[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星遙感影像中輸電線路的超分辨率增強方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112488931A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 司為國;韓嘉佳;侯偉宏;劉劍;方炯;徐曉華;楊知;漢京善;劉毅;馬瀟;劉彬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院;中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/10;G06T7/13;G06T7/136;G06T3/40;G06N3/04
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星遙感影像中輸電線路的超分辨率增強方法及系統(tǒng)，包括：獲取待增強分辨率的輸電線路遙感影像；采用預(yù)先構(gòu)建的多映射殘差卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述輸電線路遙感影像進行分辨率增強，得到輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果；對所述輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果采用小波變換進行多尺度邊緣增強，得到超分辨率重構(gòu)的輸電線路影像。本發(fā)明提供的技術(shù)方案緩解了目前衛(wèi)星遙感影像用于輸電線路監(jiān)測過程中分辨率不足的問題，能更加有效的利用輸電線路衛(wèi)星遙感影像進行線路巡檢，提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星遙感影像中輸電線路的超分辨率增強方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)和電力物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)觀測、感知手段從單純的地面?zhèn)鞲衅鞯綗o人機、直升機以及衛(wèi)星遙感，形成了“空-天-地”立體感知體系。衛(wèi)星遙感作為一種覆蓋面廣、更新周期穩(wěn)定和受環(huán)境條件限制少的前沿技術(shù)，逐步成為電力公司探索“空天地”一體化智能管控體系中的重要組成部分。

衛(wèi)星遙感技術(shù)從上世紀80年代至今，在國土、資源、環(huán)境、軍事等各領(lǐng)域取得大量應(yīng)用。然而，在很長一段時間內(nèi)衛(wèi)星遙感的空間分辨率相對較低(小于等于3m)，更新周期較長(1個月左右)，導(dǎo)致衛(wèi)星遙感技術(shù)無法滿足電力行業(yè)電網(wǎng)監(jiān)測管理精細化、快速響應(yīng)的實際業(yè)務(wù)需求。近年來，衛(wèi)星遙感技術(shù)迅猛發(fā)展，衛(wèi)星數(shù)據(jù)種類和數(shù)量呈幾何級增長，空間分辨率最高達到了0.3m，更新周期也縮短至1周以內(nèi)，為輸電線路大范圍、常態(tài)化、精細化通道環(huán)境巡視、建設(shè)情況監(jiān)管提供了越來越豐富的數(shù)據(jù)保障。以中國電力科學(xué)研究院有限公司為例，該公司建成的衛(wèi)星遙感大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺和輸電線路衛(wèi)星遙感智能巡視系統(tǒng)，已經(jīng)在新疆、寧夏、西藏、四川、蒙東和浙江等省份進行輸電線路衛(wèi)星遙感智能巡視的試點應(yīng)用，完成了川藏、藏中聯(lián)網(wǎng)1200余公里的全覆蓋衛(wèi)星遙感巡視，證實了衛(wèi)星遙感在電網(wǎng)監(jiān)測巡視中的可行性和有效性，促進了該公司立體巡檢體系構(gòu)建。

在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有衛(wèi)星遙感影像分辨率和更新周期已經(jīng)完全滿足輸電線路通道環(huán)境隱患巡視，但對于輸電線路本體和故障監(jiān)測尚存在不足。即便是目前最高精度的0.3m分辨率的衛(wèi)星遙感影像也無法對輸電桿塔以及桿塔和導(dǎo)線上的鳥巢、異物有明顯的識別。因此，由于現(xiàn)有衛(wèi)星遙感影像用于觀測輸電線路本體常存在模糊的現(xiàn)象，所以有必要進行超分辨率增強，但傳統(tǒng)的超分辨率技術(shù)難以獲得輸電桿塔的豐富細節(jié)和邊緣信息，為了更好地將衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用到輸電桿塔本體動態(tài)監(jiān)測中，迫切需要進一步提高衛(wèi)星遙感影像的分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星遙感影像中輸電線路的超分辨率增強方法，包括：

獲取待增強分辨率的輸電線路遙感影像；

采用預(yù)先構(gòu)建的多映射殘差卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述輸電線路遙感影像進行分辨率增強，得到輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果；

對所述輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果采用小波變換進行多尺度邊緣增強，得到超分辨率重構(gòu)的輸電線路影像。

優(yōu)選的，所述多映射殘差卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，包括：

利用殘差學(xué)習(xí)，對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)映射中的卷積層添加跳躍連接，建立多映射殘差卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

降低歷史輸電線路中高分辨率遙感影像的分辨率，得到輸電線路的低分辨率遙感影像；

將所述輸電線路的高分辨率遙感影像和所述輸電線路的低分辨率遙感影像帶入所述多映射殘差卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，得到不同分辨率的輸電線路遙感影像之間的對應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選的，所述對所述輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果采用小波變換進行多尺度邊緣增強，得到超分辨率重構(gòu)的輸電線路影像，包括：

對所述輸電線路遙感影像分辨率增強結(jié)果進行三層小波分解，得到低頻近似分量和高頻細節(jié)分量；