一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统及终端技术方案

本发明专利技术属于月球遥感器辐射定标技术领域，公开了一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统及终端，月球地质遥感探测及定标一体化处理系统包括：月球遥感影像采集模块、影像增强模块、地质结构探测模块、数据预处理模块、信息提取模块、区域划分模块、影像特征提取模块、地质分析模块、分析模块、定标模块以及显示模块。本发明专利技术通过地质结构探测模块可以利用测月雷达对月壤厚度和月球次表层地质结构进行实地探测；探测准确；通过探测，能够获取月壤和月球次表层地质的分层结构特性，用于反演月壤及月壳浅层岩石的电磁参数，为矿物资源含量提供依据；同时，本发明专利技术通过影像增强模块大大提高月球影像的清晰度。月球影像的清晰度。月球影像的清晰度。

【技术实现步骤摘要】
一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统及终端


[0001]本专利技术属于月球遥感器辐射定标
，尤其涉及一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统及终端。

技术介绍

[0002]月球表面在早期火山活动和陨石撞击产生的熔融、溅射、翻耕以及太空风化等内外动力地质过程的长期作用下，形成了一层厚度达数米深的月表风化层细粒。作为月球乃至其周边太阳系环境变迁的见证者与记录者，这些风化层是我们用于推测月球演化历史的重要“文物”，也是现今月球遥感探测的最直接对象。SAR作为一种主动式微波遥感技术，也已被用于月球探测，如搭载于印度月船一号的Mini
‑
SAR(2008)、美国月球轨道侦察器(LRO)的Mini
‑
RF(2009)和印度月船二号的DF
‑
SAR(2019)。相比于光学和红外等手段，SAR可以探测到月球极区永久阴影区内部的风化层，且可穿透表面探测风化层内部构造，进而表征具有一定厚度的风化层的总体特性；月球表面土壤是月表岩石遭到太空陨石撞击和太空风化长期作用的一类特殊物质，保存了关于月球火成活动、火山成因、月球水和挥发分含量与来源、太空陨石、空间天气等丰富的信息；对月球探测及去月面采样，开展原位和返回地球后的分析，是获取这些信息、揭示月球与月球空间演化奥秘的重要手段；然而，现有月球地质遥感探测及定标一体化处理系统对月球地质结构探测结果分辨率较低；同时，对月球光学遥感数据校正效果差。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有月球地质遥感探测及定标一体化处理系统对月球地质结构探测数据不准确。
[0005](2)现有采集的月球影像不清晰，无法满足月球地质遥感探测及定标的需求。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种月球地质遥感探测及定标一体化处理方法及系统。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统，所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统包括：
[0008]数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于对测月雷达探测的数据进行预处理；
[0009]信息提取模块，与中央控制模块连接，用于基于增强后的月球遥感影像结合地质结构探测结果进行月球岩矿信息提取；
[0010]区域划分模块，与中央控制模块连接，用于基于增强处理后的月球遥感影像以及月球地质结构探测结果对月球遥感影像进行划分；
[0011]所述区域划分模块基于增强处理后的月球遥感影像以及月球地质结构探测结果对月球遥感影像进行划分包括：
[0012]获取增强处理后的月球遥感影像，并将所述增强后的月球遥感影像均匀划分得到
多个网格；计算每个网格的亮度数据，并根据计算的网格的亮度信息进行网格的划分，得到初次划分结果；获取月球地质结构探测结果，并将所述月球地质结构探测结果与月球遥感影像进行融合，确定月球各个区域的地质类型，根据所述月球各个区域的地质类型对初次划分结果进行调整，得到月球区域划分结果；
[0013]影像特征提取模块，与中央控制模块连接，用于基于区域划分结果分区域提取月球遥感影像特征；
[0014]地质分析模块，与中央控制模块连接，用于基于提取的月球岩矿信息、区域划分结果、影像特征以及地质结构探测结果生成地质分析结果；
[0015]分析模块，与中央控制模块连接，用于利用ROLO绝对辐射定标模型结合区域划分结果以及影像特征提取结果对月球图像进行分析，获得绝对辐射定标系数；
[0016]定标模块，与中央控制模块连接，用于基于区域划分结果结合影像特征通过辐射定标系数对遥感器进行辐射定标。
[0017]进一步，所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统还包括：
[0018]月球遥感影像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过月球遥感器采集月球遥感影像；
[0019]影像增强模块，与中央控制模块连接，用于对采集的月球遥感影像进行增强处理；
[0020]地质结构探测模块，与中央控制模块连接，用于利用测月雷达对月球表层地质结构进行探测；
[0021]中央控制模块，与月球遥感影像采集模块、影像增强模块、地质结构探测模块、数据预处理模块、信息提取模块、区域划分模块、影像特征提取模块、地质分析模块、分析模块、定标模块以及显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
[0022]显示模块，与中央控制模块连接，用于利用显示器显示遥感影像、地质结构探测信息、岩矿信息、区域划分结果、影像特征、地质分析结果、分析结果、定标信息。
[0023]进一步，所述影像增强模块增强方法包括：
[0024](1)输入高光谱月球遥感影像；利用高光谱月球遥感影像成像仪，输入一幅高光谱月球遥感影像；对高光谱月球遥感影像中的波段进行分组；
[0025]利用高通滤波器对高光谱月球遥感影像进行滤波，得到高光谱月球遥感影像的信号图像和高光谱月球遥感影像的噪声图像；
[0026]利用信噪比计算公式，计算高光谱月球遥感影像中每个波段的信噪比；
[0027]将高光谱月球遥感影像中所有波段中的信噪比大于30dB的波段组成干净波段组，将高光谱月球遥感影像中所有波段中的信噪比小于等于30dB的波段组成噪声波段组；
[0028](2)构造四维数据块：
[0029]将噪声波段组数据划分为N个大小为4
×4×
4的三维数据块，N为大于或等于1的整数；
[0030]在划分后的N个三维数据块中任意选取一个三维数据块作为参考块；
[0031]利用相似性计算公式，计算每个三维数据块与参考块之间的相似性系数；
[0032]将所有与参考块之间的相似性系数小于2.8的三维数据块组成一个四维数据块；
[0033](3)对四维数据块进行经验维纳滤波：
[0034]利用经验维纳滤波器，对四维数据块进行滤波，获得去噪后的四维数据块；
[0035](4)输出去噪后高光谱月球遥感影像：
[0036]将去噪后的四维数据块中的所有数据，返回到高光谱月球遥感影像中，输出去噪后的高光谱月球遥感影像。
[0037]进一步，所述信噪比计算公式如下：
[0038][0039]其中，SNRi表示高光谱月球遥感影像中第i个波段的信噪比，log表示以10为底的对数操作，∑表示求和操作，si(k)表示高光谱月球遥感影像的信号图像中第i个波段中第k个元素的值，ni(k)表示高光谱月球遥感影像的噪声图像中第i个波段中第k个元素的值；
[0040]所述的相似性计算公式如下：
[0041][0042]其中，dn表示第n个三维数据块与参考块之间的相似性系数，|
·
|表示取绝对值操作，CR表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中所选取的参考块，Cn表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中第n个三维数据块。
[0043]进一步，所述地质结构探测模块利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种月球地质遥感探测及定标一体化处理系统，其特征在于，所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统包括：数据预处理模块，与中央控制模块连接，用于对测月雷达探测的数据进行预处理；信息提取模块，与中央控制模块连接，用于基于增强后的月球遥感影像结合地质结构探测结果进行月球岩矿信息提取；区域划分模块，与中央控制模块连接，用于基于增强处理后的月球遥感影像以及月球地质结构探测结果对月球遥感影像进行划分；所述区域划分模块基于增强处理后的月球遥感影像以及月球地质结构探测结果对月球遥感影像进行划分包括：获取增强处理后的月球遥感影像，并将所述增强后的月球遥感影像均匀划分得到多个网格；计算每个网格的亮度数据，并根据计算的网格的亮度信息进行网格的划分，得到初次划分结果；获取月球地质结构探测结果，并将所述月球地质结构探测结果与月球遥感影像进行融合，确定月球各个区域的地质类型，根据所述月球各个区域的地质类型对初次划分结果进行调整，得到月球区域划分结果；影像特征提取模块，与中央控制模块连接，用于基于区域划分结果分区域提取月球遥感影像特征；地质分析模块，与中央控制模块连接，用于基于提取的月球岩矿信息、区域划分结果、影像特征以及地质结构探测结果生成地质分析结果；分析模块，与中央控制模块连接，用于利用ROLO绝对辐射定标模型结合区域划分结果以及影像特征提取结果对月球图像进行分析，获得绝对辐射定标系数；定标模块，与中央控制模块连接，用于基于区域划分结果结合影像特征通过辐射定标系数对遥感器进行辐射定标。2.如权利要求1所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统，其特征在于，所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统还包括：月球遥感影像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过月球遥感器采集月球遥感影像；影像增强模块，与中央控制模块连接，用于对采集的月球遥感影像进行增强处理；地质结构探测模块，与中央控制模块连接，用于利用测月雷达对月球表层地质结构进行探测；中央控制模块，与月球遥感影像采集模块、影像增强模块、地质结构探测模块、数据预处理模块、信息提取模块、区域划分模块、影像特征提取模块、地质分析模块、分析模块、定标模块以及显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；显示模块，与中央控制模块连接，用于利用显示器显示遥感影像、地质结构探测信息、岩矿信息、区域划分结果、影像特征、地质分析结果、分析结果、定标信息。3.如权利要求2所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统，其特征在于，所述影像增强模块增强方法包括：(1)输入高光谱月球遥感影像；利用高光谱月球遥感影像成像仪，输入一幅高光谱月球遥感影像；对高光谱月球遥感影像中的波段进行分组；利用高通滤波器对高光谱月球遥感影像进行滤波，得到高光谱月球遥感影像的信号图
像和高光谱月球遥感影像的噪声图像；利用信噪比计算公式，计算高光谱月球遥感影像中每个波段的信噪比；将高光谱月球遥感影像中所有波段中的信噪比大于30dB的波段组成干净波段组，将高光谱月球遥感影像中所有波段中的信噪比小于等于30dB的波段组成噪声波段组；(2)构造四维数据块：将噪声波段组数据划分为N个大小为4
×4×
4的三维数据块，N为大于或等于1的整数；在划分后的N个三维数据块中任意选取一个三维数据块作为参考块；利用相似性计算公式，计算每个三维数据块与参考块之间的相似性系数；将所有与参考块之间的相似性系数小于2.8的三维数据块组成一个四维数据块；(3)对四维数据块进行经验维纳滤波：利用经验维纳滤波器，对四维数据块进行滤波，获得去噪后的四维数据块；(4)输出去噪后高光谱月球遥感影像：将去噪后的四维数据块中的所有数据，返回到高光谱月球遥感影像中，输出去噪后的高光谱月球遥感影像。4.如权利要求3所述月球地质遥感探测及定标一体化处理系统，其特征在于，所述信噪比计算公式如下：其中，SNRi表示高光谱月球遥感影像中第i个波段的信噪比，log表示以10为底的对数操作，∑表示求和操作，si(k)表示高光谱月球遥感影像的信号图像中第i个波段中第k个元素的值，ni(k)表示高光谱月球遥感影像的噪声图像中第i个波段中第k个元素的值；所述的相似性计算公式如下：其中，dn表示第n个三维数据块与参考块之间的相似性系数，|
·
|表示取绝对值操作，CR表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中所选取的参考块，Cn表示噪声波段组数据划分后的N个三维数据块中第n个三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，刘成保，姜方方，杨瀚哲，严冬，代巍，牛冉，王燕子，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：