[發明專利]基于地物邊界信息的遙感影像自動化幾何配準方法及系統

有效

• 申請號: 202011305929.7
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112419350B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 李文凱;田禮喬;李勇;宋慶君
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/30;G06N20/00;G06F17/14
• 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: 嚴彥

本發明提出一種利用遙感影像地物邊界信息進行自動化幾何配準的方法及系統，包括根據待校正影像的空間分辨率和波段設置選擇參考影像，并對所述待校正影像和參考影像進行圖像預處理，得到待校正影像和參考影像的經緯度信息；通過提取待校正影像和參考影像的地物邊界信息來突顯待校正影像和參考影像中的邊界線特征，掩蓋非邊界線特征，得到邊界線影像；在邊界線影像上提取預選同名點，通過特征點過濾刪除其中錯誤的特征點，得到同名點庫和基于點特征的幾何配準精化模型；根據基于點特征的幾何配準模型對待校正影像進行幾何配準。本發明提取出地物邊界信息，以此獲取足夠數量和質量的控制點，大幅提高航空航天及無人機遙感影像自動化幾何配準的精度。

技術領域

本發明涉及一種基于地物邊界信息的遙感影像自動化幾何配準方法，屬于遙感影像的幾何配準技術領域。

背景技術

影像預處理作為遙感應用的關鍵前提是遙感影像處理不可或缺的技術環節之一，幾何精配準是實現衛星遙感規模化應用、服務長時序大范圍自動化環境監測的重要基礎。在幾乎所有的衛星遙感應用場景中，精確的幾何定位都是必須的。

遙感影像幾何配準指的是通過各種方法解決衛星成像過程中的幾何畸變問題。基于成像機理和過程，使用軌道和衛星姿態參數，通過幾何模型進行的系統校正為幾何粗校正。這類校正能夠為影像提供了基本的地理空間幾何信息，當前，由于衛星幾何技術方面的進步，很多衛星的幾何粗校正就能夠提供較高幾何精度的信息。然而，由于應用目的的不同，需求的精度也不同，一些要求更高的任務依然需要利用地面控制點進行幾何精配準；另外一方面，部分遙感影像，尤其是歷史遙感影像，面臨著姿態和軌道參數偏差大、幾何定位精度不高的問題。有的甚至無法通過算法對衛星軌道參數進行修正過濾。面對這樣的問題，少量的衛星數據尚可通過手動方法進行幾何精配準，大量的數據則將無法面臨著無法完成的工作量。這就需要自動化方法和工具通過自動選點匹配，實現幾何精配準的目標。當前的遙感影像幾何精配準自動化工具，出于處理多場景目標的考慮，在同名點的選擇上更注重于普適的方法，然而，由于地面目標復雜多變，這些算法依然需要人工監督下完成，以準確排除嚴重錯誤的控制點。這種方法簡化了幾何精配準流程，但是依然無法滿足大規模數據自動化處理的需求。在為開發出更加有效的全場景自動化幾何配準工具之前，發展針對特殊場景的遙感影像自動化幾何配準工具將是一個有效的方案。

基于遙感影像幾何配準的現狀，本發明提出了一種利用地物邊界信息的遙感影像自動化的幾何配準方法。

發明內容

本發明的目的在于：提出了一種利用遙感影像地物邊界信息進行自動化的幾何配準方法，該方法能有效實現不同分辨率影像在有明顯地物邊界信息區域的幾何配準，能在無人工監督的情況下完成準確的幾何配準。該方法也能為較好的應用于有明顯地物邊界信息的遙感影像幾何配準。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種基于地物邊界信息的遙感影像自動化幾何配準方法，包括如下步驟：

1)根據待校正影像的空間分辨率和波段設置選擇參考影像，并對所述待校正影像和參考影像進行圖像預處理，得到待校正影像和參考影像的經緯度信息；

2)通過提取待校正影像和參考影像的地物邊界信息來突顯待校正影像和參考影像中的邊界線特征，掩蓋非邊界線特征，最終得到校正影像和參考影像的邊界線影像；

3)使用尺度不變特征變換方法在2)所得的邊界線影像上提取預選同名點，通過特征點過濾刪除其中錯誤的特征點，得到同名點庫和基于點特征的幾何配準精化模型；

4)根據3)所得基于點特征的幾何配準模型對待校正影像進行幾何配準。

而且，步驟1)中，選擇與待校正影像相關特征近似且幾何定位精度高的遙感影像作為參考影像。

而且，所述圖像預處理包括幾何粗校正和重采樣。