一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法。首采用一种动态搜索方式确定目标兴趣区域（ROI）的成像时间窗口；将ROI四角点的经纬度坐标反投至每一片CCD影像上，从而确定ROI成像影像范围；然后对ROI对应的原始数据范围进行影像解析处理，并对ROI原始全色和多光谱影像进行全谱段一体化虚拟重成像处理，输出面向融合的全色多光谱同分辨率影像产品；之后采用一种高色彩保真的全色多光谱融合技术对ROI全色多光谱进行融合处理；最后对ROI融合影像进行间接几何纠正处理，生成带地理坐标的目标融合产品。本发明专利技术具有数据量小、计算量小、任务响应迅速的优势，提升面向应急任务的信息获取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法
本专利技术属于遥感卫星影像处理领域，涉及一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方案。
技术介绍
近年来，遥感对地观测技术飞速发展，已步入数据获取手段多样化和信息海量化的新时代。我国高分辨率对地观测系统重大专项现已全面启动，到2020年，我国将新研制数十颗高分辨率遥感卫星，实现30～50颗遥感卫星同时在轨工作，保守估计每天获取的数据量将达到数百个TB。为了不断提升遥感卫星应用效能，高分辨率、宽覆盖、多光谱成像是当今和未来遥感对地观测发展的主要目标之一，其显著特点是获取的数据量呈几何级数增长。然而，现有地面运行系统处理模式和卫星数据获取能力不匹配，严重制约了卫星数据的处理和应用保障效率。以传统的目标融合产品生产服务为例，现有运行系统仍按标准景方式组织产品服务，即：检索到目标所在景后，分别生产全色和多光谱标准景1级产品，并依次进行全色和多光谱1级产品的定向处理、精配准处理和融合处理，再对标准景融合产品进行几何纠正和切片，从而获取目标区域融合产品。随着卫星空间分辨率的不断提高，标准景产品数据量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，解析卫星下传原始数据中的辅助数据；/n步骤2，确定ROI成像时间窗口；/n步骤3，确定ROI成像影像范围；/n步骤4，ROI影像解析处理；/n步骤5，ROI全谱段一体化虚拟重成像；/n步骤6，ROI全色多光谱融合处理；/n步骤7，目标融合影像的几何纠正处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，解析卫星下传原始数据中的辅助数据；
步骤2，确定ROI成像时间窗口；
步骤3，确定ROI成像影像范围；
步骤4，ROI影像解析处理；
步骤5，ROI全谱段一体化虚拟重成像；
步骤6，ROI全色多光谱融合处理；
步骤7，目标融合影像的几何纠正处理。


2.如权利要求1所述一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于：步骤1所述解析卫星下传原始数据中的辅助数据包括成像时间数据、姿态数据、轨道数据，为ROI目标融合产品快速处理提供几何参数。


3.如权利要求2所述一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于：步骤2所述确定R0I成像时间窗口的方法如下：
2.1在数据解析过程中，从T0时刻开始，以一定时间间隔Δt0，对当前成像区域位置进行实时计算，即计算推扫成像行两端的经纬度坐标，判断ROI目标点经纬度是否落于计算的经纬度范围内，从而获取ROI的概略时间窗口；步骤如下：
2.11)建立当前成像行T0的严格几何成像模型，根据当前成像行的成像时间T0确定轨道参数和姿态参数，再联合相机参数即可建立，如下式：



其中
式中(Xg,Yg,Zg)与(Xgps,Ygps,Zgps)分别表示像点对应的物方点及GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标，后者由卫星上搭载的GPS获取，按成像时间内插得到的轨道参数；分别代表WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵、卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵，由星敏、陀螺通过组合定姿得到，由相机参数文件得到；(BX,BY,BZ)body代表从传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标，则在卫星发射前由实验室检校；λ为比例系数；(ψx(s),ψy(s))代表探元s在相机坐标系下的指向角，s代表CCD中的探元号，axi，ayi(i＝0,1,2,3)为多项式系数；
2.12)计算当前行首尾端点的地理坐标，得到点p0，q0；
2.13)T1＝T0+Δt0时刻，重复上述2.11)和2.12)步骤，得到点p1，q1；
2.14)判断ROI目标点经纬度是否落于矩形(p0,q0,p1,q1)内，如不是，则Δt0时候后继续重复上述计算；如是，则停止计算，得到ROI的概略时间窗口(Ti,Ti+1)；
2.2在2.1中确定的概略时间窗口(Ti,Ti+1)内，以Ti时刻为起点，进一步缩小时间间隔为Δt1，重复2.1中步骤，并计算推扫成像行两端的经纬度坐标，判断目标点经纬度是否落于两次计算经纬度范围内，从而获取更加精确的ROI时间窗口；
2.3如此迭代，采用更小的时间间隔Δti，直至获取的时间窗口能完全准确的覆盖ROI的成像范围，为了提高搜索的可靠性，最小时间间隔要能覆盖ROI的成像范围。


4.如权利要求3所述一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于：步骤3所述确定R0I成像影像范围方法如下：
3.1依据步骤2得到的ROI成像时间窗口即可确定轨道参数和姿态参数，再联合相机参数即可按式(1)建立在该时间窗口内成像的每一片CCD影像的严密几何成像模型；
3.2利用严密几何模型计算得到虚拟控制点，通过地形独立法将严密几何成像模型转化为RFM，以解决严密几何成像模型坐标反算难以实现的问题；
3.3利用RFM将ROI四角点的经纬度坐标反投至每一片CCD影像空间，得到ROI在图像中的坐标，判断ROI四角点坐标是否在影像成像范围内，从而确定ROI的成像CCD片号和具体的成像起始探元号。


5.如权利要求4所述一种基于目标区域的光学卫星快速融合产品制作方法，其特征在于：步骤5所述ROI全谱段一体化虚拟重成像方法如下：
5.1无畸变虚拟CCD的设计，高分辨率光学遥感卫星为了获取较大的幅宽，全色和多光谱相机均会在焦平面上安置多个CCD，针对这一问题，在重成像过程中，采用一种虚拟的CCD代替原有的多片CCD进行成像，虚拟CCD是一个覆盖整个成像视场的无畸变的理想CCD线阵，且虚拟CCD的主点、主距及探元尺寸均与原始CCD一致，其像素个数是所有分片CCD像...

【专利技术属性】
技术研发人员：常学立，张致齐，叶志伟，林向阳，郭鑫轶，黄晓宇，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42