【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机遥感领域，尤其涉及一种用于估算无人机遥感镶嵌图像元获取时刻的方法。
技术介绍
1、无人机遥感是利用无人机搭载遥感传感器，获取地面目标各波段辐射信息的一种技术。由于无人机遥感系统具有快速、灵活、低成本等优势，其在国土资源勘测、防灾减灾、精准农业等多个领域得到了广泛应用。
2、根据作业区域的不同，无人机往往需要飞行数十分钟至几个小时才能完整覆盖整个观测区域，导致所获取的图像帧序列在时间维上不一致；这一问题会影响对众多关键参量的分析，例如白天时的地表温度、光照条件发生变化时的地表反射率等。尽管每一帧无人机遥感图像都记录了拍摄时刻信息，但用户往往需要将一次飞行任务采集的图像数据拼接为完整的(正射)镶嵌图才能开展后续应用，拼图过程通常采用自动化拼接软件完成。然而，镶嵌图上的同一像元一般由多帧航拍图像融合生成，其像元获取时刻也受到多幅图像的影响，拼图过程通常未考虑图像的拍摄时刻信息。由于镶嵌图上各像元获取时刻的不确定性，导致整幅图像的像元信息在时间维上不统一，制约了数据的进一步应用。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的在于：针对现有的无人机遥感镶嵌图像元获取时刻不确定的问题，提供一种用于估算无人机遥感镶嵌图像元获取时刻的方法，从而为地表参数时间归一化、时间变化分析等提供数据支撑。
2、本专利技术提供的一种用于估算无人机遥感镶嵌图像元获取时刻的方法包括下列步骤：
3、步骤1，提取参与无人机遥感镶嵌图像的拼接的各图像帧的图像属性信息；
4、优选的，图像帧的图像属性信息包括：图像帧的文件名、地理位置以及相机姿态参数；
5、步骤2，基于图像帧的图像属性信息计算各图像帧的旋转矩阵，并得到各图像帧的逆旋转矩阵；
6、步骤3，确定无人机遥感镶嵌图像的各像元的获取时刻：
7、遍历无人机遥感镶嵌图像的像元，以当前像元为目标像元；
8、对目标像元进行坐标变换，将其坐标由世界坐标系变换到各图像帧的相机坐标系；
9、计算目标像元到参与无人机遥感镶嵌图像的拼接的各图像帧的图像中心的距离，以及每一图像帧对目标像元的获取时刻的权重；
10、基于目标像元到图像帧中心的距离检测目标像元是否在当前图像帧的覆盖范围内，若在，则将其判定为目标像元的“影响图像”；即在参与无人机遥感镶嵌图像的拼接的各图像帧中查找无人机遥感镶嵌图像的每个像元的“影响图像”：
11、对同一目标像元的所有“影响图像”，基于“影响图像”对目标像元的获取时刻的权重，采用加权平均的方式估算得到目标像元的获取时刻；
12、步骤4，基于无人机遥感镶嵌图像的地理信息，以及无人机遥感镶嵌图像的每个像元的获取时刻生成带有地理信息的时刻图像。
13、进一步的，步骤4具体包括：
14、基于无人机遥感镶嵌图像的每个像元的获取时刻生成像元估算时刻矩阵；
15、将无人机遥感镶嵌图像的地理信息传递给像元估算时刻矩阵，生成带有地理信息和估算时刻的图像辅助信息矩阵；
16、掩膜掉无人机遥感镶嵌图像的像元值为无效值的部分，再将掩膜处理后的图像信息和图像辅助信息矩阵结合生成指定格式(如geotiff格式)的带地理信息的时刻图像，从而获得与无人机遥感镶嵌图像上各像元一一对应的估算时刻图像。
17、进一步的，步骤2中，计算各图像帧的旋转矩阵包括：基于图像帧的图像属性信息计算坐标的三个维度的旋转矩阵，再基于三个旋转矩阵得到图像帧的旋转矩阵；其中，三个维度包括平面位置的两个维度和高度维度。
18、进一步的，相机姿态参数包括：相机的航向倾角、旁向倾角和像片旋角。
19、进一步的，检测目标像元是否在当前图像帧的覆盖范围还可以设置为：
20、根据公式计算图像帧的实际覆盖宽度width，实际覆盖高度height：
21、
22、其中，xpix表示图像帧的图像宽度包含的像素个数，res表示无人机遥感镶嵌图像的空间分辨率，ypix表示图像帧的高度包含的像素个数；ω表示相机的航向倾角、表示相机的旁向倾角；
23、若目标像元的宽度坐标不超过图像帧的实际覆盖宽度width，且目标像元的高度坐标不超过图像帧的实际覆盖高度height，则表示目标像元位于当前图像帧的覆盖范围。
24、本专利技术提供的技术方案至少带来如下有益效果：
25、本专利技术可估算遥感镶嵌图上各像元的获取时刻，从而为地表关键参量的时间归一化以及时间变化分析提供数据支持，有利于后续应用的开展。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于估算无人机遥感镶嵌图像元获取时刻的方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，图像帧的图像属性信息包括：图像帧的文件名、地理位置以及相机姿态参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，相机姿态参数包括：相机的航向倾角、旁向倾角和像片旋角。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤2中，计算各图像帧的旋转矩阵包括：基于图像帧的图像属性信息计算坐标的三个维度的旋转矩阵，再基于三个旋转矩阵得到图像帧的旋转矩阵；其中，三个维度包括平面位置的两个维度和高度维度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4具体包括：
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将检测目标像元是否在当前图像帧的覆盖范围设置为：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每一图像帧对目标像元的获取时刻的权重设置为：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用加权平均的方式估算得到目标像元的获取时刻的计算公式为：
【技术特征摘要】
1.一种用于估算无人机遥感镶嵌图像元获取时刻的方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，图像帧的图像属性信息包括：图像帧的文件名、地理位置以及相机姿态参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，相机姿态参数包括：相机的航向倾角、旁向倾角和像片旋角。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤2中，计算各图像帧的旋转矩阵包括：基于图像帧的图像属性信息计算坐标的三个维度的旋转矩阵，再基...
【专利技术属性】
技术研发人员：周纪，王子卫，孟义真，唐文彬，马晋，侯映旭，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。