[發明專利]一種機載擺掃式高光譜數據快速幾何校正方法

有效

• 申請號: 201811343891.5
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109493298B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 于峻川;李逸川;閆柏琨;劉文良;馬燕妮
• 申請（專利權）人: 中國國土資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 梁艷

本發明公開了一種機載擺掃式高光譜數據快速幾何校正方法，涉及高光譜數據幾何校正及應用技術領域。該方法利用DEM數據在無地面控制點的情況下，實現了對機載高光譜數據的系統級幾何校正，同時，采用局部匹配算法有效優化了系統級幾何校正的處理效率，進一步提升了航空高光譜數據幾何校正的效率和精度，而且采用本發明提供的方法，可以實現對多景航空高光譜數據進行工程化批量化處理，為工程化應用提供了解決方案。

技術領域

本發明涉及高光譜數據幾何校正及應用技術領域，尤其涉及一種機載擺掃式高光譜數據快速幾何校正方法。

背景技術

航空遙感具有自主性強、精度高、效率高、靈活方便等優點，成為快速獲取高精度遙感數據的有效手段。隨著人們對于遙感數據的需求逐漸向著高空間、高時間、高光譜的“三高”方向發展，航空高光譜方面的應用變得越來越引人關注。近年來，航空高光譜技術已逐漸深入到各領域中，并且在定量化應用方面取越來越多的成果。幾何校正作為遙感數據處理的重要過程，其精度對于定量化應用效果具有決定性作用。一般來說，航空遙感的工作高度在1000-3000m左右，劇烈變化的大氣氣流使得航空高光譜數據獲取條件十分復雜，成像過程涉及參數無法被準確估計，此外，高光譜數據量大的特點也逐漸成為幾何校正效率的難點，如何高效進行幾何校正并獲得高精度數據產品成為高光譜數據工程化應用所面臨的挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機載擺掃式高光譜數據快速幾何校正方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種機載擺掃式高光譜數據快速幾何校正方法，包括如下步驟：

S1，從原始高光譜影像中提取高信噪比的單波段影像；

S2，利用DEM數據和GPS數據，生成系統級幾何校正控制點：

S3，利用系統級幾何校正控制點對所述單波段影像進行校正，得到單波段系統級幾何校正影像；

S4，將高分辨率影像作為參考影像，將單波段系統級幾何校正影像作為待校正影像，利用待校正影像與參考影像同名點地理信息以及S2中得到的系統級幾何校正控制點，采用逆變換方式生成幾何精校正控制點；

S5，利用幾何精校正控制點對高光譜原始數據進行處理，得到幾何校正后的高光譜影像。

優選地，S2包括如下步驟：

S201，按照如下公式計算傳感器在高度H條件下的掃描向量

其中，為初始坐標系下掃描向量，為機體坐標系下掃描向量，R、P、H分別代表翻滾角ω、俯仰角偏航角κ的變換矩陣，上式中各項展開后變形為：

其中，s為掃描方向，θ為掃描向量與星下點方向夾角；

S202，按照如下公式計算傳感器掃描行中各個像元的真實掃描向量

其中，h為傳感器相對地面的高度值；

S203，根據DEM數據和傳感器GPS數據，計算得到任一DEM像元點對于傳感器的掃描向量

S204，按照如下公式尋找與最接近的掃描向量得到傳感器掃描像元對應DEM像元的真實坐標信息：

S205，按照S204的方法遍歷所有的像元，得到原始影像的地理查找表，獲得系統級幾何校正控制點。

優選地，S204采用如下原理的基于滑框的局部匹配優化的方法進行處理：