[发明专利]一种三维复杂地表遥感光学特征反演方法及系统

说明书

本发明公开了一种三维复杂地表遥感光学特征反演方法及系统，包括：对获取的遥感图像进行地表三维重建，获得三维场景；对所述三维场景中的信息进行预处理，获得处理后的信息；基于所述处理后的信息，对所述三维场景的图像进行模拟，获得模拟图像；将实测遥感图像与所述模拟图像的每一像元进行比对，检测比对结果是否满足阈值条件；如果否，对所述模拟图像的像元的光学特征进行优化，直至所述模拟图像所有像元满足所述阈值条件，将所述优化后的光学特征确定为目标光学特征，所述光学特征包括温度和反射率。本发明降低了临近地物对目标地物造成的遥感信号不确定性，提升了光学特征反演结果的准确性。

技术领域

本发明涉及反演技术领域，特别是涉及一种三维复杂地表遥感光学特征反演方法及系统。

背景技术

随着高空间分辨率卫星和无人机技术的快速发展，高空间分辨率遥感影像的应用越来越广泛。相对于已有的低空间分辨率数据，高空间分辨率数据可以提供地表更加精细的空间信息以及对应的光谱或温度信息，在农业估产、城市规划、城市热岛、环境保护、干旱和火灾监测等领域，高空间分辨率遥感手段逐渐成为了研究和应用重要的数据来源。

现有的基于高空间分辨率的遥感产品反演算法大多是直接从低分辨率迁移而来。相对于低空间分辨率数据，高空间分辨率数据更容易受到地表三维结构的影响，即邻近像元效应，而针对低空间分辨率的反演算法忽略该影响。对于低空间分辨率像元，空间分辨率通常大于500米，平坦地表的临近像元效应可忽略不计，而高分卫星和无人机获取的高空间分辨率像元的分辨率可达0.1米到10米，临近建筑或植被冠层对目标像元的影响难以忽略。可见，现有的遥感反演过程中未考虑邻近像元产生的多次散射效应，使得最终的高空间反演结果不准确。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种地表遥感光学特征反演方法及系统，实现了提升地表遥感光学特征反演结果的精准度的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种三维复杂地表遥感光学特征反演方法，包括：

对获取的遥感图像进行地表三维重建，获得三维场景；

对所述三维场景中的信息进行预处理，获得处理后的信息；

基于所述处理后的信息，对所述三维场景的图像进行模拟，获得模拟图像；

将实测遥感图像与所述模拟图像的每一像元进行比对，检测比对结果是否满足阈值条件；

如果否，对所述模拟图像的像元的光学特征进行优化，直至所述模拟图像所有像元满足所述阈值条件，将所述优化后的光学特征确定为目标光学特征，所述光学特征包括温度和反射率。

可选地，所述对获取的遥感图像进行地表三维重建，获得三维场景，包括：

对获取的遥感图像进行地表三维测量，获得地表三维结构信息以及所述地表对应的光谱和/或温度信息；

基于所述地表三维结构信息以及所述地表对应的光谱和/或温度信息进行场景构建，得到三维几何结构和属性信息。

可选地，所述对三维场景中的信息进行预处理，获得处理后的信息，包括：

对所述三维场景中的实测遥感图像进行角度归一化处理，获得归一化后的实测遥感图像；

确定所述三维场景的观测矩阵和光源向量；

确定所述三维场景中植被面元的初始温度和初始反射率。

可选地，所述基于所述处理后的信息，对所述三维场景的图像进行模拟，获得模拟图像，包括：

基于所述观测矩阵、所述光源向量、所述初始温度和初始反射率，对所述三维场景的图像进行逆向光线追踪处理，获得模拟图像。