[发明专利]一种用于多卫星传感器对地观测覆盖区域求并确认方法

说明书

技术领域

本发明涉及智慧地球对地观测领域，尤其涉及一种用于多卫星传感器对地观测覆盖区域求并确认方法。

背景技术

据科学家估计，到2020年前后，世界上会有七万亿个有线或无线的传感器，它们通过网络组织起来，以满足人们的即时需要。在地理信息科学的场模型下，由于传感器无处不在，因此认为地球上的任何地理空间位置都有被观测的需求，整个地球表面上都存在着一个连续的观测能力信息场，需要发掘符合要求的传感器进行观测，而传感器所具备的观测能力即为传感器发掘的重要依据。观测空间范围作为传感器观测能力的一个重要部分，不同的空间范围内存在着不同类型以及不同数量的传感器，因此不同的空间范围内的观测能力也不相同，如何确定某个空间范围内的观测能力对传感器的发掘以及规划有着重要的意义。

卫星遥感传感器作为对地观测的一个重要工具，目前已经有对某一时刻的单个卫星传感器对地观测覆盖范围的模拟仿真的计算方法，通过现有的计算方法可以确定某个空间范围内所具有的单个传感器观测能力，但是如果考虑到多传感器进行协同观测，那么这些传感器所能观测到的全部空间范围中就具备了多传感器的协同观测能力，根据这些区域所具备的观测能力就能对这些卫星传感器进行最优的规划调度。从技术角度讲，求解多卫星传感器观测覆盖的全部区域的问题实际上就是多个多边形求并的问题，已知的有效算法如Weiler算法，它能对凹凸多边形进行有效的求并，但是它却没有考虑到边重合、顶点重合等特殊情况；此外如Sutherland-Hodgeman等算法也能对多边形进行有效的裁剪，但这些算法却要求多边形是矩形，在多数实际情况下并不适用。综上可知目前关于多边形求并的算法要么就是限定了多边形的形状、要么就是不能考虑到一些较为常见的特殊情况。针对多卫星传感器协同观测能力定量评定的需求，目前正缺乏针对多个卫星传感器对地观测覆盖区域求并确认方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于多卫星传感器对地观测覆盖区域求并确认方法，实现了对多个卫星传感器对地观测覆盖区域的求并的技术效果。

本发明提供一种用于多卫星传感器对地观测覆盖区域求并确认方法，包括以下步骤：

获得所有选定的卫星传感器对地观测的覆盖区域，对所述覆盖区域进行组合；

建立所述覆盖区域的外包矩形，判断每一组合中的外包矩形的位置关系；

根据所述外包矩形的位置关系判断覆盖区域的初始位置关系，所述初始位置关系包括相交、相离和包含：对于一组合内的覆盖区域A和覆盖区域B，如果覆盖区域A的外包矩形R_A和覆盖区域B的外包矩形R_B为相交关系，则判断覆盖区域A与覆盖区域B的位置关系为相交或相离；如果外包矩形R_A为被包含关系，从覆盖区域A的顶点发射水平或竖直的射线，通过判断射线与覆盖区域B的交点数量判断覆盖区域A与覆盖区域B的位置关系；若所有射线与覆盖区域B的交点数量都为1，则覆盖区域B包含覆盖区域A；若一部分射线与覆盖区域B的交点数量为1，另一部分射线与覆盖区域B的交点数量为0或2，则覆盖区域A与覆盖区域B相交；若所有射线与覆盖区域B的交点数量都为0或2，则覆盖区域A与覆盖区域B相离；

判断覆盖区域内是否存在未检测到的区域，将该未检测到的区域定义为内部空洞；

当某一组合内的覆盖区域均不存在内部空洞时：若某一组合内的覆盖区域的位置关系为相离，则继续计算下一个组合；若某一组合内的覆盖区域的位置关系为包含，则确定用于包含的覆盖区域为合并区域；若某一组合内的覆盖区域的位置关系为相交，则对组合内的覆盖区域进行交点计算，将交点记录在覆盖区域上，标记交点的标识；通过对带交点的覆盖区域进行遍历，确定覆盖区域的合并区域以及合并后出现的内部空洞；

当一组合的覆盖区域内存在内部空洞时，根据覆盖区域的位置关系判断内部空洞与覆盖区域的位置关系，进而初步判断并得到覆盖区域合并后产生的内部空洞区域；若覆盖区域的位置关系为相交，则对组合内的覆盖区域进行交点计算，将交点记录在覆盖区域上，标记交点的标识；通过对带交点的覆盖区域进行遍历，确定覆盖区域的合并区域以及合并后出现的内部空洞；若覆盖区域的位置关系为包含，确定用于包含的覆盖区域为合并区域，并根据内部空洞与覆盖区域的位置关系判断合并区域的内部空洞。

进一步地，所述判断外包矩形的位置关系包括以下步骤：

设一组合内包括覆盖区域A和覆盖区域B，建立覆盖区域A的外包矩形R_A和覆盖区域B的外包矩形R_B，