[發明專利]面向高分遙感影像的地理信息可視化分析系統

有效

• 申請號: 201810957193.8
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109165272B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 韓鵬;王瑩;李巖;汪晉寬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.面向高分遙感影像的地理信息可視化分析系統，其特征在于，包括整體系統搭建、遙感數據處理模塊、目標檢測模塊：

整體系統搭建：由Web瀏覽器向Web服務器發送HTTP請求；Web服務器將有關GIS功能的請求轉發到瓦片緩存服務器；若請求數據為預緩存數據，則直接將結果返回給Web服務器；若請求數據不是預緩存數據，則將請求轉發給GIS服務器，GIS服務器向目標檢測模塊發送請求；

遙感數據處理模塊：對目標檢測模塊輸入的數據用Global Mapper軟件對遙感數據進行處理，采用PostGIS實現本地磁盤存儲數據；以GeoServer地圖服務解析系統為地圖服務器、PostgreSQL數據庫服務器為數據庫管理系統、Jetty為Web服務器，對大量遙感大數據進行存儲；基于OpenLayers API的前端展示框架，以OGC的WMS規范為技術標準，HTML5/DIV+CSS為基本架構，采用JavaScript的瀏覽器方式搭建完整的WebGIS可視化系統；

采用Global Mapper軟件對遙感數據進行去背景、畫面增強處理，并使用EDARS進行投影轉換，將WGS 84坐標系轉換為Web墨卡托投影坐標系，轉換公式如下：

x,y是WGS 84坐標系下的經緯度，x',y'是Web墨卡托投影坐標系下的經緯度；將得到的遙感數據載入PostGIS數據庫中同時將格式渲染為GeoTiff格式；通過GeoServer發布空間數據，得到地圖圖層或組合成圖層組，利用OpenLayers進行圖層預覽；GeoServer的WMS提供地圖服務，通過WMS將發布的地圖加載到瀏覽器顯示；該采用JavaScript腳本語言編寫函數，對遙感影像實現加載與移除；

GIS服務器從遙感數據處理模塊中PostGIS數據庫中讀取所需的數據，對請求進行相應的處理并將結果反饋到Web瀏覽器中顯示；

目標檢測模塊：接收整體系統搭建模塊發送的請求，對目標區域進行檢測；對遙感影像信息進行基于像素的CFAR進行關鍵信息提取，獲得的高分遙感衛星數據，在給定一個虛警概率值T的情況下，通過滑動窗口法審查像素均值進行初步判讀：

y(t)為審查窗口像素均值，x(t)為目標信號返回值高于背景區域信號差值，將低于初始虛警概率值的視為雜波區域，基于瑞利分布模型進行雜波建模，求解CFAR閾值，并重新審查像素，將像素值大于閾值的輸出為白色像素，其他輸出為黑色像素；

將得到的結果制作數據集，在有監督的條件下訓練數據集；采用兩層卷積層進行特征提取，并將特征圖的尺寸進行上采樣，將圖像放大至原來的兩倍，然后合并兩張特征圖信息，提取更多的特征信息，然后增加卷積層融合多尺寸的特征圖特征信息，能夠適應多尺度的艦船圖像特性，對小目標具有較好的適用性，得到權重文件進行目標檢測；檢測時采用滑動窗口法計算置信度C；

P(o)為存在目標的概率，box_truth為窗口內含有目標的真實值，box_pred為窗口內含有目標的經驗值；把每個窗口的置信度與類別概率相乘的到最后的檢測分數；

P(S)＝P(C|O)*C

P(S)為檢測分數，P(C|O)為類別概率，將P(S)大于50％的視為目標，輸出其檢測邊框信息；

通過檢測得到的邊框位置信息計算坐標信息并生成shapefile文件，導入到數據庫中，并將檢測信息傳輸到遙感數據處理模塊。

2.根據權利要求1所述面向高分遙感影像的地理信息可視化分析系統，其特征在于，在GeoServer的基礎上WebGIS方式提供地圖服務；在GeoServer創建Workplace、PostGIS數據源，連接數據庫中的地理數據信息；可通過編寫SDL文件對地圖圖形進行渲染，確定地圖元素的樣式；以OpenLayers實現GeoServer發布的地圖服務的解析和顯示；建立工程后利用WMS服務實現地圖的加載功能；并設置加載離線地圖模塊。