[发明专利]一种基于海岸线矢量数据的SAR图像海陆分离方法

说明书

本发明公开了一种基于海岸线矢量数据的SAR图像海陆分离方法，利用海岸线几何结构特征，以及SAR图像上的区域灰度信息，通过SAR图像与先验海岸线矢量数据的配准，确定SAR图像的海域，完成SAR图像海陆分离。本发明充分利用已有的GIS先验信息，提出了一种利用海岸线先验信息与SAR图像配准的海陆分离方法，剔除陆地虚警，可有效辅助SAR近港舰船目标检测，该配准方法亦可用于辅助SAR图像道路检测。

技术领域

本技术属于SAR图像处理技术，涉及SAR图像配准方法，可应用于SAR图像解译与SAR目标检测识别领域。

背景技术

SAR图像海陆分割是为了去除SAR图像中的陆地干扰信息，提取海洋区域，使舰船检测限定在海洋范围内，是对SAR图像进行舰船检测的基本前提之一。

海陆分割技术主要有两类：基于图形学的手动分割和基于海岸线检测的自动海陆分割。传统的手动分割方法通过手动标识多边形来圈定陆地区域，然后根据图形学算法分割出陆地区域，较为精确，但操作繁琐，速度较慢，不适合于批量图像的处理,而海岸线检测算法抗噪能力较低,依赖于水域分割的精度，对于近海多岛屿地区检测效果较差。海岸线是海陆交互线，在地理信息系统中，海岸线矢量数据是对海岸线进行观测后所获得的稳定数据。故根据GIS海岸线先验信息与SAR图像的配准，将海岸线先验信息映射到SAR图像中，即可完成海陆区域的分离，最终在海域部分完成舰船目标的检测。

SAR图像与海岸线矢量数据的获取方式差异较大，难以在灰度、亮度、颜色等特征上获得共性特征，但海岸线的轮廓结构边缘会在SAR图像中体现出共性特征。若将海岸线几何结构作为检测场景中的物理结构，这种结构在SAR图像内同时存在，SAR图像上对应位置的区域信息必然支持认可该结构。根据海岸线的结构特征以及SAR图像上的灰度区域信息，可以定义一种评价准则，用来判断SAR图像上灰度区域信息对海岸线几何结构的支持程度。通过对各个位置支持度的比较，可以实现GIS海岸线与SAR图像的配准，从而达成陆海区域的快速有效分离。

发明创造目的

针对SAR图像海域舰船检测需先进行海陆分割的问题，本发明充分利用已有的GIS先验信息，提出了一种利用海岸线先验信息与SAR图像配准的海陆分离方法，剔除陆地虚警，可有效辅助SAR近港舰船目标检测，该配准方法亦可用于辅助SAR图像道路检测。

技术方案

一种基于海岸线矢量数据的SAR图像海陆分离方法，其特征在于，利用海岸线几何结构特征，以及SAR图像上的区域灰度信息，通过SAR图像与先验海岸线矢量数据的配准，确定SAR图像的海域，完成SAR图像的海陆分离。

所述SAR图像与先验海岸线矢量数据的配准，包括以下步骤：

1)根据已知SAR成像中心经纬度，以及SAR成像模式的分辨率、长、宽等参数，计算SAR图像覆盖范围；

2)根据SAR图像覆盖范围，搜索选择满足该范围的海岸线矢量数据；

3)根据得到的海岸线矢量数据，进行海岸线矢量数据栅格化，得到栅格化后的海岸线图像，确保两者分辨率一致；

4)依据SAR成像参数，计算SAR图像距离维(Y轴)与正北向夹角σ，将海岸线栅格图旋转σ角度，使得海岸线图像X、Y轴指向与SAR图像保持一致，得到最终的海岸线二值图像；

5)利用基于海岸线结构支持度的海岸线图像和SAR图像配准，完成SAR图像与先验海岸线矢量数据的配准。

所述步骤3)中的海岸线矢量数据栅格化，是采用边界代数法，对GIS海岸线先验数据进行面矢量栅格化。

所述采用边界代数法，对GIS海岸线先验数据进行面矢量栅格化的具体实施包括：

1)依据矢量数据的外接矩形，创建目标栅格矩阵，并对栅格矩阵的栅格单元值初始化；