[發(fā)明專利]一種多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化處理方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011168863.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112288650B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永軍;萬(wàn)一;劉欣怡;李彥勝;季順平;張祖勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T5/50;G06K9/00;G06K9/34
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

本發(fā)明公開了一種多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化處理方法和系統(tǒng)，該方法區(qū)別于傳統(tǒng)的先進(jìn)行遙感影像幾何精校正，然后進(jìn)行語(yǔ)義分割和信息提取的傳統(tǒng)方案，提出了包含語(yǔ)義信息提取、語(yǔ)義信息輔助的自動(dòng)化幾何精校正、語(yǔ)義信息優(yōu)化三個(gè)步驟。首先從標(biāo)準(zhǔn)景影像中初步提取云、水面、冰雪、云影、人工建筑物等對(duì)幾何精校正具有較大影響的地類信息，然后在這些信息的輔助下排除干擾，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的遙感影像幾何精校正、勻光勻色、無(wú)縫鑲嵌、影像合成等處理，最后在高精度多源合成影像中，提取更豐富的語(yǔ)義信息和目標(biāo)信息，得到超大規(guī)模多源合成影像及其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義地圖及地類專題地圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

早期的多源衛(wèi)星影像幾何精校正和語(yǔ)義分割處理系統(tǒng)的工作流程，一般是先通過(guò)影像匹配、區(qū)域網(wǎng)平差、正射糾正、影像勻色和鑲嵌等過(guò)程得到高精度的多源遙感衛(wèi)星合成影像，然后從合成影像中通過(guò)智能化的手段或人工的手段獲取目標(biāo)信息、地物覆蓋信息等語(yǔ)義信息。但是在這一類處理系統(tǒng)中，沒(méi)有發(fā)揮語(yǔ)義信息在多源遙感衛(wèi)星影像合成中的作用。

在缺乏語(yǔ)義信息的情況下，多源影像高精度合成會(huì)遇到如下問(wèn)題：①影像匹配點(diǎn)可能分布在云、水面、冰雪等不穩(wěn)定地物上，降低了幾何精校正精度；②自動(dòng)匹配獲得的控制點(diǎn)可能分布在建筑物等“非地面表面”上，這種控制點(diǎn)無(wú)法從DEM中自動(dòng)獲得準(zhǔn)確的高程；③影像中的云、云影、冰雪等存在一定鏡面反射的區(qū)域會(huì)對(duì)影像的融合、勻光勻色等操作造成不良影響；④在缺乏建筑物和樹木覆蓋信息的情況下，鑲嵌線可能穿過(guò)這種障礙地物，造成鑲嵌線兩邊影像的錯(cuò)位。這些問(wèn)題一方面降低了自動(dòng)化多源遙感合成影像生產(chǎn)的質(zhì)量(如降低幾何精度、導(dǎo)致融合影像存在暈邊現(xiàn)象、造成勻光勻色后的影像偏色等)，另一方面使得一些工作只能通過(guò)大量的人工干預(yù)才能完成(如通過(guò)人工編輯鑲嵌線繞開建筑物、樹木等障礙地物)。

考慮到基于深度學(xué)習(xí)等手段的遙感影像語(yǔ)義信息自動(dòng)提取的精度、可靠性和泛化能力不斷提高，已經(jīng)可以滿足自動(dòng)化遙感影像幾何校正與合成的要求，同時(shí)考慮到遙感影像語(yǔ)義信息的提取不依賴高精度的地理信息，本發(fā)明提出了一種幾何語(yǔ)義一體化的多源遙感衛(wèi)星影像處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化處理方法。該方法區(qū)別于傳統(tǒng)的先進(jìn)行遙感影像幾何精校正，然后進(jìn)行語(yǔ)義分割和信息提取的傳統(tǒng)方案，提出了包含語(yǔ)義信息提取、語(yǔ)義信息輔助的自動(dòng)化幾何精校正、語(yǔ)義信息優(yōu)化三個(gè)步驟。本方法先從標(biāo)準(zhǔn)景影像中初步提取云、水面、冰雪、云影、人工建筑物等對(duì)幾何精校正具有較大影響的地類信息，然后在這些信息的輔助下排除干擾，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的遙感影像幾何精校正、勻光勻色、無(wú)縫鑲嵌、影像合成等處理，最后在高精度多源合成影像中，提取更豐富的語(yǔ)義信息和目標(biāo)信息等，最終得到超大規(guī)模多源合成影像及其對(duì)應(yīng)的語(yǔ)義地圖和地類專題地圖。

本發(fā)明提供一種多源遙感衛(wèi)星影像幾何語(yǔ)義一體化處理系統(tǒng)，包括以下模塊：

語(yǔ)義信息預(yù)提取模塊，用于標(biāo)準(zhǔn)景遙感影像的語(yǔ)義信息預(yù)提取，包括從標(biāo)準(zhǔn)景遙感影像中提取云、水面、冰雪、云影、建筑物、樹木地物覆蓋范圍掩膜圖，定義為選擇相應(yīng)的二值圖，通過(guò)“或運(yùn)算”為每一幅標(biāo)準(zhǔn)景影像合成同一影像范圍的“不穩(wěn)定地物掩膜圖”、“非地面地物掩膜圖”和“弱光譜或紋理質(zhì)量掩膜圖”；

其中“不穩(wěn)定地物覆蓋掩膜圖”中值為1的區(qū)域?qū)?yīng)云、水面、冰雪，即隨時(shí)間、季節(jié)因素的變化快速發(fā)生變化地物；

“非地面地物覆蓋掩膜圖”中值為1的區(qū)域?qū)?yīng)建筑物、樹木，即高于地面的地物；

“弱光譜或紋理質(zhì)量范圍掩膜圖”中值為1的區(qū)域?qū)?yīng)通過(guò)云、云影、冰雪，即光譜或紋理質(zhì)量不穩(wěn)定的地物；

精校正模塊，用于結(jié)合語(yǔ)義信息預(yù)提取模塊中提取的語(yǔ)義信息，實(shí)現(xiàn)多源遙感影像幾何定向模型的精校正，利用精校正的幾何定向模型對(duì)遙感影像進(jìn)行正射糾正得到正射影像；