[發明專利]基于地理信息迭代匹配的月球影像幾何糾正方法

有效

• 申請號: 202010537739.1
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111915504B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 賈益;白楊;鐘興;鄒波;楊松;武紅宇;巴倩倩;田世強
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明的基于地理信息迭代匹配的月球影像幾何糾正方法，屬于遙感影像技術領域。包括對月球影像賦地理信息初值，采用基于路徑追蹤的方式糾正成圓柱投影影像，用灰度匹配的方式與參考影像進行配準，進而獲得月球影像的真實地理信息，繼續重復圓柱投影影像糾正、配準的流程，直到配準精度達到配準要求。本方法計算效率好，配準精度高，適合無法直接解算地理信息的低分辨率月球影像的幾何糾正。

技術領域

本發明提出了基于地理信息迭代匹配的月球影像幾何糾正方法，屬于遙感影像技術領域。

背景技術

月球反射率十分穩定，光譜曲線平滑，輻照度是可見近紅外波段一種穩定的輻射參考基準，是衛星在軌輻射定標的良好光源。現有的光譜衛星具有高機動和豐富的光譜通道的觀測優勢，可以進行月球密集觀測和數據獲取，提供月相大概位于-90°～90°的月球數據。利用同一顆對地衛星的同一個載荷在相同的成像參數下獲取不同時相的月球全部通道影像，可以為月球輻射模型的建立提供高質量的數據支撐，而幾何信息對于這一模型的建立具有重要作用。

通過對地衛星獲取的月球影像，要進行幾何糾正可以采用直接糾正法或者間接糾正法。直接糾正法是利用衛星拍攝時刻的位置與姿態解算地理信息，但是衛星拍攝時刻的位置與姿態是相對于地球的，要換算到相對于月球的位置姿態信息，需要考慮歲差，章動等因素，其變換非常復雜，目前，沒有嚴密的解算模型；間接糾正法利用紋理信息與帶有地理坐標的參考影像進行配準來進行月球影像幾何糾正，但是由于現有的光譜星獲得的月球影像為整個月球的一側，由于月相的不同，呈滿月或半月型，參考影像為嫦娥一號正射影像，是簡單圓柱投影數據，兩者形狀上存在非常大的差異，導致匹配難度增加，幾何糾正精度損失，目前，沒有很好的解決辦法。

發明內容

本發明的目的是提出基于地理信息迭代匹配的月球影像幾何糾正方法，以解決對地衛星拍攝的月球影像幾何糾正難度大的問題。

基于地理信息迭代匹配的月球影像幾何糾正方法，所述月球影像幾何糾正方法包括以下步驟：

步驟一、對于所有月球影像，若均未進行幾何糾正，則選擇月相與參考影像相近的滿月月球影像，并執行步驟二；若部分月球影像進行了幾何糾正，則選擇月相與已經糾正的月球影像相似的月球影像，并執行步驟三；

步驟二、將月球近似成一個正球體，獲取的滿月月球影像呈圓形，根據影像灰度信息確定拍攝的月球影像所在圓形區域半徑的大小與圓心在整景數據的位置，對圓形區域內的月球影像的每個像元賦正視經緯度初值，并執行步驟四；

步驟三、將幾何糾正后的月球影像的地理信息賦值給未糾正月球影像，并執行步驟四；

步驟四、根據月球影像的地理信息，糾正得到月球圓柱投影影像；

步驟五、將糾正得到的月球圓柱投影影像與參考影像進行灰度匹配，在等間隔n*n格網點附近匹配，搜索間距設置為d，獲得均勻分布的匹配點；

步驟六、根據匹配點信息，采用三次多項式擬合月球圓柱投影影像與參考影像之間的變換關系，根據圓柱投影信息與三次多項式變換關系，解算月球影像的每個像元的真實地理信息；

步驟七、若配準精度小于設置值p，調整灰度匹配參數，并返回步驟四；若配準精度大于設置值p，則月球影像幾何糾正結束；

步驟八、判斷是否完成所有月球影像的幾何糾正，若未完成，則返回步驟三；若完成則循環結束。

進一步的，在步驟二中，具體的，月球影像的圓心與半徑的確定方式為：把月球影像的y向最大值點與最小值點的差值作為月球影像所在圓的直徑，兩點連線的中點作為月球影像所在圓的圓心在整景數據的位置，將包含月球影像的圓形區域的圓心設為經度零點和緯度零點，以向右為正，向上為正，采用右手坐標系以對稱的方式，使月相位于-90°～90°之間，對圓形區域內的月球影像的每個像元賦正視經緯度初值。