夜光遥感影像校正方法技术

本发明专利技术提供一种夜光遥感影像校正方法，包括：基于初始夜光遥感影像确定目标区域，获取目标区域的道路矢量图；将道路矢量图由矢量数据转换为栅格数据，作为原始夜光遥感底图，栅格数据与初始夜光遥感影像的图像数据分辨率相同；获取夜光遥感影像，对夜光遥感影像进行可视化增强处理；基于夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上确定控制点，其中，控制点用于表征夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上的对应位置；基于控制点，利用仿射变换模型，对夜光遥感影像进行校正。本发明专利技术以道路矢量为基础制作原始夜光遥感校正底图，利用获取的夜光遥感影像数据与原始夜光遥感校正底图进行匹配比对，校正夜光遥感影像的数据，进而实现夜光遥感数据的高精度定位。的高精度定位。的高精度定位。

【技术实现步骤摘要】
夜光遥感影像校正方法


[0001]本专利技术涉及夜光遥感
，尤其涉及一种夜光遥感影像校正方法。

技术介绍

[0002]夜光遥感手段可以获取夜间灯光、火光等信息，拓展了光学遥感获取地表信息的时间宽度和信息维度，常用于城市发展评估、人类活动预测、经济指标分析、夜间渔船作业监管等领域。相对于日间光学遥感，夜光遥感仅能获取夜间亮度信息，主要包括灯光和火光等，其包含的影像纹理丰富度较低，现有的日间遥感技术很难应用于夜光遥感影像。
[0003]现有的夜光遥感影技术中没有针对夜光遥感影像高精度定位的处理方法，也没有建立适用于夜光遥感影像的基础控制底图数据，往往采用日间光学遥感底图和人工标记方法进行控制信息提取，在大规模数据处理应用中无法保证夜光遥感数据的处理效率和精度。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种夜光遥感影像校正方法，以道路矢量为基础制作原始夜光遥感校正底图，利用获取的夜光遥感影像数据与原始夜光遥感校正底图进行匹配比对，校正夜光遥感影像的数据，进而实现夜光遥感数据的高精度定位。
[0005]本专利技术提出的夜光遥感影像校正方法包括：基于初始夜光遥感影像确定目标区域，获取目标区域的道路矢量图；将道路矢量图由矢量数据转换为栅格数据，作为原始夜光遥感底图，其中，栅格数据与初始夜光遥感影像的图像数据分辨率相同；获取夜光遥感影像，对夜光遥感影像进行可视化增强处理；基于夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上确定控制点，其中，控制点用于表征夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上的对应位置；基于控制点，利用仿射变换模型，对夜光遥感影像进行校正。
[0006]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，基于夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上确定控制点包括：将夜光遥感影像划分为多个区块，在多个区块中选取对比度大于第一阈值的区块，作为特征匹配块；将特征匹配块与原始夜光遥感底图进行模板匹配，确定所述特征匹配块相对于所述原始夜光遥感底图的第一平移量；选取第一平移量在第一范围内的原始夜光遥感底图的图像点作为夜光遥感影像的控制点。
[0007]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，确定特征匹配块相对于原始夜光遥感底图的第一平移量包括：计算特征匹配块与原始夜光遥感底图在各平移量下的图像相似度系数；将图像相似度系数最大时对应的平移量确定为第一平移量；其中，计算特征匹配块与原始夜光遥感底图在各平移量下的图像相似度系数采用如下公式：S
coef (u,v)为图像相似度系数，(x,y)为原始夜光遥感底图位置坐标，(u,v)为特征
匹配块相对于原始夜光遥感底图在(x,y)处的平移量，C(x
‑
u,y
‑
v)为特征匹配块在(x
‑
u,y
‑
v)处的图像灰度值，D(x,y)为原始夜光遥感底图在(x,y)处的图像灰度值，μ1为特征匹配块的灰度均值，μ2为原始夜光遥感底图的灰度均值，计算公式为：为原始夜光遥感底图的灰度均值，计算公式为：D(x
‑
u,y
‑
v)为原始夜光遥感底图在(x
‑
u,y
‑
v)处的图像灰度值，N为原始夜光遥感底图的像素数量。
[0008]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，基于夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上确定控制点包括：将第一平移量在第一范围内的原始夜光遥感底图的图像点标记为第一类点；采用RANSAC算法判断第一类点是否符合整体一致性；将符合整体一致性的第一类点作为夜光遥感影像的控制点。
[0009]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法包括：对夜光遥感影像进行校正后，利用已校正的夜光遥感影像更新夜光遥感底图。
[0010]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，利用已校正的夜光遥感影像更新夜光遥感底图包括：基于已校正的夜光遥感影像的图像亮度，调整夜光遥感底图的像素灰度值，其中，对于已校正的夜光遥感影像中无光亮反应的区域，在夜光遥感底图中对应位置按第一比例减小像素灰度值，对于已校正的夜光遥感影像中有光亮反应的区域，在夜光遥感底图中对应位置按第二比例增大像素灰度值，第二比例基于已校正的夜光遥感影像的图像像素灰度值总和调整。
[0011]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，将道路矢量图由矢量数据转换为栅格数据包括：在道路矢量图中，将有道路的位置像素灰度值设置为255，无道路的位置像素灰度值设置为100。
[0012]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，对夜光遥感影像进行可视化增强处理包括：对夜光遥感影像使用对数变换进行拉伸处理；对夜光遥感影像进行0~255可视化范围的拉伸处理，以使夜光遥感影像由16bit数据转换为8bit数据。
[0013]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，对夜光遥感影像使用对数变换进行拉伸处理使用的公式为：其中， p为夜光遥感影像的原始图像灰度值，L为对夜光遥感影像使用对数变换进行拉伸处理后的图像灰度值。
[0014]进一步地，本专利技术的夜光遥感影像校正方法中，对夜光遥感影像进行0~255可视化范围的拉伸处理使用的公式为：
其中， L为夜光遥感影像经过对数变换进行拉伸处理后的图像灰度值，V为对夜光遥感影像进行0~255可视化范围的拉伸处理后的图像灰度值。
[0015]本专利技术的夜光遥感影像校正方法具有如下有益效果：（1）基于道路矢量图制作原始夜光遥感地图，道路矢量图全球覆盖且位置准确，而道路两侧路灯的灯光具有稳定性好、形状特征明显的特点，可以使沿道路排布的路灯成为夜光遥感影像中重要的可识别特征；（2）通过夜光影像可视化增强、高对比度分块提取以及模板匹配处理等步骤，可以实现夜光遥感影像的自动高精度定位处理；（3）通过精确定位后夜光遥感影像数据迭代更新夜光遥感底图，可以逐渐优化夜光遥感底图数据，有利于夜光遥感影像的高精度定位处理。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的夜光遥感影像校正方法流程示意图；图2是本专利技术基于夜光遥感影像在原始夜光遥感底图上确定控制点的方法流程示意图；图3是本专利技术的一些实施例中实施夜光遥感影像校正方法的整体流程示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。
[0018]参见图1，本专利技术的夜光遥感影像校正方法包括如下步骤：S101，基于初始夜光遥感影像确定目标区域，获取目标区域的道路矢量图。
[0019]夜光遥感数据主要获取夜间灯光和火光等数据，一般来说，火光数据不具有固定位置的属性，而路灯的灯光具有稳定性好、形状特征明显的特点，因此可以作为夜光遥感影像的可识别特征。另一方面，路灯具有沿道路布设的特点，利用道路矢量图即可拟合夜光遥感影像的灯光分布情况。
[0020]基于此，本专利技术采用道路矢量图作为原始夜光遥感地图的依据。作为导航交通的重要依据，道路矢量数据具有开源、全球覆盖、位置准确的特点。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种夜光遥感影像校正方法，其特征在于，包括：基于初始夜光遥感影像确定目标区域，获取所述目标区域的道路矢量图；将所述道路矢量图由矢量数据转换为栅格数据，作为原始夜光遥感底图，其中，所述栅格数据与所述初始夜光遥感影像的图像数据分辨率相同；获取夜光遥感影像，对所述夜光遥感影像进行可视化增强处理；基于所述夜光遥感影像在所述原始夜光遥感底图上确定控制点，其中，所述控制点用于表征所述夜光遥感影像在所述原始夜光遥感底图上的对应位置；基于所述控制点，利用仿射变换模型，对所述夜光遥感影像进行校正。2.根据权利要求1所述的夜光遥感影像校正方法，其特征在于，所述基于所述夜光遥感影像在所述原始夜光遥感底图上确定控制点包括：将所述夜光遥感影像划分为多个区块，在所述多个区块中选取对比度大于第一阈值的区块，作为特征匹配块；将所述特征匹配块与所述原始夜光遥感底图进行模板匹配，确定所述特征匹配块相对于所述原始夜光遥感底图的第一平移量；选取所述第一平移量在第一范围内的原始夜光遥感底图的图像点作为所述夜光遥感影像的控制点。3.根据权利要求2所述的夜光遥感影像校正方法，其特征在于，所述确定所述特征匹配块相对于所述原始夜光遥感底图的第一平移量包括：计算所述特征匹配块与所述原始夜光遥感底图在各平移量下的图像相似度系数；将所述图像相似度系数最大时对应的平移量确定为第一平移量；其中，计算所述特征匹配块与所述原始夜光遥感底图在各平移量下的图像相似度系数采用如下公式：S
coef (u,v)为图像相似度系数，(x,y)为所述原始夜光遥感底图位置坐标，(u,v)为所述特征匹配块相对于所述原始夜光遥感底图在(x,y)处的平移量，C(x
‑
u,y
‑
v)为所述特征匹配块在(x
‑
u,y
‑
v)处的图像灰度值，D(x,y)为所述原始夜光遥感底图在(x,y)处的图像灰度值，μ1为所述特征匹配块的灰度均值，μ2为所述原始夜光遥感底图的灰度均值，计算公式为：为所述原始夜光遥感底图的灰度均值，计算公式为：D(x
‑
u,y
‑
v)为所述原始夜光遥感底图在(x
‑
u,y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，胡玉新，刘方坚，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：