[发明专利]一种卫星遥感影像中输电线路的超分辨率增强方法及系统

说明书

本发明提供了一种卫星遥感影像中输电线路的超分辨率增强方法及系统，包括：获取待增强分辨率的输电线路遥感影像；采用预先构建的多映射残差卷积神经网络对所述输电线路遥感影像进行分辨率增强，得到输电线路遥感影像分辨率增强结果；对所述输电线路遥感影像分辨率增强结果采用小波变换进行多尺度边缘增强，得到超分辨率重构的输电线路影像。本发明提供的技术方案缓解了目前卫星遥感影像用于输电线路监测过程中分辨率不足的问题，能更加有效的利用输电线路卫星遥感影像进行线路巡检，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，具体涉及一种卫星遥感影像中输电线路的超分辨率增强方法及系统。

背景技术

随着智能电网和电力物联网的不断发展，电网观测、感知手段从单纯的地面传感器到无人机、直升机以及卫星遥感，形成了“空-天-地”立体感知体系。卫星遥感作为一种覆盖面广、更新周期稳定和受环境条件限制少的前沿技术，逐步成为电力公司探索“空天地”一体化智能管控体系中的重要组成部分。

卫星遥感技术从上世纪80年代至今，在国土、资源、环境、军事等各领域取得大量应用。然而，在很长一段时间内卫星遥感的空间分辨率相对较低(小于等于3m)，更新周期较长(1个月左右)，导致卫星遥感技术无法满足电力行业电网监测管理精细化、快速响应的实际业务需求。近年来，卫星遥感技术迅猛发展，卫星数据种类和数量呈几何级增长，空间分辨率最高达到了0.3m，更新周期也缩短至1周以内，为输电线路大范围、常态化、精细化通道环境巡视、建设情况监管提供了越来越丰富的数据保障。以中国电力科学研究院有限公司为例，该公司建成的卫星遥感大数据应用平台和输电线路卫星遥感智能巡视系统，已经在新疆、宁夏、西藏、四川、蒙东和浙江等省份进行输电线路卫星遥感智能巡视的试点应用，完成了川藏、藏中联网1200余公里的全覆盖卫星遥感巡视，证实了卫星遥感在电网监测巡视中的可行性和有效性，促进了该公司立体巡检体系构建。

在现有研究基础上，发明人发现现有卫星遥感影像分辨率和更新周期已经完全满足输电线路通道环境隐患巡视，但对于输电线路本体和故障监测尚存在不足。即便是目前最高精度的0.3m分辨率的卫星遥感影像也无法对输电杆塔以及杆塔和导线上的鸟巢、异物有明显的识别。因此，由于现有卫星遥感影像用于观测输电线路本体常存在模糊的现象，所以有必要进行超分辨率增强，但传统的超分辨率技术难以获得输电杆塔的丰富细节和边缘信息，为了更好地将卫星遥感技术应用到输电杆塔本体动态监测中，迫切需要进一步提高卫星遥感影像的分辨率。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了一种卫星遥感影像中输电线路的超分辨率增强方法，包括：

获取待增强分辨率的输电线路遥感影像；

采用预先构建的多映射残差卷积神经网络对所述输电线路遥感影像进行分辨率增强，得到输电线路遥感影像分辨率增强结果；

对所述输电线路遥感影像分辨率增强结果采用小波变换进行多尺度边缘增强，得到超分辨率重构的输电线路影像。

优选的，所述多映射残差卷积神经网络的构建，包括：

利用残差学习，对卷积神经网络映射中的卷积层添加跳跃连接，建立多映射残差卷积神经网络；

降低历史输电线路中高分辨率遥感影像的分辨率，得到输电线路的低分辨率遥感影像；

将所述输电线路的高分辨率遥感影像和所述输电线路的低分辨率遥感影像带入所述多映射残差卷积神经网络进行训练，得到不同分辨率的输电线路遥感影像之间的对应关系。

优选的，所述对所述输电线路遥感影像分辨率增强结果采用小波变换进行多尺度边缘增强，得到超分辨率重构的输电线路影像，包括：

对所述输电线路遥感影像分辨率增强结果进行三层小波分解，得到低频近似分量和高频细节分量；