[發(fā)明專利]一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110559022.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113469896B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 李爽;姚靜;羅光杰;諸云強;申朝永
• 申請（專利權）人: 貴州師范學院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/73;G06F16/29
• 代理公司: 佛山粵進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44463
• 代理人: 張敏

1.一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，包括：

根據(jù)地球同步軌道衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)預先計算出逐像素中心位置的經(jīng)度和緯度，并存儲于柵格數(shù)據(jù)文件中；

將高分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)作為幾何精校正基準數(shù)據(jù)，在地球同步軌道衛(wèi)星掃描區(qū)域內(nèi)，沿海岸線生成高密度的地標點；

通過開源科學計算庫讀取地球同步軌道衛(wèi)星原始遙感影像數(shù)據(jù)，并輸出為地理空間數(shù)據(jù)GeoTIFF格式；

根據(jù)開源科學計算庫將所獲取的柵格數(shù)據(jù)文件信息和相關地理投影信息，以地理空間元數(shù)據(jù)的方式更新到存儲有衛(wèi)星影像的GeoTIFF文件中；

通過地理空間數(shù)據(jù)作為遙感影像重投影的基本信息，完成地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像的幾何校正；

還包括：通過傅里葉變換，將生成的地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)和基準數(shù)據(jù)，從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域空間，計算其在傅里葉頻率域空間的互功率譜；

通過反向傅里葉變換得到地球同步軌道降臨遙感影像和基準數(shù)據(jù)在方向行和列的位移；

每一地標點在方向上的位移計算完成后，進一步計算遙感影像的平均位移，將位移像素浮點型個數(shù)轉(zhuǎn)換成影像坐標值，完成地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像的幾何二次精校正；

還包括，根據(jù)地球同步軌道衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)預先計算出逐像素中心位置的經(jīng)度和緯度，制備經(jīng)緯度格網(wǎng)；

將地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像進行逐像素空間定位；

根據(jù)提前設置的空間范圍對數(shù)據(jù)集進行切割，去除地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像變形部分；

在目標數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)中更新正確的地圖投影信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，通過開源科學計算庫讀取地球同步軌道衛(wèi)星原始遙感影像數(shù)據(jù)，并輸出為地理空間數(shù)據(jù)GeoTIFF格式，具體包括：

通過開源科學計算庫進行數(shù)據(jù)讀取，將地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像的波段數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為開源科學計算庫Numpy數(shù)組；

采用Numpy的高級索引功能，將特定波段的原始數(shù)值轉(zhuǎn)換為大氣頂反射率和大氣頂亮溫數(shù)據(jù)；

使用開源科學計算庫將轉(zhuǎn)換好的大氣頂反射率和大氣頂亮溫亮溫的波段數(shù)據(jù)存儲為地理信息系統(tǒng)和遙感通用的GeoTiff格式。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，根據(jù)地球同步軌道衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)計算遙感影像逐像素中心位置的經(jīng)度和緯度，具體包括：

S101：將遙感影像的行列數(shù)轉(zhuǎn)換成；

計算公式如下：

式中COFF、CFAC和LOFF、LFAC分別為地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像逐像素的列偏移量、列比例因子和行偏移量、行比例因子；

根據(jù)S101計算出的，計算中間變量；

計算逐像元中心點的經(jīng)緯度。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，根據(jù)計算出的，計算中間變量；

計算公式如下：

式中，為地球長半軸6378.137 km，eb為地球短半軸6356.7523 km，h為地心到衛(wèi)星質(zhì)心的距離42164 km。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，計算逐像元中心點的經(jīng)緯度，計算公式如下：

式中，為衛(wèi)星星下點所在經(jīng)度。

6.根據(jù)權利要求4所述的一種提高地球同步軌道衛(wèi)星對地觀測影像幾何校正精度的方法，其特征在于，將遙感影像和參考空間數(shù)據(jù)，經(jīng)傅里葉變換后得到幅度信息和相位譜信息；

式中，為遙感影像和參考空間數(shù)據(jù)的地理坐標值，為轉(zhuǎn)換到頻率域的頻率相位信息；

其中，參考空間數(shù)據(jù)通常直接采用高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM）或?qū)⒋蟊壤吆０毒€數(shù)據(jù)柵格化后用作空間參考；

當遙感影像與參考空間數(shù)據(jù)幅度值相同，即

，

兩者在頻率域存相位差異，即

通過計算遙感影像與參考空間數(shù)據(jù)的互功率譜，得到相位差：

式中，為地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像和參考數(shù)據(jù)的相位差為時的互功率譜密度函數(shù)，簡稱互功率密度；

通過反向傅里葉變換得到地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像和參考數(shù)據(jù)在方向的位移；

每一地標點在方向上的位移計算完成后，進一步計算遙感影像的平均位移，

將位移像素浮點型個數(shù)轉(zhuǎn)換成影像坐標值，完成地球同步軌道衛(wèi)星遙感影像的幾何精校正。