[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)

在審

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113516767A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）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（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: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T19/00;G06T15/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張影

本發(fā)明公開了一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演方法及系統(tǒng)，包括：對獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維重建，獲得三維場景；對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，對所述三維場景的圖像進(jìn)行模擬，獲得模擬圖像；將實測遙感圖像與所述模擬圖像的每一像元進(jìn)行比對，檢測比對結(jié)果是否滿足閾值條件；如果否，對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。本發(fā)明降低了臨近地物對目標(biāo)地物造成的遙感信號不確定性，提升了光學(xué)特征反演結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反演技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著高空間分辨率衛(wèi)星和無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，高空間分辨率遙感影像的應(yīng)用越來越廣泛。相對于已有的低空間分辨率數(shù)據(jù)，高空間分辨率數(shù)據(jù)可以提供地表更加精細(xì)的空間信息以及對應(yīng)的光譜或溫度信息，在農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、城市規(guī)劃、城市熱島、環(huán)境保護(hù)、干旱和火災(zāi)監(jiān)測等領(lǐng)域，高空間分辨率遙感手段逐漸成為了研究和應(yīng)用重要的數(shù)據(jù)來源。

現(xiàn)有的基于高空間分辨率的遙感產(chǎn)品反演算法大多是直接從低分辨率遷移而來。相對于低空間分辨率數(shù)據(jù)，高空間分辨率數(shù)據(jù)更容易受到地表三維結(jié)構(gòu)的影響，即鄰近像元效應(yīng)，而針對低空間分辨率的反演算法忽略該影響。對于低空間分辨率像元，空間分辨率通常大于500米，平坦地表的臨近像元效應(yīng)可忽略不計，而高分衛(wèi)星和無人機(jī)獲取的高空間分辨率像元的分辨率可達(dá)0.1米到10米，臨近建筑或植被冠層對目標(biāo)像元的影響難以忽略。可見，現(xiàn)有的遙感反演過程中未考慮鄰近像元產(chǎn)生的多次散射效應(yīng)，使得最終的高空間反演結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

針對于上述問題，本發(fā)明提供一種地表遙感光學(xué)特征反演方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)了提升地表遙感光學(xué)特征反演結(jié)果的精準(zhǔn)度的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種三維復(fù)雜地表遙感光學(xué)特征反演方法，包括：

對獲取的遙感圖像進(jìn)行地表三維重建，獲得三維場景；

對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，對所述三維場景的圖像進(jìn)行模擬，獲得模擬圖像；

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

如果否，對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。

可選地，所述對獲取的遙感圖像進(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。

可選地，所述對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：

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

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。

可選地，所述基于所述處理后的信息，對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。