【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星载sar数据应用领域，尤其涉及一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法。
技术介绍
1、高精度控制点是测绘应用的重要基础数据，研制高精度控制点提取方法对全球测图等国家重大遥感工程应用具有重要意义。目前，国内sar（synthetic aperture radar）卫星发展迅速，亟需进一步挖掘sar数据的应用潜力。利用sar系统进行探测具有全天时全天候的优势，sar的几何模型可以达到分米级的精度。在sar影像中，由于路灯点是一个散射特性较强、各向辐射特性相似的强点目标，路灯位置与相位中心一致。相比同侧立体，异侧立体sar影像几何条件更好，能够获得的三维坐标精度更高。因此，利用异侧立体sar影像能够提取的路灯点位置精度高，可以作为控制点数据。
2、现有立体sar影像提取控制点方法包括人工选取法、信杂比法、基于光学影像数据的模板匹配方法等，这些方法要么不能自动化处理，要么需要外部高分辨率光学数据的辅助，受到高分辨率光学数据缺失、模板匹配精度不高的挑战。因此，如何从立体sar影像中提取控制点仍是该领域中的一个难题。
3、由于星载sar是侧视成像，地面入射角较大（例如条带模式高分三号入射角通常在40°多），异侧观测两景sar影像几何条件发生了较大变化，同一区域的影像辐射往往差异较大，导致基于特征描述的匹配方法误匹配率较高。sar影像的斑点噪声、叠掩等成像特点进一步增大了匹配的难度。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种星载
2、技术方案：本专利技术的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，该方法基于harris强度响应、点密度、局部响应最大值提取候选控制点，利用基于频域的过采样方法、抛物线插值方法得到候选控制点的精确影像位置，通过影像配准方法建立影像之间几何关系后，基于空间距离最近确定匹配控制点，最后基于立体影像几何模型计算得到控制点的三维坐标。包括以下步骤：
3、s1：对某一个区域，获取该区域两景及两景以上的星载异侧立体合成孔径雷达影像，及辅助文件；
4、s2：分别计算每景雷达影像中每个像素点的强度变化，得到harris响应值后，选择响应值较大的点作为候选控制点；
5、s3：对每一个具体的候选控制点，以其坐标位置为中心统计设定半径内候选控制点的数量作为点密度，若点密度少于设定的阈值，则选择其作为待匹配候选控制点；
6、s4：对每一个待匹配候选控制点，对基于频域对周围影像过采样后利用抛物线插值法提取其亚像素位置作为其影像坐标；
7、s5：对任意一景雷达影像的每一个待匹配候选控制点，利用雷达影像的几何模型和雷达影像之间的几何转换关系，在某一个距离约束下，选择空间距离最近的点作为匹配点；
8、s6：对匹配控制点，通过最小二乘法利用雷达影像几何模型计算其三维坐标，通过openstreet路网数据去除一部分错误点，获得最终的控制点。
9、进一步的，所述步骤s2具体为：计算每个像素点的harris特征响应，通过设定一定的阈值提取候选控制点，harris响应值计算过程如下：将局部自相关函数定义为
10、
11、其中，表示强度函数，表示权重函数，表示邻域内的点分别表示距离向、方位向的移动距离，利用泰勒公式将上述公式展开，仅保留一次项，得到：
12、
13、其中，表示移动向量，表示两个方向的偏导数，表示的转置向量，利用以下函数计算每个点的响应值
14、
15、其中，和分别表示计算矩阵的行列式函数以及迹，表示相关矩阵，表示常数系数，取值为0.04。
16、进一步的，通过将所述harris响应值从大到小排序，选择前面1%点harris响应值作为阈值。
17、进一步的，在所述步骤s3中，选择点密度较低的点作为待匹配控制点，筛选得到孤立点目标。点密度较低的标准设置为：在60米的半径范围内，候选控制点的数量少于5个。
18、进一步的，在所述步骤s4中，利用基于频域的影像过采样方法对影像进行过采样后，选择过采样率为8，结合傅里叶变换的性质，使用快速傅里叶变换方法对输入信号进行二维傅里叶变换，将其转换到频域中，通过频域补零对点目标进行扩展，然后再通过逆傅里叶变换即可得到过采样的图像；然后，通过抛物线插值方法得到极值点位置，计算公式如下：
19、
20、其中，表示强度函数，表示点坐标，表示极值点位置，即控制点的影像位置。
21、进一步的，步骤s5具体包括如下步骤：
22、s5.1：利用附属文件构建几何模型，利用数字高程模型辅助数据对每景影像进行正射纠正；
23、s5.2：对正射影像进行配准，得到不同影像的几何转换关系；
24、s5.3：对每一个待匹配候选控制点，利用数字高程模型和几何模型计算得到其大地坐标；
25、s5.4：根据影像几何模型和影像之间几何转换关系，选择空间距离最近的点作为匹配控制点，计算过程如下：
26、
27、
28、其中，表示三维坐标矢量，表示从异侧立体sar影像中提取的控制点，表示正射影像之间的几何转换关系，表示转换后的三维坐标，表示某个函数取得最小值的自变量（或参数）的取值。
29、进一步的，在所述步骤s6中，通过openstreet路网数据生成缓冲区，然后只选择缓冲区内的控制点作为最终控制点。
30、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术提供的星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，能够有效地从高分辨率sar影像中提取控制点信息。本专利技术利用harris强度响应值提取候选控制点，通过点密度筛选孤立的强点目标，从而避免光学影像数据缺失、模板匹配方法精度不高的问题。本专利技术通过影像配准方法建立影像之间几何关系后，基于空间距离最近确定匹配控制点，从而减轻了异侧立体sar影像辐射差异大导致传统匹配方法误匹配率较高的问题，也减弱了斑点噪声、叠掩等sar影像成像特点给匹配带来的挑战。该方法能有效减少控制点外业测量的人力物力，能够为一些无法获取控制点数据的应用场景提供可靠控制点数据，具有较强的工程应用价值。
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1.一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：计算每个像素点的Harris特征响应，通过设定一定的阈值提取候选控制点，Harris响应值计算过程如下：将局部自相关函数定义为
3.根据权利要求2所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，通过将所述Harris响应值从大到小排序，选择前面1%点Harris响应值作为阈值。
4.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，在所述步骤S3中，选择点密度较低的点作为待匹配控制点，筛选得到孤立点目标；点密度较低的标准设置为：在60米的半径范围内，候选控制点的数量少于5个。
5.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，在所述步骤S4中，利用基于频域的影像过采样方法对影像进行过采样后，选择过采样率为8，结合傅里叶变换的性质，使用快速傅里叶变换方法对输入信号进行二维傅
6.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，步骤S5具体包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，在所述步骤S6中，通过OpenStreet路网数据生成缓冲区，然后只选择缓冲区内的控制点作为最终控制点。
...【技术特征摘要】
1.一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：计算每个像素点的harris特征响应，通过设定一定的阈值提取候选控制点，harris响应值计算过程如下：将局部自相关函数定义为
3.根据权利要求2所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，通过将所述harris响应值从大到小排序，选择前面1%点harris响应值作为阈值。
4.根据权利要求1所述的一种星载异侧立体合成孔径雷达影像控制点提取方法，其特征在于，在所述步骤s3中，选择点密度较低的点作为待匹配控制点，筛选得到孤立点目标；点密度较低的标准设置为：在60米的半径范围内，候选控制点的数量...
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