遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遙感衛(wèi)星圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]遙感影像配準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)多種遙感影像處理任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，是遙感影像融合、變化檢測、遙感影像拼接、多光譜遙感影像分類、基于遙感影像的地形圖修測、環(huán)境監(jiān)測等后續(xù)遙感數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的基礎(chǔ)。
[0003]目前，針對多光譜相機(jī)中各個(gè)波段間的配準(zhǔn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，傳統(tǒng)方法多采用整體平移方法和多項(xiàng)式模型校正方法，但隨著不同波段同名光線在垂軌或沿軌方向的夾角逐漸增大，地形因素的影響更加明顯。整體平移方法和多項(xiàng)式校正方法不能有效消除地形起伏造成的配準(zhǔn)誤差。
[0004]針對相關(guān)技術(shù)中在光學(xué)遙感衛(wèi)星各波段間夾角較大時(shí)，如何消除地形因素的影響，以實(shí)現(xiàn)高精度配準(zhǔn)的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對相關(guān)技術(shù)中在光學(xué)遙感衛(wèi)星各波段間夾角較大時(shí)，如何消除地形因素的影響，以實(shí)現(xiàn)高精度配準(zhǔn)的問題，本發(fā)明提供了一種遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法及裝置，以至少解決上述問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法，包括:以多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型；分別根據(jù)所述參考波段與除所述參考波段之外的波段的正反算模型，確定所述參考波段上的各個(gè)像素點(diǎn)在除所述參考波段之外的各個(gè)波段上的同名像點(diǎn)；對確定出的各個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行重采樣，得到所述多個(gè)波段配準(zhǔn)后的圖像。
[0007]可選地，以多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型，包括:根據(jù)多個(gè)波段的真實(shí)成像參數(shù)分別建立所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型；根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型；以所述多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型，建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型。
[0008]可選地，以所述多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型，建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型，包括:以所述多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述參考波段的圖像劃分矩形格網(wǎng)點(diǎn)；根據(jù)所述參考波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的嚴(yán)格成像模型，確定所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)；根據(jù)所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)正反算模型，確定所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)在所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段上對應(yīng)的同名像點(diǎn)；根據(jù)所述格網(wǎng)點(diǎn)以及所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)在所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段上對應(yīng)的同名像點(diǎn)，利用雙線性變換規(guī)律根據(jù)每個(gè)格網(wǎng)四角點(diǎn)及中點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)對建立方程并利用加權(quán)最小二乘方法解算，得到所述參波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型。
[0009]可選地，根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型，包括:針對所述多個(gè)波段中的每個(gè)波段，根據(jù)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正算模型；在所述波段的圖像中心點(diǎn)周圍預(yù)訂范圍內(nèi)建立仿射變換模型，反算地面點(diǎn)對應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)，并在算出的像點(diǎn)坐標(biāo)周圍小范圍內(nèi)再建立仿射變換模型，迭代逼近真實(shí)的像點(diǎn)坐標(biāo)，從而得到所述波段與地面點(diǎn)的反算模型。
[0010]可選地，根據(jù)多個(gè)波段的真實(shí)成像參數(shù)建立分別所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型，包括:針對多個(gè)波段中的每個(gè)波段，獲取波段的真實(shí)成像參數(shù)，其中，所述真實(shí)成像參數(shù)包括:衛(wèi)星下傳軌道、下傳姿態(tài)數(shù)據(jù)、下傳行時(shí)數(shù)據(jù)和真實(shí)內(nèi)方位參數(shù)；根據(jù)所述真實(shí)內(nèi)方位參數(shù)計(jì)算所述波段的探元指向角；根據(jù)載荷內(nèi)畸變誤差模型，計(jì)算所述波段的探元指向角的畸變量；根據(jù)所述畸變量修正所述波段的探元指向角；根據(jù)所述衛(wèi)星下傳軌道、所述下傳姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述下傳行時(shí)數(shù)據(jù)以及修正得到的所述波段的探元指向角，建立所述波段的嚴(yán)格成像模型。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的裝置，包括:建立模塊，用于以多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型；確定模塊，用于分別根據(jù)所述參考波段與除所述參考波段之外的波段的正反算模型，確定所述參考波段上的各個(gè)像素點(diǎn)在除所述參考波段之外的各個(gè)波段上的同名像點(diǎn)；處理模塊，用于對確定出的各個(gè)同名像點(diǎn)進(jìn)行重采樣，得到所述多個(gè)波段配準(zhǔn)后的圖像。
[0012]可選地，所述建立模塊，包括:第一建立單元，用于根據(jù)多個(gè)波段的真實(shí)成像參數(shù)分別建立所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型；第二建立單元，用于根據(jù)所述多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型；第三建立單元，用于以所述多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述多個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)的正反算模型，建立所述參考波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型。
[0013]可選地，所述第三建立單元，具體用于:以所述多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)所述參考波段的圖像劃分矩形格網(wǎng)點(diǎn)；根據(jù)所述參考波段與地面點(diǎn)的嚴(yán)格成像模型，確定所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)；根據(jù)所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段的像點(diǎn)與地面點(diǎn)正反算模型，確定所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)在所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段上對應(yīng)的同名像點(diǎn)；根據(jù)所述格網(wǎng)點(diǎn)以及所述格網(wǎng)點(diǎn)對應(yīng)的地面點(diǎn)在所述除所述參考波段之外的各個(gè)波段上對應(yīng)的同名像點(diǎn)，利用雙線性變換規(guī)律根據(jù)每個(gè)格網(wǎng)四角點(diǎn)及中點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)對建立方程并利用加權(quán)最小二乘方法解算，得到所述參波段與所述多個(gè)波段中除所述參考波段之外的波段的正反算模型。
[0014]可選地，所述第二建立單元，具體用于:針對所述多個(gè)波段中的每個(gè)波段，根據(jù)波段的嚴(yán)格成像模型建立所述波段與地面點(diǎn)的正算模型；在所述波段的圖像中心點(diǎn)周圍預(yù)訂范圍內(nèi)建立仿射變換模型，反算地面點(diǎn)對應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)，并在算出的像點(diǎn)坐標(biāo)周圍小范圍內(nèi)再建立仿射變換模型，迭代逼近真實(shí)的像點(diǎn)坐標(biāo)，從而得到所述波段與地面點(diǎn)的反算模型。
[0015]可選地，所述第一建立單元，具體用于:針對多個(gè)波段中的每個(gè)波段，獲取波段的真實(shí)成像參數(shù)，其中，所述真實(shí)成像參數(shù)包括:衛(wèi)星下傳軌道、下傳姿態(tài)數(shù)據(jù)、下傳行時(shí)數(shù)據(jù)和真實(shí)內(nèi)方位參數(shù)；根據(jù)所述真實(shí)內(nèi)方位參數(shù)計(jì)算所述波段的探元指向角；根據(jù)載荷內(nèi)畸變誤差模型，計(jì)算所述波段的探元指向角的畸變量；根據(jù)所述畸變量修正所述波段的探元指向角；根據(jù)所述衛(wèi)星下傳軌道、所述下傳姿態(tài)數(shù)據(jù)、所述下傳行時(shí)數(shù)據(jù)以及修正得到的所述波段的探元指向角，建立所述波段的嚴(yán)格成像模型。
[0016]通過本發(fā)明，以多個(gè)波段中的一個(gè)波段作為參考波段，根據(jù)多個(gè)波段的嚴(yán)格成像模型建立參考波段與多個(gè)波段中除參考波段之外的波段的正反算模型；分別根據(jù)參考波段與除參考波段之外的波段的正反算模型，確定參考波段上的各個(gè)像素點(diǎn)在除參考波段之外的各個(gè)波段上的同名像點(diǎn)；對確定出的各個(gè)同名像點(diǎn)進(jìn)行重采樣，得到所述多個(gè)波段配準(zhǔn)后的圖像。提高了波段配準(zhǔn)精度，避免了光視軸夾角較大時(shí)由于地形起伏因素造成的波段間配準(zhǔn)精度低的現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法的流程圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三的遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的方法的流程圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三的利用格網(wǎng)點(diǎn)四角點(diǎn)和中點(diǎn)建立方程示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙感衛(wèi)星圖像多波段配準(zhǔn)的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0023]實(shí)施例一
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的遙感衛(wèi)星圖像多波段