[发明专利]基于地物边界信息的遥感影像自动化几何配准方法及系统

说明书

本发明提出一种利用遥感影像地物边界信息进行自动化几何配准的方法及系统，包括根据待校正影像的空间分辨率和波段设置选择参考影像，并对所述待校正影像和参考影像进行图像预处理，得到待校正影像和参考影像的经纬度信息；通过提取待校正影像和参考影像的地物边界信息来突显待校正影像和参考影像中的边界线特征，掩盖非边界线特征，得到边界线影像；在边界线影像上提取预选同名点，通过特征点过滤删除其中错误的特征点，得到同名点库和基于点特征的几何配准精化模型；根据基于点特征的几何配准模型对待校正影像进行几何配准。本发明提取出地物边界信息，以此获取足够数量和质量的控制点，大幅提高航空航天及无人机遥感影像自动化几何配准的精度。

技术领域

本发明涉及一种基于地物边界信息的遥感影像自动化几何配准方法，属于遥感影像的几何配准技术领域。

背景技术

影像预处理作为遥感应用的关键前提是遥感影像处理不可或缺的技术环节之一，几何精配准是实现卫星遥感规模化应用、服务长时序大范围自动化环境监测的重要基础。在几乎所有的卫星遥感应用场景中，精确的几何定位都是必须的。

遥感影像几何配准指的是通过各种方法解决卫星成像过程中的几何畸变问题。基于成像机理和过程，使用轨道和卫星姿态参数，通过几何模型进行的系统校正为几何粗校正。这类校正能够为影像提供了基本的地理空间几何信息，当前，由于卫星几何技术方面的进步，很多卫星的几何粗校正就能够提供较高几何精度的信息。然而，由于应用目的的不同，需求的精度也不同，一些要求更高的任务依然需要利用地面控制点进行几何精配准；另外一方面，部分遥感影像，尤其是历史遥感影像，面临着姿态和轨道参数偏差大、几何定位精度不高的问题。有的甚至无法通过算法对卫星轨道参数进行修正过滤。面对这样的问题，少量的卫星数据尚可通过手动方法进行几何精配准，大量的数据则将无法面临着无法完成的工作量。这就需要自动化方法和工具通过自动选点匹配，实现几何精配准的目标。当前的遥感影像几何精配准自动化工具，出于处理多场景目标的考虑，在同名点的选择上更注重于普适的方法，然而，由于地面目标复杂多变，这些算法依然需要人工监督下完成，以准确排除严重错误的控制点。这种方法简化了几何精配准流程，但是依然无法满足大规模数据自动化处理的需求。在为开发出更加有效的全场景自动化几何配准工具之前，发展针对特殊场景的遥感影像自动化几何配准工具将是一个有效的方案。

基于遥感影像几何配准的现状，本发明提出了一种利用地物边界信息的遥感影像自动化的几何配准方法。

发明内容

本发明的目的在于：提出了一种利用遥感影像地物边界信息进行自动化的几何配准方法，该方法能有效实现不同分辨率影像在有明显地物边界信息区域的几何配准，能在无人工监督的情况下完成准确的几何配准。该方法也能为较好的应用于有明显地物边界信息的遥感影像几何配准。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种基于地物边界信息的遥感影像自动化几何配准方法，包括如下步骤：

1)根据待校正影像的空间分辨率和波段设置选择参考影像，并对所述待校正影像和参考影像进行图像预处理，得到待校正影像和参考影像的经纬度信息；

2)通过提取待校正影像和参考影像的地物边界信息来突显待校正影像和参考影像中的边界线特征，掩盖非边界线特征，最终得到校正影像和参考影像的边界线影像；

3)使用尺度不变特征变换方法在2)所得的边界线影像上提取预选同名点，通过特征点过滤删除其中错误的特征点，得到同名点库和基于点特征的几何配准精化模型；

4)根据3)所得基于点特征的几何配准模型对待校正影像进行几何配准。

而且，步骤1)中，选择与待校正影像相关特征近似且几何定位精度高的遥感影像作为参考影像。

而且，所述图像预处理包括几何粗校正和重采样。