【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种sar影像控制点的提取方法及装置，属于遥感影像处理。
技术介绍
1、sar(synthetic aperture radar，合成孔径雷达)作为主动式的成像传感器，通过主动发射微波成像，微波相比其他波段具有穿透云层甚至地表的能力，可以不受光照、天气等自然条件的限制，全天时、全天候地进行对地观测，在地形测绘、自然资源调查与检测、灾害应急、军事侦察等众多领域有着广泛的应用。随着高分辨率、多极化、多波段sar系统的出现，合成孔径雷达遥感技术将会在更多的领域扮演更重要的角色，这对sar数据处理也提出了更高的要求。
2、sar影像高精度几何定位是sar影像应用的基础，要实现高精度的sar影像几何定位，需要分析sar影像几何定位误差来源，并利用一定方法对误差进行校正。目前获取的sar影像，自带的几何定位参数普遍还存在一定的误差，处理方法是利用控制点对定位误差进行校正，从而满足应用需求。sar影像控制点获取方法主要有野外测量和基于已有参考底图提取两种方法。外野测量需要的人力物力成本较大，而且很多存在很多人力无法到底困难地区；基于已有参考底图提取，可以通过人工选取和自动匹配提取，针对目前大区域海量数据处理需求，人工选取效率低下，自动匹配提取是满足应用需求的最佳选择。
3、sar影像控制点自动提取的难点是sar影像与多源参考底图影像匹配。目前主要的影像匹配方法主要分为三种，基于灰度(区域)、基于特征、基于深度学习的匹配方法。基于灰度的匹配方法通常直接利用影像或预设窗口的灰度信息，根据某种相似度测量寻找同名
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种sar影像控制点的提取方法及装置，能够实现基于参考底图的sar影像控制点自动提取。
2、本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术实施例提供的一种sar影像控制点的提取方法，包括以下步骤：
4、步骤1，获取sar影像并确定参考底图和参考地形数据；
5、步骤2，根据sar影像建立严密几何定位模型，选择和参考底图相同的坐标系统和分辨率，基于严密几何定位模型结合参考地形数据对sar影像进行几何纠正处理，得到纠正sar影像；
6、步骤3，利用自适应分块harris算子在参考底图上提取特征点，并根据地理坐标信息在纠正后sar影像中找到特征点的初始同名点；
7、步骤4，使用差异化梯度特征算子分别提取参考底图和纠正sar影像的梯度信息，通过梯度信息统计构建三维匹配特征，获得特征空间；
8、步骤5，利用频率域互相关进行特征快速匹配，使用多峰值点候选方法输出匹配点，获得匹配同名点对；
9、步骤6，将纠正sar影像上匹配点转换到原始sar影像上，从参考底图和参考地形数据获取sar影像匹配点的地理坐标作为初始sar影像控制点，利用基于几何定位优化模型的定向迭代方法剔除误匹配点，提取最终的sar影像控制点。
10、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤2，包括：
11、根据sar影像几何成像参数建立严密几何定位模型：
12、fr(x,y,z,x,y)＝0
13、fd(x,y,z,x,y)＝0
14、其中，fr()为距离成像条件观测方程，fd()为多普勒成像条件观测方程，(x,y,z)为地理坐标，(x,y)为影像坐标；
15、基于几何定位模型结合参考地形数据对sar影像进行几何纠正，得到纠正sar影像，纠正sar影像的坐标系统和分辨率和参考底图一致。
16、作为本实施例一种可能的实现方式，所述基于几何定位模型结合参考地形数据对sar影像进行几何纠正，得到纠正sar影像，包括：
17、在参考底图的坐标系统下建立纠正影像，利用纠正影像某一像素平面地理坐标(x,y)，结合参考地形数据内插得到高程值z，根据几何定位模型间接定位从(x,y,z)解算得到原始sar影像坐标(x,y)，根据影像坐标进行插得到改像素灰度值，对纠正影像进行逐像素的定位采样，最终得到纠正sar影像。
18、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤3，包括：
19、将参考底图和纠正sar影像重叠的区域按照一定格网大小分割成m×n个互不重叠的格网区域，使用canny算子得到参考底图的边缘特征图，计算网格区域的平均边缘点点数np：
20、
21、计算每个网格区域的局部边缘点比值lepr：
22、
23、如果lepr小于给定阈值，则将该网格划分为2×2的单元网格进行加密；
24、逐像素计算每个格网区域中的harris响应值，对区域中的响应值进行排序，选取前k个响应值大的角点作为特征点，获得均匀分布的特征点，最低有m×n×k个；
25、根据参考底图和纠正sar影像地理坐标信息，计算参考底图上特征点在纠正sar影像中的像点位置，获得初始同名点。
26、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤4，包括：
27、使用差异化梯度特征算子分别提取参考底图和纠正sar影像的梯度信息，并计算梯度幅值和梯度方向；
28、将所得梯度方向归化到[0，180)，并划分为8个方向区间构建方向索引表；
29、根据方向索引表以预设窗口逐像素构建梯度幅值的统计直方图，获得三维匹配特征。
30、作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤5，包括：
31、将参考影像和待匹配影像的三维匹配特征通过傅里叶变换到频率域下，计算频率域下互功率谱；
32、将互功率谱通过傅里叶逆变换得到匹配特征的相关系数图；
33、将空间距离大于一定阈值的最大两个相关系数峰值点作为匹配点输出。
34、将相似性图按强度从大到小依次排序，将强度最大的点作为主峰候选点pm(xm,ym)，pm为中心开辟窗口，在窗口之外的区域搜索强度次大的点作为次候选点ps(xs,ys)；
35、计算两候选点之间的空间距离度量d：
36、
37、设置阈值t，若d小于该阈值则认为只存在一个峰值，剔除次候选点ps，将主候选点pm作为求得的同名点输出；若大于该阈值，则将两候选点均作为同名点输出。
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1.一种SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤2，包括：
3.根据权利要求2所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述基于几何定位模型结合参考地形数据对SAR影像进行几何纠正，得到纠正SAR影像，包括：
4.根据权利要求1所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤3，包括：
5.根据权利要求1所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤4，包括：
6.根据权利要求1所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤5，包括：
7.根据权利要求1-6任意一项所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤6，包括：
8.根据权利要求7所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述在几何定位模型基础上构建几何定位优化模型，包括：
9.根据权利要求7所述的SAR影像控制点的提取方法，其特征在于，所述利用基于几何定位优化模型的定向迭代方法剔除误匹配点，得到最终的
10.一种SAR影像控制点的提取装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种sar影像控制点的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的sar影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤2，包括：
3.根据权利要求2所述的sar影像控制点的提取方法，其特征在于，所述基于几何定位模型结合参考地形数据对sar影像进行几何纠正，得到纠正sar影像，包括：
4.根据权利要求1所述的sar影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤3，包括：
5.根据权利要求1所述的sar影像控制点的提取方法，其特征在于，所述步骤4，包括：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨书成，韩雅鑫，程春泉，黄国满，卢丽君，赵争，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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