[發(fā)明專利]一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110794684.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN113516767A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞尊健;范騰遠(yuǎn);李嘉昕;曹彪;歷華;杜永明;肖青;柳欽火
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): G06T17/05
• 分類號(hào): G06T17/05;G06T19/00;G06T15/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張影

1.一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演方法，其特征在于，包括：

對(duì)獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維重建，獲得三維場景；

對(duì)所述三維場景中的信息進(jìn)行預(yù)處理，獲得處理后的信息；

基于所述處理后的信息，對(duì)所述三維場景的圖像進(jìn)行模擬，獲得模擬圖像；

將實(shí)測遙感圖像與所述模擬圖像的每一像元進(jìn)行比對(duì)，檢測比對(duì)結(jié)果是否滿足閾值條件；

如果否，對(duì)所述模擬圖像的像元的光學(xué)特征進(jìn)行優(yōu)化，直至所述模擬圖像所有像元滿足所述閾值條件，將所述優(yōu)化后的光學(xué)特征確定為目標(biāo)光學(xué)特征，所述光學(xué)特征包括溫度和反射率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維重建，獲得三維場景，包括：

對(duì)獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維測量，獲得地表三維結(jié)構(gòu)信息以及所述地表對(duì)應(yīng)的光譜和/或溫度信息；

基于所述地表三維結(jié)構(gòu)信息以及所述地表對(duì)應(yīng)的光譜和/或溫度信息進(jìn)行場景構(gòu)建，得到三維幾何結(jié)構(gòu)和屬性信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)三維場景中的信息進(jìn)行預(yù)處理，獲得處理后的信息，包括：

對(duì)所述三維場景中的實(shí)測遙感圖像進(jìn)行角度歸一化處理，獲得歸一化后的實(shí)測遙感圖像；

確定所述三維場景的觀測矩陣和光源向量；

確定所述三維場景中植被面元的初始溫度和初始反射率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述處理后的信息，對(duì)所述三維場景的圖像進(jìn)行模擬，獲得模擬圖像，包括：

基于所述觀測矩陣、所述光源向量、所述初始溫度和初始反射率，對(duì)所述三維場景的圖像進(jìn)行逆向光線追蹤處理，獲得模擬圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述模擬圖像的像元的光學(xué)特征進(jìn)行優(yōu)化，直至所述模擬圖像所有像元滿足所述閾值條件，包括：

確定優(yōu)化比例，并基于所述優(yōu)化比例對(duì)所述模擬圖像的像元的光學(xué)特征進(jìn)行優(yōu)化；

若優(yōu)化后的模擬圖像中的所有像元滿足閾值條件，控制停止優(yōu)化；

或者，若優(yōu)化次數(shù)達(dá)到循環(huán)次數(shù)閾值，控制停止優(yōu)化。

6.一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演系統(tǒng)，其特征在于，包括：

重建單元，用于對(duì)獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維重建，獲得三維場景；

預(yù)處理單元，用于對(duì)所述三維場景中的信息進(jìn)行預(yù)處理，獲得處理后的信息；

模擬單元，用于基于所述處理后的信息，對(duì)所述三維場景的圖像進(jìn)行模擬，獲得模擬圖像；

比對(duì)單元，用于將實(shí)測遙感圖像與所述模擬圖像的每一像元進(jìn)行比對(duì)，檢測比對(duì)結(jié)果是否滿足閾值條件；

確定單元，用于如果否，對(duì)所述模擬圖像的像元的光學(xué)特征進(jìn)行優(yōu)化，直至所述模擬圖像所有像元滿足所述閾值條件，將所述優(yōu)化后的光學(xué)特征確定為目標(biāo)光學(xué)特征，所述光學(xué)特征包括溫度和反射率。

7.根據(jù)權(quán)利要6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述重建單元包括：

測量子單元，用于對(duì)獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維測量，獲得地表三維結(jié)構(gòu)信息以及所述地表對(duì)應(yīng)的光譜和/或溫度信息；

構(gòu)建子單元，用于基于所述地表三維結(jié)構(gòu)信息以及所述地表對(duì)應(yīng)的光譜和/或溫度信息進(jìn)行場景構(gòu)建，得到三維幾何結(jié)構(gòu)和屬性信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理單元包括：

歸一化子單元，用于對(duì)所述三維場景中的實(shí)測遙感圖像進(jìn)行角度歸一化處理，獲得歸一化后的實(shí)測遙感圖像；

第一確定子單元，用于確定所述三維場景的觀測矩陣和光源向量；

第二確定子單元，用于確定所述三維場景中植被面元的初始溫度和初始反射率。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬單元具體用于：

基于所述觀測矩陣、所述光源向量、所述初始溫度和初始反射率，對(duì)所述三維場景的圖像進(jìn)行逆向光線追蹤處理，獲得模擬圖像。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述確定單元包括：

第三確定子單元，用于確定優(yōu)化比例，并基于所述優(yōu)化比例對(duì)所述模擬圖像的像元的光學(xué)特征進(jìn)行優(yōu)化；

優(yōu)化控制子單元，用于若優(yōu)化后的模擬圖像中的所有像元滿足閾值條件，控制停止優(yōu)化；

或者，若優(yōu)化次數(shù)達(dá)到循環(huán)次數(shù)閾值，控制停止優(yōu)化。