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一种构建全球地理定位参考影像数据库的方法、装置及介质


技术摘要:
本发明提供了一种构建全球地理定位参考影像数据库的方法、装置及介质,所述方法包括:S1:获取与待处理影像空间分辨率略高且地理定位精度更高的参考影像作为基础数据;S2:准备与待处理影像空间范围大小一致的参考影像;S3:利用图像自动匹配算法,分别在待处理影像和  全部
背景技术:
遥感,顾名思议,是远距离对事物进行探测和感知,通常在探测后形成图像,目前 主要是数字图像,也称遥感图像或遥感影像。基于卫星平台获取的数据,称卫星数据、卫星 图像或卫星影像。基于航空平台获取的数据,称航片、航空影像等。 本发明主要是针对卫星影像的。卫星上天后,可以对地球连续不断的成像,形成全 球覆盖的影像,在后续的数据处理中,每幅影像需要精确的配准到实际地理位置,由于卫星 观测平台震颤、地球自转且为非圆形球体,经系统性定位后的遥感影像可能存在明显的几 何定位误差,国产遥感影像尤其明显。几何定位,是把具有地理属性的图像与实际地物元素 精确地匹配的过程。 如何检查遥感影像是否配准、评价空间位置误差或进一步进行精订正,通用的方 法均是基于参考影像寻找出尽可能多的同名控制点,然后利用这些控制点的位置信息开展 后续的工作。最基本的手段是目视找点,需要专业人员参与,但是此项工作费力、费时,订正 结果的精度可能因人而异,当数据量少时,可以适当开展,当数据变为海量,采用人工找点 订正的方法是不可能完成的任务,当遥感影像为中低分辨率,如250米、1000米,人工很难在 影像上确定出同名控制点。近年来,随着计算机性能的改善、影像匹配算法的不断优化,为 大量自动化寻找同名控制点提供了可能。 随着卫星技术的发展,获取覆盖整个地球的影像成为非常正常的能力,而进一步 利用全球影像数据开展应用研究也成为业界比较常见的行为,然而,由于影像的几何地理 定位不精确,制约了后续的应用质量。因此,如何提高全球范围内遥感影像的几何地理定位 精度成为业界需要尽快解决的技术难题。在系统性定位模型误差较大,不能满足后续精度 要求的情况下,只得依靠应用前的遥感影像精确匹配来提高地理位置精度。那么,如何研制 一定数量的可覆盖全球的地理定位全球参考影像样本成为急需解决的问题。研制形成这套 全球的地理定位全球参考影像样本后,可快速对全球遥感进行地理定位精订正。
技术实现要素:
本发明基于现有技术存在的技术问题,充分利用了影像自动匹配技术,经过反复 实践,凝练出一套制作地理定位全球参考影像样本库的技术方法,来解决全球卫星影像(特 别是中低分辨率卫星数据)的地理定位精度评价、进一步精订正的技术困难问题。 针对现有技术存在的缺陷,第一方面,本发明提供了一种构建全球地理定位参考 影像数据库的方法,包括: S1:获取与待处理影像相近的参考影像作为基础数据; S2:准备与待处理影像空间范围大小一致的参考影像; 4 CN 111581407 A 说 明 书 2/6 页 S3:利用图像自动匹配算法,在待处理影像和参考影像相同的波段上寻找同名控 制点对; S4:利用循环迭代算法,不断去掉误差大于预设阈值的点对,直至剩余的点对构建 的模型的精度满足最小误差的要求; S5:在全球范围的待处理影像上不断重复循环S2~S4,汇总生成全球控制点对列 表; S6:进一步根据点的空间分布进行筛选,考虑空间均匀分布和出现频次,确定出最 终的点。 进一步,所述S1具体为: 获取与待处理影像空间分辨率为1~3倍精细、光谱波段相近、全球晴空的参考影 像作为基础数据。 采用上述进一步方案的有益效果是: 选用空间分辨率为1~3倍精细、光谱波段想接近、全球晴空的参考影像作为基础 数据,能够获得更好的基础样本数据,进一步提高本发明的地理定位参考影像数据库的构 建精度。 进一步,在所述S3中,如果存在多个波段,则将找出的点对做去重复处理。 采用上述进一步方案的有益效果是: 对多个波段进行数据去重复处理,降低了本发明的构建全球地理定位参考影像数 据库的不必要数据量,节约了资源。 进一步,在所述S5和S6之间还包括: S51:计算全球控制点对列表中每个点的出现次数,优先选择出现次数超过3次以 上的点。 采用上述进一步方案的有益效果是: 优先选择出现次数超过3次以上的点作为空间分布的筛选点,能够一定程度使得 空间的分布更加均匀,最终构建的全球地理定位参考影像数据库也更为精准。 进一步,所述S6之后还包括: S7:根据S6中确定出的点的位置,利用所述参考影像进行空间裁剪。 进一步,所述空间裁剪控制空间大小为101个像元单位进行空间裁剪,参考点位于 裁剪后的影像最中间的像元。 采用上述进一步方案的有益效果是: 限定了空间裁剪的具体大小,选择101个像元单位进行空间裁剪,大小合适,在保 证精度的同时也节约了资源。 第二方面,本发明提供了一种构建全球地理定位参考影像数据库的装置,包括: 数据获取模块,用于获取与待处理影像相近的参考影像作为基础数据; 预处理模块,用于准备与待处理影像空间范围大小一致的参考影像; 匹配模块,用于利用图像自动匹配算法,在待处理影像和参考影像相近的波段上 寻找同名控制点对; 循环迭代模块,用于利用循环迭代算法,不断去掉误差大于预设阈值的点对,直至 剩余的点对构建的模型的精度满足最小误差的要求; 5 CN 111581407 A 说 明 书 3/6 页 筛选模块,用于进一步根据点的空间分布进行筛选,在保证均匀空间分布和出现 频次,确定出最终的点。 进一步,所述数据获取模块,具体用于获取与待处理影像空间分辨率为1~3倍精 细、光谱波段相近、全球晴空的参考影像作为基础数据; 所述匹配模块中,如果存在多个波段,则将找出的点对做去重复处理。 采用上述进一步方案的有益效果是: 选用空间分辨率为1~3倍精细、光谱波段想接近、全球晴空的参考影像作为基础 数据,能够获得更好的基础样本数据,进一步提高本发明的地理定位参考影像数据库的构 建精度。 对多个波段进行数据去重复处理,降低了本发明的构建全球地理定位参考影像数 据库的不必要数据量,节约了资源。 进一步,还包括: 计算模块,用于计算全球控制点对列表中每个点的出现次数,优先选择出现次数 超过3次以上的点。 采用上述进一步方案的有益效果是: 优先选择出现次数超过3次以上的点作为空间分布的筛选点,能够一定程度使得 空间的分布更加均匀,最终构建的全球地理定位参考影像数据库也更为精准。 进一步,还包括: 空间裁剪模块,用于根据筛选模块中确定出的点的位置,利用所述参考影像进行 空间裁剪。 进一步,所述空间裁剪模块中所述空间裁剪控制空间大小为101个像元单位进行 空间裁剪,参考点位于裁剪后的影像最中间的像元。 采用上述进一步方案的有益效果是: 限定了空间裁剪的具体大小,选择101个像元单位进行空间裁剪,大小合适,在保 证精度的同时也节约了资源。 第三方面,本发明提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述 程序指令被处理器执行时用于实现上述的构建全球地理定位参考影像数据库的方法对应 的步骤。 本发明的有益效果是: 采用本发明的方法使得更多的存在较大地理定位误差的全球影像可以利用这些 全球样本进行订正,实现省时高效的目的。 附图说明 图1是本发明的一种构建全球地理定位参考影像数据库的方法的流程示意图; 图2是本发明的一种构建全球地理定位参考影像数据库的方法的流程示意图; 图3是本发明的一种构建全球地理定位参考影像数据库的装置的结构示意图; 图4是本发明的一种构建全球地理定位参考影像数据库的装置的结构示意图。 6 CN 111581407 A 说 明 书 4/6 页
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