【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于组分温度批量提取，尤其涉及一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法及系统。
技术介绍
1、组分温度广泛用于研究陆地表面与大气之间的能量交换。组分温度为不同土地覆盖类型或相同土地覆盖类型在不同条件下(例如在阳光照射和阴影条件下)的地表温度。对于非等温植被面，如稀疏的森林和灌丛，植被和背景的空间温度分布复杂，存在较大差异。因此，需要充分了解稀疏植被地表的组分温度，可为相关研究提供数据支持，并能更好地分析混合场景的表面温度。手持热像仪具有便携性高、使用简单等特点。遥感地面观测试验常使用手持热像仪拍摄目标区域的热红外图像。从热像仪图像中可以提取组分温度用于稀疏植被等复杂场景的热辐射研究。
2、现有从手持热像仪提取组分温度的方法主要分为两类。第一类是使用热像仪配套软件进行提取。使用配套软件可以手动在图像上选取感兴趣或自动生成等温线等，然后软件自动计算区域内平均值并保存。这种方法效率较低，处理大量热像仪图像时需要耗费大量人力。第二类时使用阈值分割算法对温度图像按温度进行分割。这种方法可以自动化批量处理热像仪图像，但是在复杂场景中分割精度较低，常将温度接近的不同地物分为一类；同时获取的组分温度种类较少，通常只获取高温和低温两种组分。
3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有从手持热像仪拍摄的图像中提取组分温度的技术，使用热像仪配套软件的方法效率较低，难以批量处理大量手持拍摄的热像仪图像；使用阈值分割算法的方法存在误分割概率较高，提取的组分温度种类较少的问题。
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法及系统。
2、本专利技术是这样实现的，一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，所述从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法包括以下步骤：
3、步骤一，将相近光照和拍摄角度条件的图像分为一组；
4、步骤二，使用黑体对手持热像仪进行定标，生成定标公式对拍摄的图像数据进行校正；
5、步骤三，将热红外图像与可见光图像进行配准；
6、步骤四，对多波段进行监督分类，得到不同地物的分类图像；
7、步骤五，使用阈值分割算法对图像进行分割，批量提取多种组分温度。
8、进一步，步骤二中定标公式表示为：
9、y＝ax+b
10、式中，y为定标后数据，a和b为定标系数，x为观测数据。
11、进一步，步骤三中对图像进行配准具体包括：
12、(1)根据热红外镜头和可见光镜头的角度进行透视收缩变换，将两种图像投影到相同的观测角度状态下；
13、(2)选取一张拍摄区域居中的图像作为参考，使用图像配准算法将其他图像向参考图像配准。
14、进一步，步骤四具体为从每组数据中选取同时拍摄的一幅温度图像和可见光图像，借助可见光图像来增加地物信息，结合可见光和热红外图像进行监督分类，得到不同地物的分类图像。
15、进一步，步骤五具体为使用监督分类的得到的图像作为掩模，批量从配准后的温度图像提取不同地物的温度图像，然后使用阈值分割算法对每类地物温度图像进行分割，得到该地物光照和阴影两种条件下的温度组分，最后分别计算得到各组分温度。
16、进一步，阈值分割使用下式表示：
17、
18、式中，d为类间方差；p1和p2为两类占整幅图像像元总数的概率；t1和t2为两类像元平均值；t为整幅图像平均值。
19、进一步，计算类间方差d，不断调整阈值，直到取得最大类间方差时得到最优分割阈值。
20、本专利技术的另一目的在于提供一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的系统，该系统包括：
21、图像分组模块，用于将相近光照和拍摄角度条件的图像分为一组；
22、图像数据校正模块，用于使用黑体对手持热像仪进行定标，生成定标公式对拍摄的图像数据进行校正；
23、图像配准模块，用于将热红外图像与可见光图像进行配准；
24、监督分类模块，用于对多波段进行监督分类，得到不同地物的分类图像；
25、组分温度提取模块，用于使用阈值分割算法对图像进行分割，批量提取多种组分温度。
26、一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法的步骤。
27、一种信息数据处理终端，信息数据处理终端用于实现所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的系统。
28、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
29、第一，本专利技术以图像配准算法为基础，结合监督分类，提出一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法。
30、本专利技术可从手持热像仪拍摄的图像中批量提取多种组分温度数据，提高批量提取多种组分温度的速度和准确性；降低手持热像仪所拍摄图像在遥感观测体系中的使用难度。
31、第二，本专利技术所提出的技术方案具有快速批量处理手持热像仪拍摄图像的能力，同时具有准确性高和提取组分种类多样的优点。
32、第三，本专利技术的积极技术效果还体现在以下几个重要方面：
33、准确性提高：通过使用黑体对手持热像仪进行定标，并生成定标公式对拍摄的图像数据进行校正，显著提高了温度测量的准确性。这对于需要高精度温度数据的应用场景尤为重要。
34、多组分温度提取：利用阈值分割算法和多波段监督分类，能够在同一图像中区分并准确提取多种组分的温度。这对于复杂场景的温度监控和分析极为有效。
35、图像配准增强数据可靠性：将热红外图像与可见光图像进行配准，可以提高数据的可靠性和解释性，尤其是在复杂的环境条件下。
36、批量处理能力：该方法支持对图像数据进行批量处理，提高了工作效率，特别适合于需要处理大量图像数据的应用，如环境监测、设备维护等。
37、灵活性和适用性：由于可在相近光照和拍摄角度条件下使用，这种方法在多变的环境条件下都能保持高度的灵活性和适用性。
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1.一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤二中定标公式表示为：
3.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤三中对图像进行配准具体包括：
4.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤四具体为从每组数据中选取同时拍摄的一幅温度图像和可见光图像，借助可见光图像来增加地物信息，结合可见光和热红外图像进行监督分类，得到不同地物的分类图像。
5.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤五具体为使用监督分类的得到的图像作为掩模，批量从配准后的温度图像提取不同地物的温度图像，然后使用阈值分割算法对每类地物温度图像进行分割，得到该地物光照和阴影两种条件下的温度组分，最后分别计算得到各组分温度。
6.如权利要求5所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，阈值分割使用下式表示
7.如权利要求6所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，计算类间方差D，不断调整阈值，直到取得最大类间方差时得到最优分割阈值。
8.如权利要求1～7任一项所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的系统，其特征在于，该系统包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～7任意一项所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法的步骤。
10.一种信息数据处理终端，其特征在于，信息数据处理终端用于实现如权利要求8所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的系统。
...【技术特征摘要】
1.一种从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤二中定标公式表示为：
3.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤三中对图像进行配准具体包括：
4.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤四具体为从每组数据中选取同时拍摄的一幅温度图像和可见光图像，借助可见光图像来增加地物信息，结合可见光和热红外图像进行监督分类，得到不同地物的分类图像。
5.如权利要求1所述的从手持热像仪拍摄数据批量提取多种组分温度的方法，其特征在于，步骤五具体为使用监督分类的得到的图像作为掩模，批量从配准后的温度图像提取不同地物的温度图像，然后使用阈值分割算法对每类地物温度图像进行分割，得到该地物光照和阴影两种条件下的温度组分...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明松，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：
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