一種衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法技術

本發明專利技術公開了一種衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法，該方法步驟為：(1)基于全球高分辨率多光譜數據建立全球地表覆蓋類型分類數據庫；(2)對足印相機獲得的影像進行預處理，生成標準數據產品；(3)將激光足印相機待分類影像與分類數據庫中同時相同地區多光譜影像進行圖像配準；(4)根據光譜輻射特性建立足印相機影像與多光譜影像和分類數據的關聯，確定足印相機中不變的具有固定特征的地物類別；(5)通過灰度匹配得到足印相機影像變化區域的類別，從而得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類。該方法可以為衛星激光高度計立體測圖全波形分解提供精確的地物類別信息，輔助提高波形分解的準確性。

Accurate classification method for satellite laser altimeter foot print camera image

The invention discloses a method for satellite laser altimeter footprint camera image classification precision, the method comprises the following steps: (1) high resolution multispectral data to establish global global land cover classification based on database; (2) the footprints of the camera to get image preprocessing, generate standard data products; (3) the the laser footprint camera image to be classified and the classification of database in the same area of multi spectral image image registration; (4) according to the characteristics of association building footprint camera image and multi spectral image data classification and spectral radiation, determine the foot objects with fixed feature invariant India camera; (5) by gray-scale matching footprint camera image change area category, so as to obtain satellite laser altimeter footprint camera image classification accuracy. The method can provide accurate information for the full waveform decomposition of satellite laser altimeter, and improve the accuracy of waveform decomposition.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于遙感對地觀測
，涉及一種結合全球地表覆蓋類型分類數據庫的衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法。
技術介紹
國家測繪局從2005年開始啟動測繪衛星計劃，擬用10-15年時間，建立我國具有長期穩定運行能力的測圖衛星系列體系。測圖衛星主要有效載荷之一為激光測距儀，其主要用于廣義高程控制點測量，達到滿足實際測繪應用需求，因此，生成高精度的廣義地面控制點至關重要。基于全波形數據的地物特征提取技術是實現大足印內廣義高程控制點提取的基礎。發射激光與地物目標作用后，返回的激光回波就攜帶了地物特征信息。地物復雜性主要體現在地面目標反射率變化、地形特征變化以及城市復雜場景變化。激光立體測繪需要了解地物的類別，從而根據先驗知識得到照射范圍內激光反射率信息。僅利用足印相機影像無法準確獲得地物的分類結果，激光波形擬合時會缺乏重要信息，從而會對激光測距的真實波形分解造成影響，進而影響最終廣義高程控制點的精度。為提高足印相機的分類精度，輔助激光測距的波形分解，需要根據立體測圖的應用需求，提出一種結合全球地表覆蓋類型分類數據庫的衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法，以實現足印相機影像的準確分類，為后續激光波形分解提供輔助信息，提高波形分解精度。
技術實現思路
本專利技術所要解決的問題是：一種結合全球地表覆蓋類型分類數據庫的衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法本專利技術提供的技術方案采用如下步驟：1)基于全球高分辨率多光譜數據建立全球地表覆蓋類型分類數據庫獲取高分辨率多光譜影像，對獲取的影像數據按照空間維和時間維屬性進行組織，通過自動分類/目視解譯的方式對影像進行地表覆蓋類型分類，形成地表覆蓋類型分類結果數據，并將分類結果與原始影像按照空間和時間統一管理，建立全球地表覆蓋類型分類數據庫。2)對足印相機獲得的影像進行預處理，生成標準數據產品對足印相機獲得的原始影像經過輻射校正、幾何校正等預處理，生成激光足印相機待分類影像數據。3)將激光足印相機待分類影像與全球地表覆蓋類型分類數據庫中同一時相、同一地區分類圖像進行圖像配準，確定足印相機位置統一足印相機和分類數據庫中多光譜數據坐標系，以足印相機影像的屬性數據為檢索參數，從全球地表覆蓋類型分類數據庫中查找覆蓋足印相機影像地域范圍和時相的原始高分辨率多光譜影像和分類數據進行匹配，并提取出與足印相機范圍相同、譜段相同的多光譜數據及對應分類數據。4)根據光譜輻射特性建立足印相機影像與多光譜影像的關聯，確定足印相機中不變的地物類別通過足印相機影像與提取的高分辨率多光譜影像的光譜輻射相似性，建立二者之間的關聯，同時結合同時相分類圖像確定足印相機內具有相對穩定輻射特性的類別。5)通過灰度匹配得到足印相機影像變化區域的類別，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類在同一幅足印相機影像中，對于通過步驟4)無法確定的地物已經發生變化的區域，利用同幅影像灰度匹配，確定變化地物的類別，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類結果。附圖說明圖1為結合全球地表覆蓋類型分類數據庫的衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法。具體實施方式1)基于全球高分辨率多光譜數據建立全球地表覆蓋類型分類數據庫a)獲取高分辨率多光譜影像數據；b)對多光譜影像按照空間維和時間維在統一坐標系下進行組織；c)通過自動分類/目視解譯的方式對多光譜影像進行地表覆蓋類型分類，評價分類精度，分類精度滿足要求后，得到多光譜影像的地表覆蓋類型分類結果數據；d)將分類結果與相關聯的原始高分辨率多光譜影像在空間上和時間上進行統一組織；e)建立全球地表覆蓋類型分類數據庫，對高分辨率多光譜原始數據和相應分類結果數據進行時空數據組織管理，提供數據檢索服務。2)對足印相機獲得的影像進行預處理，生成標準數據產品對足印相機獲得的原始影像經過輻射校正、幾何校正等預處理，生成激光足印相機待分類影像數據。3)將激光足印相機待分類影像與全球地表覆蓋類型分類數據庫中同一時相、同一地區分類圖像進行圖像配準，確定足印相機位置a)通過坐標轉換使激光足印相機影像和分類數據庫中的多光譜影像處于同一坐標系中；b)以足印相機影像屬性數據為檢索參數，從全球地表覆蓋類型分類數據庫中查找覆蓋足印相機影像地域范圍和時相的高分辨率多光譜數據及其對應分類數據；c)以時間距離最短為原則，選擇最接近足印相機影像獲取時間的多光譜數據及對應分類數據，并提取出與足印相機同波段的多光譜影像；d)截取提取的多光譜影像及對應分類數據，獲得與足印相機影像相一致的區域4)根據光譜輻射特性建立足印相機影像與分類圖像的關聯，確定足印相機中不變的地物類別a)對足印相機進行重采樣將分辨率提升至多光譜影像的分辨率；b)對截取的多光譜影像和足印相機影像進行輻射特征提取，根據輻射特征相似性，對足印相機影像和多光譜數據進行輻射相似度計算；c)足印相機影像中滿足設定閾值的輻射特征的像元認為是與高分辨率多光譜影像中對應像元是同一類地物，即不變地物；d)通過高分辨率多光譜影像與分類數據的關聯確定像元類別，從而確定足印相機影像中像元的地物類別。5)通過灰度匹配得到足印相機影像變化區域的類別，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類a)確定通過步驟4)不能識別類別的像元，這些像元屬于地物發生變化的像元；b)將上述像元利用灰度相似性計算其與足印相機已分類像元的相似程度；c)按照最優匹配原則確定未分類像元與足印相機影像中已分類像元的關系，從而對這些像元進行分類，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類結果。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法，其特征在于包括以下步驟：1)基于全球高分辨率多光譜數據建立全球地表覆蓋類型分類數據庫，獲取高分辨率多光譜影像，對獲取的影像數據按照空間維和時間維屬性進行組織，通過自動分類/目視解譯的方式對影像進行地表覆蓋類型分類，形成地表覆蓋類型分類結果數據，并將分類結果與原始影像按照空間和時間統一管理，建立全球地表覆蓋類型分類數據庫；2)對足印相機獲得的影像進行預處理，生成標準數據產品；對足印相機獲得的原始影像經過輻射校正、幾何校正預處理，生成激光足印相機待分類影像數據；3)將激光足印待分類影像與全球地表覆蓋類型分類數據庫中同一時相、同一地區分類圖像進行圖像配準，確定足印相機位置；統一足印相機和分類數據庫中多光譜數據坐標系，以足印相機影像的屬性數據為檢索參數，從全球地表覆蓋類型分類數據庫中查找覆蓋足印相機影像地域范圍和時相的原始高分辨率多光譜影像和分類數據進行匹配，并提取出與足印相機范圍相同、譜段相同的多光譜數據及對應分類數據；4)根據光譜輻射特性建立足印相機影像與多光譜影像的關聯，確定足印相機中不變的地物類別；通過足印相機影像與提取的高分辨率多光譜影像的光譜輻射相似性，建立二者之間的關聯，同時結合同時相分類圖像確定足印相機內具有相對穩定輻射特性的類別；5)通過灰度匹配得到足印相機影像變化區域的類別，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類；在同一幅足印相機影像中，對于通過步驟4)無法確定的地物已經發生變化的區域，利用同幅影像灰度匹配，確定變化地物的類別，最終得到衛星激光高度計足印相機影像精確分類結果。...

【技術特征摘要】
1.一種衛星激光高度計足印相機影像精確分類的方法，其特征在于包括以
下步驟：
1)基于全球高分辨率多光譜數據建立全球地表覆蓋類型分類數據庫，
獲取高分辨率多光譜影像，對獲取的影像數據按照空間維和時間維屬性進
行組織，通過自動分類/目視解譯的方式對影像進行地表覆蓋類型分類，形成地
表覆蓋類型分類結果數據，并將分類結果與原始影像按照空間和時間統一管理，
建立全球地表覆蓋類型分類數據庫；
2)對足印相機獲得的影像進行預處理，生成標準數據產品；對足印相機獲
得的原始影像經過輻射校正、幾何校正預處理，生成激光足印相機待分類影像
數據；
3)將激光足印待分類影像與全球地表覆蓋類型分類數據庫中同一時相、同
一地區分類圖像進行圖像配準，確定足印相機位置；統一足印相機和分類數據
庫中多光譜數據坐標系，以足印相機影像的屬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉智慧，邱振戈，謝鋒，劉成玉，舒嶸，王建宇，張長興，邵紅蘭，楊貴，
申請(專利權)人：中國科學院上海技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：上海;31