CN112362033B - 一种航空遥感相机影像的质检方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种航空遥感相机影像的质检方法，用以解决现有技术中遥感影像处理复杂、耗时长、不灵活的问题。所述航空遥感相机影像的质检方法，基于遥感相机工作参数，根据所有文件夹、文件夹中的影像文件及测线飞行方向和顺序，创建飞行测线号及影像序列号对照顺序表，在所述顺序表中依次列出不同相机在相同时间获取的影像文件的飞行架次、测线号、影像序列号、成像时间；再通过工作参数、影像文件和顺序表间的逻辑关系，查找云雾遮挡、逆光、曝光不足、漏片、异常、避让重返影像，及在本架次所出现的具体测区、测线及所在测线具体位置，判断该条测线是否要进行重飞或补飞，并为重飞、补飞提供具体的测线及补飞测线的起始点和终结点位置。

Description

一种航空遥感相机影像的质检方法

技术领域

本发明属于航空遥感领域，具体涉及一种航空遥感相机影像的质检方法。

背景技术

航空遥感在影像获取过程中，由于航空飞行器在作业时受外界因素影响较大，诸多干扰因素会影响获取的影像质量，如空中的气流造成飞行器颠簸、来自于空中和地面电子干扰信号等使航空遥感影像采集设备产生不明原因的漏片、多片、影像数据不全等。最常见的是天空中的云朵、雾气遮挡、早晨和傍晚阳光直射到倾斜相机镜头时造成的逆光影像、以及能见度较低时影响航空遥感获取影像的质量。为了获得较完善的影像，需要及时发现影响影像质量的干扰因素，并确定问题影像所在的具体位置，予以补飞，避免因影像质量低下需要重复作业，从而提高工作效率，降低成本。

现有技术中，一般通过人工检查或POS解算的方式寻找影响影像质量的干扰因素，确定问题影像在数据集中的具体位置，确定补飞时机。传统的人工检查方式，耗费人力物力，所需要的作业时间较长，且受限于操作人员的水平；POS解算的方式需要昂贵的计算机资源及良好的数据处理能力，耗时较长，且不够灵活和智能，寻找结果不够精确。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种航空遥感相机影像的质检方法，通过对影像数据的逐层递进式地提取、调整、拼接、对比、查找，发现影像数据集中的问题影像所在位置，查找云雾遮挡、逆光、曝光不足、漏片及漏片数量、多片及多片数量在本架次所出现的具体测线及所在测线具体位置，确定补飞或重飞时机，提高影像获取质量和工作效率，避免重复劳动。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种航空遥感相机影像的质检方法，所述影像质检方法包括如下步骤：

步骤S1，获取航空遥感相机工作过程中的测区天气、是否有云和/或雾、测线飞行方向和测线飞行顺序、是否有避让信息；

步骤S2，加载每台相机自动存储的以相机序列号命名的文件夹；

步骤S3，根据所有文件夹、文件夹中的影像文件及步骤S1中获取的测线飞行方向和测线飞行顺序，创建飞行测线号及影像序列号对照顺序表，在所述顺序表中依次列出不同相机在相同时间获取的影像文件的飞行架次、测线号、影像序列号、成像时间；

步骤S4，根据正相机影像文件、“是否有云和/或雾”信息，确定是否进行云遮挡补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S5；

步骤S5，根据正相机影像文件、测区天气信息，确定是否进行曝光不足补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S6；

步骤S6，根据步骤S1中的测线飞行方向判断出可能存在逆光的倾斜相机；根据倾斜相机的影像文件、测区天气信息，确定是否进行逆光补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S7；

步骤S7，根据所述顺序表计算每台相机的影像文件数量，并根据影像文件数量判断是否存在漏片；漏片时，记录漏片位置并对顺序表进行修正，进入步骤S8；当无漏片时，直接进入步骤S8；

步骤S8，计算修正后顺序表所有影像的与上一张影像的间隔时间T，并根据间隔时间T判断是否存在避让重返或影像异常；当存在避让重返时，记录并标记避让重返影像序列号；当影像异常时，判定是否重飞；否则，判定为影像合格；

步骤S9，根据顺序表确定补飞时间。

上述方案中，所述步骤S4，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的“是否有云和/或雾”，记录出现云遮挡的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于N时，判定为云遮挡补飞；当差值小于N时，判定为无补飞。

上述方案中，所述步骤S5，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的测区天气信息，记录出现曝光不足的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于M时，判定为曝光不足补飞；当差值小于M时，判定为无补飞。

上述方案中，所述步骤S6，查看当前倾斜相机的影像文件及步骤S1中的测区天气，记录出现逆光的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于K时，判定为逆光补飞；当差值小于K时，判定为无补飞。

上述方案中，所述步骤S7，计算每台相机的影像文件数量，以影像文件数量的最大值为基准，找出影像文件数量小于最大值的相机；计算当前相机与最大值相机的所有对应顺序号影像的成像时间差t，当T₁<t时，判定为当前影像位置漏片，记录漏片位置并对顺序表进行修正；当不存在影像文件数量小于最大值的相机时，并确定为无漏片。

上述方案中，所述步骤S8，当T₂<T_i时，计算i影像序列号所在相机的T≤T₂的所有影像的间隔时间平均值

再计算

并记为Q；根据i影像序列号查找相应的相机影像文件及第前Q个、第后Q个影像文件，及调用步骤S1中的是否有避让信息；若i影像文件与第前Q或第后Q个影像文件一致且与避让信息一致时，判定为避让重返，记录并标记i影像序列号；若不一致，判定为影像文件异常；当异常影像文件数量大于P时，判定为需要重飞，并根据所述顺序表确定重飞时间；当所有T<T₂时，判定为影像合格。

上述方案中，所述步骤S9，根据所述起始影像序列号及终结影像序列号从所述飞行测线号及影像序列号对照顺序表中查找对应的飞行架次、测线号及成像时间，确定补飞时间。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例所述航空遥感相机影像的质检方法，通过影像数据的提取、调整、拼接、对比和查找等简单的逻辑关系，及时了解航空遥感倾斜相机获取影像资料的进度和完成质量，快速查找云雾遮挡、逆光、曝光不足、漏片及漏片数量、多片及多片数量在本架次所出现的具体测区、测线及所在测线具体位置，判断该条测线是否要进行重飞或补飞，并为重飞、补飞提供具体的测线及补飞测线的起始点和终结点位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式提供的航空遥感相机影像的质检方法流程图；

图2为本发明实施方式中云遮挡影像查找示例图；

图3为本发明实施方式中曝光不足影像查找示例图。

具体实施方式

下面通过参考示范性实施例，并结合附图，对本发明技术问题、技术方案和优点进行详细阐明。以下所述示范性实施例仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非在这里进行定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施方式提供了一种航空遥感相机影像的质检方法，通过影像数据的提取、调整、拼接、对比和查找，及时了解航空遥感倾斜相机获取影像资料的进度和完成质量，快速查找云雾遮挡、逆光、曝光不足、漏片及漏片数量、多片及多片数量在本架次所出现的具体测区、测线及所在测线具体位置，判断该条测线是否要进行重飞或补飞，并为重飞、补飞提供具体的测线及补飞测线的起始点和终结点位置。

图1示出了发明实施方式提供的航空遥感相机影像的质检方法流程图。如图1所示，所述影像质检方法，包括如下步骤：

步骤S1，获取航空遥感相机工作过程中的基本指标，包括测区天气、空中气流、是否有云和/或雾、测线飞行方向和测线飞行顺序、是否有避让。

本步骤中所述倾斜相机，通常包括航空遥感摄像的五台相机CAM1～CAM5，其中CAM1垂直安装，用于获取垂直正射影像,其余四台相机CAM2～CAM5安装在垂直镜头的前、后、左、右位置。优选地，每台相机的倾斜角度为45°用于获取倾斜影像，前方相机向右倾斜45°安装、后方相机向左倾斜45°安装、左侧相机向前倾斜45°安装、右侧相机向后倾斜45°安装。

步骤S2，加载每台相机自动存储的以相机序列号命名的文件夹。

步骤S3，根据所有文件夹、文件夹中的影像文件及步骤S1中获取的测线飞行方向和测线飞行顺序，创建飞行测线号及影像序列号对照顺序表，在所述顺序表中依次列出不同相机在相同时间获取的影像文件的飞行架次、测线号、影像序列号、成像时间、与上一张影像的间隔时间(若为第一张，则此数据为0)。

本步骤中顺序表的建立，对影像文件属性参数的获取，与影像文件本身并无直接关系。顺序表的建立，通过逻辑控制编辑器PLC进行信息列表，也可以调用办公软件来完成。例如，调用office中的excel表格完成。通常情况下，所述成像时间的格式为hh:mm:ss.000，与上一张影像的间隔时间的格式为00:00:0y.xxx；影像序列号的格式为001开始的顺序号及对应的相机序列号CAMi_xxxxxx，例如，“321，CAM1_185674”。所述成像时间为相机曝光后记录的影像“修改时间”。

步骤S4，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的“是否有云和/或雾”，记录出现云遮挡的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于N时，判定为云遮挡补飞，进入步骤S9；当差值小于N时，判定为无补飞；进入步骤S5。

优选地，本步骤中所述N＝30。

如图2所示，影像文件显示云遮挡的起始点和结束点是：CAM1_187349-CAM1_187378，通过顺序表查得云遮挡所在的位置是第62线的第331影像到第360影像；则本架次航空遥感影像采集过程中存在“第62线的第331-360共计30张影像有重度云遮挡”，判定为补飞。

步骤S5，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的测区天气信息，记录出现曝光不足的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于M时，判定为曝光不足补飞，进入步骤S9；当差值小于M时，判定为无补飞；进入步骤S6。

优选地，本步骤中所述M＝10。

如图3所示，影像文件显示曝光不足，通过顺序表查得第56线全线曝光不足，通过与机长沟通得知测区天气阴天，又起飞较早(6月28日阴天，6点26分起飞)测区光线不足，造成影响不光不足，判定为补飞。

步骤S6，根据步骤S1中的测线飞行方向判断出可能存在逆光的倾斜相机；查看当前倾斜相机的影像文件及步骤S1中的测区天气，记录出现逆光的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于K时，判定为逆光补飞，进入步骤S9；当差值小于K时，判定为无补飞；进入步骤S7。

优选地，本步骤中所述K＝20。

步骤S7，计算每台相机的影像文件数量，以影像文件数量的最大值为基准，找出影像文件数量小于最大值的相机；计算当前相机与最大值相机的所有对应顺序号影像的成像时间差t，当T₁<t时，判定为当前影像位置漏片，记录漏片位置并对顺序表进行修正，进入步骤S8。

本步骤中，正常状态下五台相机工作在同一控制器下，获取的影像数量是一样的，顺序表的序列号部分是一一对应的。但是，当出现漏片情况时，会导致漏片相机的顺序表无法与正常相机对应，而出现少行现象。正常状态下，五台相机拥有同一个控制器，无论是定时曝光，还是定点(定坐标)曝光都是由同一个控制曝光的信号发出指令，五台相机同时启动曝光程序，但是由于五台相机安装的方向不同，设置不同，曝光条件不同，五台相机的结束曝光的时间会有所不同，即影像文件中的“修改时间”会有所不同。但是由于在同一个环境中，影像获取时间偏差不会太大，一般是在毫秒级。对同一个曝光点上的五台相机获取的影像进行“成像时间”相互比较，它们之间误差最大也不会差过1秒钟，如果某两台相机在同一点上获取影像的“修改时间”之差大于1秒钟说明这两个影像不是同一点获取的。优选地，所述T₁＝1秒。

步骤S8，计算修正后顺序表所有影像的“与上一张影像的间隔时间”T，当T₂<T时，计算当前影像序列号所在相机的“与上一张影像的间隔时间”T≤T₂的所有影像的间隔时间平均值

再计算

并记为Q；根据当前影像序列号查找相应的相机影像文件及第前Q个、第后Q个影像文件，及调用步骤S1中的是否有避让信息；若当前影像文件与第前Q或第后Q个影像文件一致且与避让信息一致时，判定为避让重返，记录并标记当前影像序号号；若不一致，判定为影像文件异常；当异常影像文件数量大于P时，判定为需要重飞，并根据所述顺序表确定重飞时间；当T<T₂时，判定为影像合格。

本步骤中，所述同一相机的相邻影像成像时间差一般在2～3秒之间，如果大于5秒一般会是两条测线之间在转换，或者是空中试片、避让、盘旋找测线等。

步骤S9，根据所述起始影像序列号及终结影像序列号从所述飞行测线号及影像序列号对照顺序表中查找对应的飞行架次、测线号及成像时间，确定补飞时间。

由以上技术方案可以看出，本发明通过简单的逻辑关系，并充分利用和结合飞行参数，实现对遥感相机影像质量的检测，不需要进行大量的可视化分析或计算，即可完成对影像的质检，查找云雾遮挡、逆光、曝光不足、漏片及漏片数量、多片及多片数量在本架次所出现的具体测区、测线及所在测线具体位置，判断该条测线是否要进行重飞或补飞，并为重飞、补飞提供具体的测线及补飞测线的起始点和终结点位置，确定补尝方案，提高了影像的获取质量和工作效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明并不受限于以上所公开的示范性实施例，说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，在本发明揭露的技术范围做出的若干改进和润饰、可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种航空遥感相机影像的质检方法，其特征在于，所述影像质检方法包括如下步骤：

步骤S1，获取航空遥感相机工作过程中的测区天气、是否有云和/或雾、测线飞行方向和测线飞行顺序、是否有避让信息；

步骤S2，加载每台相机自动存储的以相机序列号命名的文件夹；

步骤S3，根据所有文件夹、文件夹中的影像文件及步骤S1中获取的测线飞行方向和测线飞行顺序，创建飞行测线号及影像序列号对照顺序表，在所述顺序表中依次列出不同相机在相同时间获取的影像文件的飞行架次、测线号、影像序列号、成像时间、与上一张影像的间隔时间；顺序表的建立，对影像文件属性参数的获取，与影像文件本身并无直接关系，通过逻辑控制编辑器PLC或调用办公软件来完成；

步骤S4，根据正相机影像文件、“是否有云和/或雾”信息，确定是否进行云遮挡补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S5；

步骤S5，根据正相机影像文件、测区天气信息，确定是否进行曝光不足补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S6；

步骤S6，根据步骤S1中的测线飞行方向判断出可能存在逆光的倾斜相机；根据倾斜相机的影像文件、测区天气信息，确定是否进行逆光补飞；补飞时，进入步骤S9；无补飞时，进入步骤S7；

步骤S7，根据所述顺序表计算每台相机的影像文件数量，并根据影像文件数量判断是否存在漏片；漏片时，记录漏片位置并对顺序表进行修正，进入步骤S8；当无漏片时，直接进入步骤S8；

步骤S8，计算修正后顺序表所有影像的与上一张影像的间隔时间T，并根据间隔时间T判断是否存在避让重返或影像异常；当存在避让重返时，记录并标记避让重返影像序列号；当影像异常时，判定是否重飞；否则，判定为影像合格；

步骤S9，根据顺序表确定补飞时间。

2.根据权利要求1所述的航空遥感相机影像的质检方法，其特征在于，所述步骤S4，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的“是否有云和/或雾”，记录出现云遮挡的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于N时，判定为云遮挡补飞；当差值小于N时，判定为无补飞。

3.根据权利要求2所述的航空遥感相机影像的质检方法，其特征在于，所述步骤S5，查看正相机的影像文件及步骤S1中获取的测区天气信息，记录出现曝光不足的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于M时，判定为曝光不足补飞；当差值小于M时，判定为无补飞。

4.根据权利要求3所述的航空遥感相机影像的质检方法，其特征在于，所述步骤S6，查看当前倾斜相机的影像文件及步骤S1中的测区天气，记录出现逆光的起始影像序列号及终结影像序列号；当所述终结影像序列号与起始影像序列号的差值大于等于K时，判定为逆光补飞；当差值小于K时，判定为无补飞。

5.根据权利要求4所述的航空遥感相机影像的质检方法，其特征在于，所述步骤S9，根据所述起始影像序列号及终结影像序列号从所述飞行测线号及影像序列号对照顺序表中查找对应的飞行架次、测线号及成像时间，确定补飞时间。

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