[發明專利]一種基于平均高程面的影像快速幾何預處理方法

在審

• 申請號: 202010121589.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111369453A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 金淑英;王密;張致齊;楊芳;劉思遠
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明涉及一種基于平均高程面的影像快速幾何預處理方法。該方法將傳感器校正和系統幾何糾正兩個步驟合二為一，僅輸出一種基于平均高程面的系統幾何糾正產品。該產品兼有傳感器校正產品和系統幾何糾正產品的特點，包括帶地理定位信息的影像和有理多項式模型系數兩部分。一方面，其影像包含有地理定位信息，可以直接作為系統幾何糾正產品使用；另一方面，用戶也可以利用其有理多項式模型系數對影像進行幾何精加工，得到含有地理定位信息的影像產品。本發明提出的這種基于平均高程面的影像快速幾何預處理系統，節約了CPU和I/O資源，提高了時效性，也增加了產品的易用性。

技術領域

本發明涉及一種預處理方法，尤其是涉及一種基于平均高程面的影像快速幾何預處理方法。

背景技術

傳統的地面預處理系統的生產流程包括傳感器校正、系統幾何糾正兩個步驟，可分別輸出傳感器校正產品和系統幾何糾正產品兩種影像。其中，系統幾何糾正產品包含地理定位信息，用戶可以直接使用。傳感器校正產品有理多項式模型系數，用戶可以對影像進行幾何精加工，得到含有地理定位信息的影像產品。由于這種傳統的地面預處理系統需要輸出兩種產品，增加了I/O開銷，導致時效性降低，難以適應地震、洪澇、森林火災等應急場合。

發明內容

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種基于平均高程面的影像快速幾何預處理方法，其特征在于，包括：

步驟1、由對地觀測衛星光學傳感器通過線陣推掃成像方式獲取影像，且經過傳感器校正處理；同時利用成像過程中的行時、姿態、軌道等輔助數據和相機定標系數計算了傳感器校正影像對應的有理多項式模型系數；其中，傳感器校正影像對應的有理多項式模型是指：傳感器影像點的二維坐標(x,y)與地球表面點的三維坐標(L,B,H)之間的數學關系式，該數學關系式的具體形式是兩個三次多項式之比，故稱為有利多項式；

步驟2、將傳感器校正影像對應的有理多項式模型系數轉換成系統幾何糾正影像對應的有理多項式模型系數；轉換前的像方坐標對應于傳感器校正影像坐標(x1,y1)，轉換后的像方坐標對應于平均高程面上的系統幾何糾正影像坐標(x2,y2)；這兩種像方坐標之間存在如下關系；

x1＝Fx(L,B,H),y1＝Fy(L,B,H) 公式(1)

x1＝Fx(L,B,H),y1＝Fy(L,B,H) 公式(1)

其中：公式(1)右側(L,B,H)表示對應的高程面H上的點的物方坐標是(L,B)，Fx,Fy是傳感器校正影像對應的有理多項式模型系數；公式(2)中系統幾何糾正影像對應于平均高程面H0，物方坐標是(L,B)，其中左上角點的物方坐標是(L0,B0)，兩個方向上的采樣間隔分別是(dL,dB)；

步驟3、對原始影像進行基于平均高程面上的系統幾何糾正；系統幾何糾正后的影像左上角點對應的物方坐標是(L0,B0)，在兩個方向上的采樣間隔是(dL,dB)，每個像點(x2,y2)的物方坐標(L,B)都是已知的；系統幾何糾正后的影像同時也是平均高程面H0上的影像；因此，據原始影像的幾何成像模型，由平均高程面H0上的物方坐標(L,B)反算其原始像方坐標，再進行灰度重采樣，得到平均高程面上的系統幾何糾正影像。

在上述的一種基于平均高程面的影像快速幾何預處理方法，步驟2中，根據(x1,y1)求(x2,y2)的過程如下；

步驟2.1、根據公式(1)由(x1,y1)求平均高程面H0上的物方坐標(L,B)；

步驟2.2、求出物方坐標(L,B)的最大最小范圍，得到左上角點坐標(L0,B0)；

步驟2.3、根據用戶指定的采樣間隔(dL,dB)，由公式(2)求得(x2,y2)。