[发明专利]一种高空间-高光谱分辨率遥感图像本征分解方法及系统

说明书

一种高空间‑高光谱分辨率遥感图像本征分解方法及系统，具体涉及一种融合高空间分辨率信息的高光谱遥感图像本征分解方法、系统及用于存储其的计算机可读存储介质,方法包括一、获取全色遥感图像的空间结构一致约束项和高光谱遥感图像的光谱一致约束项；二、获取反射率分量一致约束项；三、获取反射率分量。系统包括存储器、处理器和存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述方法的步骤。本发明用于将低空间分辨率的高光谱遥感图像做本征分解得到高空间分辨率的反射率图像，属于遥感图像处理领域。

技术领域

本发明涉及一种高空间-高光谱分辨率遥感图像本征分解方法、系统及用于存储其的计算机可读存储介质，具体涉及一种融合高空间分辨率信息的高光谱遥感图像本征分解方法、系统及用于存储其的计算机可读存储介质，属于遥感图像处理领域。

背景技术

近几年，随着遥感成像技术的不断发展，越来越多的携带高光谱传感器的遥感卫星被发射升空，执行采集大范围波长的地表反射率数据的任务，因此高光谱遥感图像中包含丰富的光谱信息，这对地物精确分类、目标识别、农业监测等应用具有重要意义。然而高光谱遥感图像面临两个问题：

(1)大部分遥感卫星无法同时兼备高空间分辨率和高光谱分辨率的性能，必须根据需求在二者间选择一定的折中，往往导致星载高光谱遥感图像的空间分辨率不高，应用方面受限。

(2)由于成像过程中各种环境因素的影响，同种物质材料的反射率存在差异，即同物异谱的现象，这会导致高光谱遥感图像在后续应用中的精确度下降。

目前现有的遥感领域的本征分解方法主要针对单幅高光谱遥感图像，没有考虑提升空间分辨率的问题，因此只能得到相同低空间分辨率下的高光谱反射率图像，对后续应用的帮助有限。

发明内容

本发明为了解决现有本征分解方法无法从低空间分辨率的高光谱遥感图像分解得到高空间分辨率的反射率图像的问题，进而提出了一种高空间-高光谱分辨率遥感图像本征分解方法及系统。

本发明采取的技术方案是：

一种高空间-高光谱分辨率遥感图像本征分解方法，包括如下步骤：

步骤一、获取全色遥感图像和高光谱遥感图像，分析出全色遥感图像的空间信息和高光谱遥感图像的光谱信息，利用全色遥感图像的空间信息构建空间结构一致约束项，利用高光谱遥感图像的光谱信息构建光谱一致约束项，转入步骤二；

步骤二、基于反射率先验，计算反射率分量的相似度矩阵，利用反射率分量的相似度矩阵获取反射率分量一致约束项，转入步骤三；

步骤三、根据步骤一中获取的空间结构一致约束项和光谱一致约束项，步骤二中获取的反射率分量一致约束项，计算总一致约束项，将总一致约束项利用迭代分解获取反射率分量。

进一步地，空间结构一致约束项为：

其中，ρ表示反射率分量，ρ∈R^N×d，N表示HR-HSI图像的像素总数量，d为HR-HSI的光谱数；

S表示明暗分量，S∈R^N×d；

表示水平方向和垂直方向的一般梯度算子；

表示全色遥感图像转换至对数域后在光谱维堆叠d次，

表示取Frobenius范数。

进一步地，光谱一致约束项为：

其中，U表示向上重采样算子；

表示对数域的低空间分辨率高光谱遥感图像，n表示对数域的低空间分辨率高光谱遥感图像的像素总个数；