[發明專利]一種輸電線路衛星遙感影像融合方法及裝置

在審

• 申請號: 202010591752.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111951202A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 楊知;費香澤;馬瀟;趙斌濱;劉虎;賀新房
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;北京中電普華信息技術有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種輸電線路衛星遙感影像融合方法及裝置，包括：獲取輸電線路的衛星遙感高分辨率全色波段影像的融合影像和衛星遙感多光譜低分辨率影像的融合影像；將輸電線路的衛星遙感高分辨率全色波段影像的融合影像和衛星遙感多光譜低分辨率影像的融合影像代入預先建立的輸電線路衛星遙感圖像稀疏融合模型中，獲取各高分辨率濾波器或低分辨率濾波器對應的特征圖的不同波段影像；基于各高分辨率濾波器或低分辨率濾波器對應的特征圖的不同波段影像確定高分辨率多光譜圖像的不同波段影像；該方案考慮多光譜圖像頻帶中的相關性來提出一個適當的能捕獲結構相關性的正則化器，加快融合速度，為后續輸電線路衛星遙感通道環境隱患巡視提供可靠的數據保障。

技術領域

本發明涉及遙感數據融合領域，具體涉及一種輸電線路衛星遙感影像融合方法及裝置。

背景技術

近年來，衛星遙感的空間分辨率和更新頻率越來越高，逐步廣泛運用于輸電線路本體巡檢和通道巡視中。在實際應用中，輸電線路在衛星遙感影像上屬于弱目標，需要對其信息進行增強以實現高精度的巡視巡檢。

通常，具有單個寬帶信道的高空間分辨率(HR)全色衛星遙感圖像(PAN)包含準確的空間細節，而低空分辨率(LR)多光譜衛星遙感圖像(MS)由于空間和光譜分辨率的物理折衷而可以提供更多的光譜特性。因此，僅通過高空間分辨率全色圖像或低空分辨率多光譜圖像難以獲得觀察區域的完整場景解釋。為了充分利用互補的空間和光譜信息，提出了高空間分辨率全色圖像和低空分辨率多光譜圖像融合，以產生高空間分辨率多光譜圖像，是實現輸電線路信息增強的基礎。

在過去的二十年中，全色和多光譜衛星遙感影像融合技術引起了廣泛的興趣，研究人員提出了許多方法，可以將其分為三大類：組件替換(CS)方法，多分辨率分析(MRA)方法和基于模型的方法。對于第一類，經典方法是Gram-Schmidt(GS)，主成分分析和“強度-色調-飽和度”方法。這些方法利用特定的變換將插值后的低分辨率多光譜(LR MS)圖像中的空間結構和光譜信息分離出來。然后，將包含空間信息的組件替換為高空間分辨率全色(HRPAN)圖像。最后，通過相應的逆變換生成高空間分辨多光譜(HR MS)圖像。這些方法可以很容易地實現，并且在增強空間細節方面表現良好。但全色(PAN)和多光譜(MS)圖像的光譜范圍的不匹配導致較明顯的光譜失真。

針對上述問題，研究人員發展了多分辨率分析方法(MRA)，假設低空分辨率多光譜(LR MS)圖像中丟失的空間細節可以從高空間分辨率全色(HR PAN)圖像推斷出來。因此，這些方法從高空間分辨率全色(HR PAN)圖像中提取空間細節，然后將它們注入低空分辨率多光譜(LR MS)圖像以獲得高空間分辨多光譜(HR MS)圖像。為了找到更合適的高頻，在框架中使用了一些MRA工具，如小波變換，輪廓波變換和曲波變換。此外，根據相同的方案，還提出了一種基于支持值變換(SVT)的高空間分辨率多光譜圖像方法。MRA方法可以有效地保存多光譜(MS)圖像的光譜信息。然而，注入系數取決于適當的模型，這可能會導致一些尺度畸變。

另一部分研究人員提出了基于模型的方法，建立源圖像與所需高空間分辨多光譜(HR MS)圖像之間的關系。其中，高空間分辨率全色(HR PAN)和低空分辨率多光譜(LR MS)圖像分別被視為光譜域和空間域高空間分辨多光譜(HR MS)圖像的退化版本。因此，融合任務被重新表達為一個恢復問題。然后，引入合理的先驗來規范恢復模型，如總變差，貝葉斯范式和非負性。但事實上，基于模型的方法往往很難客觀精細地刻畫實際情況，造成誤差。