[发明专利]一种微波成像仪定位误差的度量方法、系统、装置及介质

权利要求书

1.一种微波成像仪定位误差的度量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取微波成像仪数据，并根据所述微波成像仪数据获取LandSeaMask数据图像；

步骤2：对所述LandSeaMask数据图像进行图像处理，获取所述LandSeaMask数据图像中陆地和海洋边界的多个海岸线点；

步骤3：对每一个所述海岸线点进行曲面拟合插值，得到拟合曲面图像，并根据所述拟合曲面图像获取海岸线定位；

步骤4：利用点集匹配方法获取所述海岸线定位与对应的邻域真实海岸线的邻域海岸线定位之间的点集对应关系，并根据所述点集对应关系计算定位误差；

在所述步骤3中，得到所述拟合曲面图像的具体步骤包括：

步骤31：根据所述LandSeaMask数据图像获取每一个所述海岸线点的邻域定位数据；其中，所述邻域定位数据包括邻域经度矩阵、邻域纬度矩阵和邻域亮度温度矩阵；

步骤32：分别按照预设插值精度对所述邻域经度矩阵和所述邻域纬度矩阵进行线性插值，得到拟合经度矩阵和拟合纬度矩阵；对所述邻域亮度温度矩阵进行拟合插值，得到拟合亮度温度矩阵；

步骤33：根据所述拟合经度矩阵和拟合纬度矩阵的维度，对所述拟合亮度温度矩阵进行变换，得到目标亮度温度矩阵，并根据所述拟合经度矩阵、所述拟合纬度矩阵和所述目标亮度温度矩阵获取所述拟合曲面图像。

2.根据权利要求1所述的微波成像仪定位误差的度量方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤21：去除所述LandSeaMask数据图像中的陆地水区域图像，得到海陆图像；

步骤22：根据所述海陆图像获取陆地区域与海洋区域的相交面图像；

步骤23：根据所述相交面图像和所述LandSeaMask数据图像中的海岸线图像获取多个所述海岸线点。

3.根据权利要求2所述的微波成像仪定位误差的度量方法，其特征在于，在所述步骤32中，得到所述拟合亮度温度矩阵的具体步骤包括：

步骤321：将所述邻域亮度温度矩阵进行补零插值并变换成列向量，得到变换亮度温度矩阵；

步骤322：根据所述变换亮度温度矩阵建立优化模型，并根据所述优化模型求解所述拟合亮度温度矩阵；

所述优化模型为：

其中，Z₁为所述变换亮度温度矩阵，Z为所述拟合亮度温度矩阵，A为抽取算子矩阵，||·||²为欧式范数，||AZ-Z₁||²为数据保真项，K_x为x方向光滑算子矩阵，K_y为y方向光滑算子矩阵，(||K_xZ||²+||K_yZ||²)为光滑项，λ为调节所述数据保真项和所述光滑项的正则化参数，(·)表示求目标函数取最小值时的变量值；

求解到的所述拟合亮度温度矩阵为：

其中，为所述x方向光滑算子矩阵的转置矩阵，为所述y方向光滑算子矩阵的转置矩阵，[·]^-1为矩阵求逆运算。

4.根据权利要求1所述的微波成像仪定位误差的度量方法，其特征在于，在所述步骤3中，获取所述海岸线定位的具体步骤包括：

步骤34：根据所述拟合曲面图像获取目标亮度温度矩阵图像，利用梯度算子函数求解所述目标亮度温度矩阵图像中的每一个像素点的梯度变化量，根据所述梯度变化量得到梯度变化量矩阵图像；

所述梯度变化量为：

其中，(i,j)为所述目标亮度温度矩阵图像中第i行第j列的像素点，G(i,j)为第i行第j列的像素点对应的所述梯度变化量，G_x(i,j)为第i行第j列的像素点在x方向上的第一变化量，G_y(i,j)为第i行第j列的像素点在y方向上的第二变化量；

步骤35：对所述梯度变化量矩阵图像进行二值化处理，得到二值矩阵图像，并根据所述二值矩阵图像获取最大连通域图像，将所述最大连通域图像中梯度下降最快的拐线确定为海岸线；

步骤36：根据所述梯度变化量矩阵图像、所述最大连通域图像和所述海岸线获取所述海岸线定位。