[发明专利]一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法

说明书

本发明提出一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法，解决现有遥感数据模拟在遥感地面空间模拟阶段下存在二维空间纹理信息不足，以及三维建模的复杂性问题。该方法包括：1)输入模拟参数；2)选择目标生成网络；3)根据选择的生成模型自适应生成场景目标；4)对生成的遥感目标进行显著性分割，提取相应的掩膜；5)根据输入的参数对生成的遥感目标和提取的掩膜进行尺度变换以及方向旋转；6)将步骤5)中的遥感目标以及目标掩膜结合遥感背景场景进行泊松融合；7)根据输入时间以及气候参数进行气候特征映射；8)输出最终真实场景下虚拟目标的仿真结果。

技术领域

本发明属于遥感数据定量化模拟领域，具体涉及一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法，用于在遥感场景下对遥感目标进行模拟研究。

背景技术

在遥感器研制与投入使用前，需对研制的遥感器载荷指标进行完整系统的认识。为了最大限度的降低载荷发射的成本和风险，通常在遥感器研制阶段构建模拟系统进行有关数据的模拟。因此，通过对场景目标模拟分析了解数据载荷特性已成为共识。中国科学院遥感应用研究所以及北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院贾国瑞团队研究并集成了复杂地形辐射、大气辐射传输模型等，实现了涵盖不同光谱范围、不同成像条件(大气条件、成像几何)与载荷参数(信噪比、视场角、空间、光谱与辐射分辨率等)下的遥感图像模拟。

遥感数据模拟的初级阶段首先是对地面二维场景的模拟，目前在地面场景仿真阶段一般使用3Dsmax对所需的场景进行三维仿真，但是，此种方式大大增加了遥感仿真的复杂性；或者直接采用简单的几何图形来表征地面的目标，但是，此种方式使得空间纹理信息方面表现力严重不足，不能灵活根据用户需求来模拟不同的遥感目标特性。

发明内容

本发明提出一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法，解决现有遥感数据模拟在遥感地面空间模拟阶段下存在二维空间纹理信息不足，以及三维建模的复杂性问题。

为解决上述问题，本发明技术方案是：

一种遥感场景下的地面目标真实感仿真方法，包括以下步骤：

步骤一、设定遥感目标模拟的相关参数；

所述遥感目标模拟的相关参数包括目标位置的中心坐标(x_ori，y_ori)、目标类型、分辨率、目标方向、仿真气候类型、仿真时间以及真实的遥感背景场景数据；

步骤二、针对所要仿真的目标类型，选择相应的生成网络G_network(i)；

步骤三、根据步骤二中选择的生成网络生成相应的遥感目标Obj；

步骤四、对步骤三生成的遥感目标进行显著性分割，获得与遥感目标相对应的掩膜数据；

步骤五、根据步骤一设定的分辨率和目标方向对步骤三获取的遥感目标和步骤四获取的掩膜数据使用如下公式进行尺度变换以及方向旋转，输出变换后的目标数据Obj_ch以及掩膜数据Mask_ch；

其中，x′和y′代表尺度方向变换后的结果，θ代表所要旋转的角度，x₀和y₀表示尺度变换后遥感目标的中心坐标；x代表按遥感分辨率比例缩放f_x倍的图像；y代表按遥感分辨率比例缩放f_y倍的图像，使用如下表达式进行缩放；

其中，f_x为横向缩放倍数；f_y为纵向缩放倍数；

步骤六、将步骤五中生成的目标数据Obj_ch和掩膜数据Mask_ch与步骤一中真实的遥感背景场景数据相结合，并使用泊松融合的算法进行融合，输出真实场景下的虚拟目标地面仿真一级数据Scene_L1；