[發明專利]基于遙感“時-空-譜-角”的一體化融合技術及其系統

無效

• 申請號: 201210389287.2
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102915529A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 黃波;章欣欣
• 申請（專利權）人: 黃波
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

發明屬于地理信息科學技術領域，具體內容為引入一種圖像融合算法，對不同傳感器來源的遙感影像進行互補融合，并生成具有高空間、高時間、高光譜分辨率以及高角度的“四高”遙感影像。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，不同應用領域對對地觀測數據的需求日益增長，對數據的時間分辨率、空間分辨率、輻射分辨率和光譜分辨率等指標的綜合要求也不斷提高，導致現有對地觀測數據獲取與應用模式越來越難以滿足不同應用領域的特定需求。

與此同時，對地觀測系統受到國家計劃、衛星軌道資源、技術和工藝水平等諸多因素的限制，任何國家想單方面通過新建對地觀測系統來滿足不同應用領域對對地觀測數據日益增長的需求是難以實現的。有鑒于此，綜合利用國內、國際在軌運行對地觀測資源，深入挖掘其應用潛力，實現不同對地觀測數據的信息互補，最大限度地發揮已有對地觀測資源的綜合效益，已成為全球對地觀測系統發展的趨勢。

與國民經濟各行業對對地觀測數據需求的多樣性和復雜性相比，我國現階段的對地觀測數據獲取能力仍然不足，包括重訪時間、空間分辨率、成像質量等方面。另外，無論從行業應用的專業需求出發，還是從用戶獲取和使用遙感數據的便捷性角度考慮，很多行業都需要長期、連續、穩定的數據源，然而，國內民用對地觀測衛星在數量、種類以及在時間和空間觀測尺度上都難以滿足國內各行業的需求。這也是我國應用界多購買使用國外衛星數據的主要原因。高分專項”的實施，期望能對上述困境有所改善。但同樣地，由于受高分辨率和寬幅蓋這一技術矛盾的限定，目前尚不可能僅靠衛星數據來實現高時間頻度的對地觀測。綜合利用國際衛星資源、合理利用高分辨率衛星資源構建可應用的合成數據，將是投資少、效益高的一種滿足國民經濟各行業對數據的迫切需求的根本途徑。

發明內容

針對以上不足，本發明將利用已有對地觀測資源，通過時-空-譜-角智能融合的技術與方法來獲取遙感數據，其數據分辨率等同真實對地觀測衛星所獲取數據精度，以此滿足各行業應用對不同屬性遙感數據的需求，由于其投入成本和技術風險均比較低，有望以較小代價、在較短時間內形成具有全球綜合對地觀測能力的自組織對地觀測網絡，大大降低我國建立全球綜合對地觀測系統的各項投入。

本發明的基本內容包括兩個部分：?其一，在建模方面，創建遙感“時-空-譜-角”互相統一的對地觀測數據融合技術框架，該框架基于傳感器成像、大氣輻射傳輸、地表輻射機理，依據時空相關性統計規律建立地表反射率信息的時間、空間、光譜擴展與細化，通過物理模型與統計規律相接合，改變長期以來對地觀測數據時、空、譜相分離的現狀。其二，在技術層面上，突破載荷數據尺度域限制，開發基于多要素融合的遙感數據處理系統。通過多要素耦合建模，突破當前遙感技術條件下，單個傳感器不能同時獲取高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率以及高角度的限制。解決長期以來遙感反演/信息提取的方法研究都僅是針對特定應用目的、特定衛星、特定參數開展的重復研究問題，建立可用于標準化處理的時空譜多要素耦合的融合方法、算法與平臺。

本發明為了實現上述目的采用如下技術方法：。

步驟1：收集遙感衛星拍攝的原始數據并進行預處理。遙感衛星的原始數據通常具有時空特性、影像分辨率、拍攝角度、波段組合等信息。在數據收集時按照各自特性加以分類。隨后還需對原始數據進行一般遙感影像的預處理，如大氣輻射校正、去云、幾何配準等，最終形成標準的數據集。

步驟2：在步驟1處理的數據中，選取一組數據作為模型參考數據，研究其影像反射率的相關性以構建融合模型。所謂的參考數據指的是同一地區的兩幅遙感影像，這兩幅影像基于不同的傳感器，在成像分辨率上有所不同，即一高分辨率影像和一低分辨率影像。由于傳感器的分辨率同其拍攝周期、光譜數、角度之間存在相互制約的關系，通過比較反射率的相關性，挖掘參考數據的光譜和空間信息，建立數據之間的映射模型。

步驟3：在步驟1處理的數據中，另選取一低分辨率影像作為預測的基準數據，使用步驟2所建立的自適應融合模型，實現低分辨率反射率產品在空間尺度上的擴展。