[發明專利]一種海量遙感影像分布式幾何糾正系統及方法

有效

• 申請號: 201710158858.4
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106991656B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 黃杰;黃澤均;萬健;張偉;張紀林;韓光潔
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明涉及一種海量遙感影像分布式幾何糾正系統及方法。系統對每幅遙感影像的操作流程包括以下幾個部分：步驟a)、選擇一個幾何糾正模型并確定控制點范圍，然后把影像塊依次輸送到控制點選取端口，各終端協同選取控制點；步驟b)、選擇空閑子節點進行幾何糾正模型參數計算，得到坐標轉換關系；步驟c)、將坐標轉換關系發送到各個子節點，開始并發進行影像幾何糾正；步驟d)、將各塊糾正結果歸約為一個完整的遙感影像。本發明大幅提高了在對海量遙感影像數據進行幾何糾正時的糾正速度。

技術領域

本發明涉及遙感影像數據的預處理技術領域，更具體而言涉及一種基于Hadoop的海量遙感影像分布式幾何糾正系統及方法。

背景技術

隨著對地觀測技術的不斷發展，特別是遙感技術和信息技術的快速發展，通過航天/航空遙感手段獲得的遙感影像數據在國土、交通、軍事和商業等領域的應用越來越廣泛。目前我國遙感技術發展勢頭強勁，遙感數據的獲取能力不斷提高。從2010年開始，我國啟動了高分辨率對地觀測系統重大專項，該項目是《國家中長期科學與技術發展規劃綱要(2006-2020年)》確定的十六個重大科技專項之一，將統籌建設基于衛星、平流層飛艇和飛機的高分辨率對地觀測系統，形成全天候、全天時、全球覆蓋的遙感數據獲取能力。到2016年12月，我國首個自主研制的0.5米級高分辨率商業遙感衛星——高景一號發射成功，標志著國產商業遙感數據水平正式邁入國際一流行列。目前，我國的高分衛星數據已實現替代進口、自給率達80％。

在遙感數據獲取能力極大提高的同時，為了使其更好的服務于國民經濟，首先必須對這些原始遙感影像數據進行預處理。特別是在應急、救災、實時監測等一些對時效性有很高要求的應用領域，如果無法快速完成對遙感影像數據的精確預處理，將會極大影響后續的使用，從而成為制約遙感應用技術發展的瓶頸。

幾何糾正是遙感影像預處理中非常關鍵的一步。遙感成像的時候，由于飛行器的姿態、高度、速度以及地球自轉等因素的影響，造成影像相對于地面目標發生幾何畸變，這種畸變表現為象元相對于地面目標的實際位置發生擠壓、扭曲、拉伸和偏移等，針對幾何畸變進行的誤差校正就叫幾何糾正。幾何糾正的實質是把遙感影像上的影像坐標轉換為地圖坐標并消除誤差的一個步驟。目前進行幾何校正的主要方法有基于多項式的遙感影像糾正、基于共線方程的遙感影像糾正、基于有理函數的遙感影像糾正等。這些方法的本質都是建立輸入平面到輸出平面之間的相互轉換關系，然后尋找輸出平面點在輸入平面中的對應關系，最后整個輸出平面內執行重采樣。

傳統的遙感影像幾何糾正系統，存在以下不足：

1、大規模遙感影像的幾何糾正工作量較大，一般需要多人共同完成。而傳統的遙感影像幾何糾正系統都是基于單機開發，面向單人操作、流程串行化，作業的速度和精度也取決于個人的熟練程度，因此難以利用多人協同操作帶來的管理和效率上的優勢。

2、傳統的單機運行的遙感影像幾何糾正系統受限于處理器性能和機器內存大小，在對大型遙感影像進行數據重采樣等操作的時候，需要消耗較長的時間，而且容易因為機器的故障導致處理失敗，甚至導致基礎遙感數據受損，因此需要合理利用分布式計算帶來的性能和穩定性上的優勢。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是在海量數據和分布式多人協作的環境下，如何提高遙感影像幾何糾正處理的效率。

(二)技術方案

本發明的一個目的是提供一種海量遙感影像分布式幾何糾正系統。

本系統是在Hadoop基礎上實現的。Hadoop是Apache開源組織的一個分布式計算框架，可以在大量廉價的硬件設備組成的集群上運行應用程序，構建一個具有高可靠性和良好擴展性的并行分布式系統，Hadoop分布式文件系統(HadoopDistributed File System，HDFS)、MapReduc編程模型和HBase分布式數據庫是其三大核心技術。