[发明专利]一种基于矩阵计算的卫星遥感图像网格共定位方法

说明书

本发明公开了一种基于矩阵计算的卫星遥感图像网格共定位方法，涉及卫星遥感图像处理技术领域，包括以下步骤：获取待共定位卫星遥感源图像；构建共定位网格坐标文件；将待共定位卫星遥感源图像输入至共定位网格坐标文件，得到共定位后的目标图像。本发明通过将多个点合并成一个批，将一个批的经纬度信息放在一个高维矩阵中，将基于点对点查找的方式改变成基于批对批的方式，通过矩阵计算代替耗时的循环，大大减少了计算耗时。

技术领域

本发明涉及卫星遥感图像处理技术领域，特别是涉及一种基于矩阵计算的卫星遥感图像网格共定位方法。

背景技术

海冰密度监测对于研究极地海冰融化对全球气候变化的影响和保障船舶航行安全有着重要作用。卫星遥感技术的发展带来了大量采用不同网格、具有不同空间分辨率的遥感图像。学者们提出了许多不同算法从卫星遥感图像推导得出海冰密度图像。为了验证算法的有效性和准确性，常常需要将不同的海冰密度图像统一到同一网格和分辨率下进行对比。

现有的卫星遥感图像网格共定位方法基本原理是根据目标图像中每个像素点(即网格中的一个单元格)的经纬度坐标，到源图像的经纬度网格中查找与其距离最近的点，得到该点在源图像中的网格坐标以后，从源图像中读取该点的值存放到目标图像中，依次遍历目标经纬度网格的所有单元格就得到了目标图像。例如2020年发表于期刊《Cryosphere》第14卷第7期的文章《Satellite passive microwave sea-ice concentration data setinter-comparison for Arctic summer conditions》，该文章在对使用EASE 2.0网格的被动微波海冰产品和使用Polar Stereo网格的MODIS海冰产品进行共定位时，首先使用WGS84椭圆将经纬度坐标转换为以公里为单位的元坐标，然后从25公里分辨率的EASE 2.0网格和500米分辨率的Polar Stereo网格中寻找距离最近的单元格对，依次找出25公里EASE 2.0网格中186624个单元格在500米Polar Stereo网格中对应的单元格才能完成网格共定位。

根据上述内容可知，现有的卫星遥感图像网格共定位方法采用点对点查找的方式，即每计算一个目标经纬度网格点，都需要从源图像的经纬度网格中进行一次查找，需要迭代次数较多，而且如果源图像和目标图像的维度较大，需处理的数据量很大，使得整体的计算效率低。

发明内容

本发明提出了一种基于矩阵计算的卫星遥感图像网格共定位方法，将不同网格和分辨率的遥感图像之间的共定位点对应关系保存成一个共定位网格坐标文件，当需要对使用相同网格和分辨率的新图像进行共定位转换时，仅需读取文件即可利用矩阵索引技术实现图像的快速转换。

本发明提供一种基于矩阵计算的卫星遥感图像网格共定位方法，包括以下步骤：

获取待共定位卫星遥感源图像；

构建共定位网格坐标文件；

将待共定位卫星遥感源图像输入至共定位网格坐标文件，得到共定位后的目标图像；

所述构建共定位网格坐标文件，包括：

获取相同网格和分辨率的卫星遥感源图像；

根据卫星遥感源图像得到源图像经纬度矩阵；

定义目标图像经纬度矩阵并将其进行重塑以及切分，得到多个切片；

将多个网格点进行合并，得到多个批；

基于批对批的方法对多个切片进行索引循环，得到多个索引矩阵，并将多个索引矩阵导出，得到共定位网格坐标文件。

优选的，所述卫星遥感图像的形状为(m,n)，源图像经纬度矩阵形状为(m,n,2)；目标图像经纬度矩阵的形状为(s,t,2)，重塑后的目标图像经纬度矩阵的形状(s×t,2)，m、s均为宽度，n、t均为高度。