一种遥感影像数据生成方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种遥感影像数据生成方法、系统及设备，通过在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像；对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准和对重叠区域进行融合后得到多组拼接影像；将全部所述拼接影像进行三维重建生成密集点云；对所述密集点云生成数字表面模型；基于所述数字表面模型和各个拍摄设备所在的位置信息对所述融合后的多组拼接影像进行矫正，得到正射影像；将所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据。本实施例公开的方法成本低廉，时效性好，且数据分辨率高，实现了低成本的收集并处理影像数据，得到高分辨率的遥感影像数据。

【技术实现步骤摘要】
一种遥感影像数据生成方法、系统及设备
本专利技术涉及地理测绘
，尤其涉及的是一种遥感影像数据生成方法、系统及设备。
技术介绍
遥感技术始于20世纪60年代，可在远距离通过各式传感仪器收集目标物体表面辐射及电磁波信息，将其处理成像，从而满足对目标景物进行探测和识别的需求，是地理信息的重要获取方式。地理信息的采集任务通常需要将传感器固定在气球、航模、飞机、人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等平台上，后将数据传输并处理成可用数据。这些传统遥感技术存在成本高昂、周期长、缺乏即时性、数据质量影像因素多等不足。因此，现有技术有待于进一步的改进。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的不足之处，本专利技术的目的在于为用户提供一种遥感数据生成方法、系统及设备，克服现有技术中遥控技术存在地理信息采集成本高、数量传输和处理周期长、即时性差和影响数据指令的因素多的缺陷。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：第一方面，本实施例公开了一种遥感影像数据生成方法，其中，包括步骤：在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像；对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准，并对每组图像配准后的多聚焦倾斜影像中重叠的区域进行融合，得到图像配准和融合后的多组拼接影像；将全部所述拼接影像进行三维重建，得到密集点云；根据所述密集点云生成数字表面模型；基于所述数字表面模型和各个拍摄设备所在的位置信息对所述融合后的多组拼接影像进行矫正，得到矫正后的正射影像；>将矫正后的所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据。可选的，所述在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像的步骤包括：针对所述目标区域内的同一拍摄目标，改变拍摄设备的光轴角度、焦距及焦点，分别获取近聚焦图像和远聚焦图像，并将获取到的近聚焦图像和远聚焦图像作为一个多聚焦倾斜影像组。可选的，所述对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准的步骤包括：利用SIFT算法识别出一组图像的特征点，分别生成两幅图像的特征向量集，将两个特征向量集中的特征点进行匹配后，删除错误匹配点，得到匹配校正后的结果。可选的，所述对每组图像配准后的多聚焦倾斜影像中重叠的区域进行融合，得到图像配准和融合后的多组拼接影像的步骤包括：利用拉普拉斯金字塔融合算法对各组多聚焦倾斜影像中含有的近聚焦图像和远聚焦图像中存在的重叠区域进行融合处理。可选的，所述利用拉普拉斯金字塔融合算法对各组多聚焦倾斜影像中含有的近聚焦图像和远聚焦图像中存在的重叠区域进行融合处理的步骤包括：分别对同组多聚焦倾斜影像中的近聚焦图像和远聚焦图像进行高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，分别得到两幅图像的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔；其中，高斯金字塔的图层为N+1层，所述拉普拉斯金字塔的图层为N层；利用预先设置的二值掩膜建立的N+1层高斯金字塔；以所述二值掩膜建立的N+1层高斯金字塔中每一层二值掩膜为权值，将同组多聚焦倾斜影像中的近聚焦图像和远聚焦图像的拉普拉斯金字塔的对应图层相加，得到第一金字塔；将同组多聚焦倾斜影像中的近聚焦图像和远聚焦图像的高斯金字塔的第N+1图层相加，得到第一融合图像；利用所述第一融合图像对所述第一金字塔进行重构，得到融合后的多组拼接影像。可选的，所述将全部所述拼接影像进行三维重建，得到密集点云的步骤包括：获取所述飞机的飞行轨迹数据，并根据所述飞行轨迹数据得到飞行时段内每秒的GPS信息，并将所述飞行时间对应的GPS信息与所述近聚焦图像的拍摄时间相匹配，得到拍摄图像时拍摄设备的经纬度及海拔信息；基于三维重建算法对融合后的多组拼接影像进行三维重建，得到三维的密集点云。可选的，所述基于三维重建算法对融合后的多组拼接影像进行三维重建，得到三维的密集点云的步骤包括：提取各组拼接影像的图像特征点，对相邻拼接影像两两之间的特征点进行匹配，去除重复特征点匹配对，并提取共同特征匹配点；连接各个共同特征匹配点，形成连接轨迹；估计初始化匹配对的相机外参，将所述连接轨迹三角化后得到初始化的3D点；对拼接影像进行光束法平差优化，得到相机估计参数和场景几何信息，得到稀疏3D点云；利用地面控制点优化拍摄设备位置信息和EXIF方向数据，根据优化后的所述拍摄设备位置信息、EXIF方向数据和DEM地面高程数据，对所述稀疏3D点云进行插值，生成密集点云。可选的，所述将矫正后的所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据的步骤之后，还包括：根据所述飞机的飞行高度、拍摄设备的镜头焦距、像素尺寸以及传感器尺寸，得到遥感影像数据对应的空间分辨率。第二方面，本实施例还公开了一种遥感影像数据生成系统，其中，包括：设置在飞机上的拍摄设备、处理器、与处理器通信连接的存储介质，所述存储介质适于存储多条指令；所述处理器适于调用所述存储介质中的指令，以执行实现所述的遥感影像数据生成方法。第三方面，本实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述的遥感影像数据生成方法的步骤。有益效果，本专利技术提供了一种遥感影像数据生成方法、系统及设备，通过在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像；对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准和对重叠区域进行融合后得到多组拼接影像；将全部所述拼接影像进行三维重建，得到密集点云；对所述密集点云进行校正，并基于校正后的密集点云生成数字表面模型；基于所述数字表面模型和各个拍摄设备所在的位置信息对所述融合后的多组拼接影像进行矫正，得到矫正后的正射影像；将矫正后的所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据。本实施例公开的方法成本低廉，时效性好，且数据分辨率高，实现了低成本的收集并处理影像数据，得到高分辨率的遥感影像数据。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种遥感影像数据生成方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例所述方法中影像采集的原理示意图；图3是本专利技术实施例中遥感影像分辨率的计算原理示意图；图4是本专利技术实施例中所提供电子设备的结构原理示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。由于现有技术中遥感技术一般是利用传感器收集目标物体表面辐射和电磁波信息，因此采集数据的仪器价格昂贵，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种遥感影像数据生成方法，其特征在于，包括步骤：/n在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像；/n对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准，并对每组图像配准后的多聚焦倾斜影像中重叠的区域进行融合，得到图像配准和融合后的多组拼接影像；/n将全部所述拼接影像进行三维重建，得到密集点云；/n根据所述密集点云生成数字表面模型；/n基于所述数字表面模型和各个拍摄设备所在的位置信息对所述融合后的多组拼接影像进行矫正，得到矫正后的正射影像；/n将矫正后的所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种遥感影像数据生成方法，其特征在于，包括步骤：
在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像；
对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准，并对每组图像配准后的多聚焦倾斜影像中重叠的区域进行融合，得到图像配准和融合后的多组拼接影像；
将全部所述拼接影像进行三维重建，得到密集点云；
根据所述密集点云生成数字表面模型；
基于所述数字表面模型和各个拍摄设备所在的位置信息对所述融合后的多组拼接影像进行矫正，得到矫正后的正射影像；
将矫正后的所述正射影像拼接成所述目标区域的遥感影像数据。


2.根据权利要求1所述的遥感影像数据生成方法，其特征在于，所述在飞机上的拍摄设备拍摄目标区域内的多组多聚焦倾斜影像的步骤包括：
针对所述目标区域内的同一拍摄目标，改变拍摄设备的光轴角度、焦距及焦点，分别获取近聚焦图像和远聚焦图像，并将获取到的近聚焦图像和远聚焦图像作为一个多聚焦倾斜影像组。


3.根据权利要求1所述的遥感影像数据生成方法，其特征在于，所述对采集到的多组多聚焦倾斜影像进行图像配准的步骤包括：
利用SIFT算法识别出一组图像的特征点，分别生成两幅图像的特征向量集，将两个特征向量集中的特征点进行匹配后，删除错误匹配点，得到匹配校正后的结果。


4.根据权利要求3所述的遥感影像数据生成方法，其特征在于，所述对每组图像配准后的多聚焦倾斜影像中重叠的区域进行融合，得到图像配准和融合后的多组拼接影像的步骤包括：
利用拉普拉斯金字塔融合算法对各组多聚焦倾斜影像中含有的近聚焦图像和远聚焦图像中存在的重叠区域进行融合处理。


5.根据权利要求4所述的遥感影像数据生成方法，其特征在于，所述利用拉普拉斯金字塔融合算法对各组多聚焦倾斜影像中含有的近聚焦图像和远聚焦图像中存在的重叠区域进行融合处理的步骤包括：
分别对同组多聚焦倾斜影像中的近聚焦图像和远聚焦图像进行高斯金字塔分解和拉普拉斯金字塔分解，分别得到两幅图像的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔；其中，所述高斯金字塔的图层为N+1层，所述拉普拉斯金字塔的图层为N层；
利用预先设置的二值掩膜建立的N+1层高斯金字塔；
以所述二值掩膜建立的N+1层高斯金字塔中每一层二值掩膜为权值，将同组多聚焦倾斜影像中的近聚焦图像和远聚焦图像的拉普拉斯金字塔的对应图层...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪驰升，唐倩迪，胡忠文，张德津，涂伟，周宝定，李清泉，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44