图2(c)为“丁”字型路口及其抽象几何结构图。几何结构图中实线表示的是道路边缘，虚线表示的是道路中间的隔离带标志。将选好的交叉路口对应的局部SAR图像进行截取获得交叉路口局部SAR图像。
[0021]第二步：提取交叉路口道路边缘直线特征
[0022]在第一步获得交叉路口局部SAR图像后，对该图像中组成交叉路口的道路边缘进行直线特征提取，采用的直线提取方法最优选择为霍夫变换。经过霍夫变换后可以得到该交叉路口对应的道路边缘直线方程：
[0023]a
i
X+b
i
Y+c
i
＝0,i＝1,2,...N
ꢀꢀꢀ
(1)
[0024]其中，a
i
,b
i
,c
i
表示直线方程的系数，X,Y表示图像的像元坐标，N表示直线条数。将直线信息绘制在SAR图像上就可以得到相应的交叉路口几何结构图。
[0025]不失一般性，选择图2中的最复杂情况，即一般“十”字型交叉路口(图2(a))进行边缘直线特征提取。提取示意图如图3所示，要提取的直线信息一共有8条，分别对应组成交叉路口的四条分支道路的8个边缘，对于其他类型的交叉路口(图2中的(b)和(c))，其需要提
取的直线根数N缩减为4。对实测SAR图像进行处理得到的提取结果如图4所示。图4中，对于(a)图和(c)图，需要提取8根直线，对于(b)图和(d)图则需要提取4根直线，四幅图中，各条直线代表提取得到的直线特征，“Δ”标记代表的是对应的直线交点位置，
“☆”
标记即为要求取的交叉路口中心点位置。
[0026]第三步：计算交叉路口中心点坐标
[0027]由第二步得到了相应的直线方程，按照直线与道路边缘的对应关系(以图2中的(a)类型为例，其对应的直线交点求取示意图如图3所示)，计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法，其特征在于，将交叉路口中心点作为SAR图像定位精度评估的检查点，SAR是指合成孔径雷达。2.根据权利要求1所述的基于交叉路口特征的SAR图像定位精度评估方法，其特征在于，利用交叉路口的道路边缘几何结构，采用霍夫变换对交叉路口的道路边缘进行直线特征提取，得到交叉路口边缘几何结构图。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙造宇，王正彬，余安喜，董臻，张犇，陈兴，侯振宇，何志华，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：