[發(fā)明專利]一種基于單幅衛(wèi)星圖像的最大儲油量提取系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711339329.0
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108053416B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 孟鋼;龍恩
• 申請（專利權）人: 北京市遙感信息研究所
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/62;G06T7/60;G06T7/12
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;馬東偉

1.一種基于單幅衛(wèi)星圖像的最大儲油量提取系統(tǒng)，其特征在于，包括衛(wèi)星遙感圖像瀏覽模塊、圖像子區(qū)域分割模塊、邊界點自動捕捉模塊、油罐陰影測高模塊和儲油量計算模塊；

其中，衛(wèi)星遙感圖像瀏覽模塊用于獲取衛(wèi)星遙感圖像操作時的人機交互信息：圖像子區(qū)域分割模塊用于提取油罐目標的輪廓邊緣，方便關鍵點選取；邊界點自動捕捉模塊用于弧邊上的關鍵點的輔助選取；油罐陰影測高模塊用于基于油罐陰影信息計算油罐的高度；儲油量計算模塊用于根據(jù)油罐高度和底部半徑計算得到最大儲油量；

還包括同名弧距計算模塊，所述邊界點自動捕捉模塊根據(jù)圖像子區(qū)域分割模塊定位的同名弧邊P’和P”，確定相對應的同名弧點A’和A”，經由所述同名弧距計算模塊計算得到同名弧距A’A”；

其中過兩個同名弧邊的圓心且斜率為太陽方位的直線與兩個同名弧邊的交點為同名弧點，兩個同名弧點之間的距離為同名弧距；

計算同名弧距包括：

在圖像子區(qū)域分割模塊定位的同名弧邊上選取關鍵元素；

根據(jù)選取的關鍵元素確定相對應的同名弧點A’和A”；

計算得到同名弧距；

在圖像子區(qū)域分割模塊定位的同名弧邊上選取關鍵元素包括：

基于幾何精校正圖像，分別在上述定位的油罐同名弧邊P’和P”上任選三點，作為輸入關鍵元素，其中：

同名弧邊P’上的任三點坐標：P’₁(x’₁，y’₁)、P’₂(x’₂，y’₂)、P’₃(x’₃，y’₃)；

同名弧邊P”上的任三點坐標：P”₁(x₁，y₁)、P”₂(x₂，y₂)、P”₃(x₃，y₃)；

確定相對應的同名弧點A’和A”包括：計算圓弧和過圓弧圓心且斜率為太陽方位的直線的交點坐標模型為：

上式中，K表示過圓心直線的斜率；R表示圓的半徑；γ表示太陽方位角；

其中：圓心坐標M(A，B)、半徑為R的圓的方程為(x-A)²+(y-B)²＝R²；過圓心M且斜率為K的直線方程為y＝Kx+B-KA；

分別將P’和P”的圓心坐標、半徑以及直線斜率ctgγ代入上述交點坐標模型，可得到同名弧點A’(x'，y')和A”(x，y)的坐標；

同名弧距為同名弧點A’(x'，y')和A”(x，y)之間的距離，其表達式為：

2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，衛(wèi)星遙感圖像瀏覽模塊用于在人機交互時，獲取油罐衛(wèi)星圖像及拍攝圖像時的成像參數(shù)；其中所述成像參數(shù)包括：太陽高度角α、衛(wèi)星高度角β、太陽方位角γ和衛(wèi)星方位角θ。

3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圖像校正模塊，用于對衛(wèi)星遙感圖像瀏覽模塊獲取的油罐衛(wèi)星圖像進行幾何精校正得到幾何精校正圖像；

其中，圖像校正模塊執(zhí)行下述流程：

1)采集地面控制點：在獲取的油罐衛(wèi)星圖像上，采集六個以上、具有清晰明顯定位標志并盡可能均勻分布的控制點；

2)選擇幾何校正模型：選擇多項式幾何校正模型，建立圖像坐標與參考坐標的關系；

3)圖像重采樣：采用重采樣方法，對油罐衛(wèi)星圖像進行重新插值計算，生成幾何精校正圖像。

4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像子區(qū)域分割模塊根據(jù)油罐在幾何精校正衛(wèi)星圖像上的陰影邊界特征，識別和定位油罐同名弧邊P’和P”；其中同名弧邊是指遙感圖像上油罐頂部邊緣的像P’和該邊緣陰影的像P”；

同名弧邊的識別與定位采取人機交互模式或專家判讀模式；

人機交互模式，具體為首先基于計算機自動檢測陰影邊界，然后根據(jù)油罐陰影邊界結合人工進行同名弧邊的優(yōu)選定位；

專家模式，基于專家判讀知識，直接進行同名弧邊的判讀定位。