CN115423702A - 制作大区域星载光学和sar影像dom的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法和系统。其中，方法包括：基于资源三号数字正射影像和外部已有DEM数据，分别利用星载光学和SAR影像与数字正射影像间特征和相位一致性匹配的原理，得到光学和SAR影像与数字正射影像库间对应的像点坐标，随后通过提取的像控点和外部已有DEM数据参与光学和SAR联合区域网平差和正射纠正处理，最后通过匀光匀色和镶嵌裁切得到星载光学和SAR影像DOM产品。本发明减少人工干预带来的效率低下或人工选点带来的刺点误差，可实现大区域星载光学和SAR影像自动和高精度纠正处理；有效保障了大区域光学和SAR影像联合DOM的产品质量。

Description

制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法和系统
技术领域
本发明属于地理信息数字领域，尤其涉及制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法和系统。
背景技术
数字正射影像图(Digital Orthorectified Map,DOM)是我国基础地理信息数字成果的重要组成部分，其主要生产过程是通过对卫星影像进行数字微分纠正、融合和镶嵌，并按一定图幅范围进行裁切，生成兼具地图几何精度和影像特征的数字正射影像集。由于DOM同时具备地图几何精度和影像特征，具有精度高、信息丰富、直观真实、制作周期短的优势，既可作为背景控制信息，用于评价其他数据的精度、现势性和完整性，也可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为基础数据动态更新、防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。
近年来，随着国产光学和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星及相关测绘技术的飞速发展，我国具备自主可控1:5万SAR和光学DOM建设能力。当前国内外对数字正射影像图生产的研究主要集中在单独处理光学或SAR卫星数据方面，既没有对两个载荷进行综合考量，更在生产中控制点选取方面过分依赖人工。
①基于卫星控制点库和DEM的SAR影像正射纠正方法(CN 107341778 A)：本发明公开了一种基于卫星控制点库和DEM的SAR影像正射纠正方法，其利用外部已有DEM数据和资源三号控制点数据，通过SAR影像模拟技术和影像精确匹配，得到资源三号控制点在SAR影像中的像点坐标，随后通过高精度的资源三号控制点参与SAR正射纠正，得到SAR正射纠正后的DOM影像。本发明可以自动地利用资源三号控制点库参与SAR影像正射纠正，减少人工干预带来的效率低下问题，降低获取控制点的成本。但此发明仅对SAR单一载荷进行处理，未综合考虑光学和SAR两个载荷的处理需求。
②一种城市低空无人机系统生成数字正射影像图的方法(CN 102506824 A)：本发明公开了一种城市低空无人机系统生成数字正射影像图的方法，包括以下步骤：数据资料准备、数据资料包括控制点资料、相机检校文件、姿态资料；影像的空中三角测量，生成核线影像；影像匹配，生成数字表面模型(DSM)；基于城市建筑物特征构建不规则三角网(TIN)和数字高程模型(DEM)内插；数字微分纠正生成数字正射影像图(DOM)；城市低空数字正射影像图镶嵌，包括拼接线选择、匀光匀色、边界裁切。本发明能够充分利用城市低空获取影像的高分辨率优势，高效准确地生产DOM。但此发明主要是针对低空无人机系统，未考虑卫片的处理需求。
在实际应用中，1)人工干预会造成效率低下，人工选点会带来刺点误差等问题。2)受卫星影像成像时间、入射角和大气条件的不同，同一区域不同时间成像影像间存在较大的色彩和色调差异，加上光学和SAR传感器之间的差异，目前的研究缺少将光学和SAR传感器进行综合考量，使得处理方法缺乏全面性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法和系统的技术方案，以解决上述技术问题。
本发明第一方面公开了一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，所述方法包括：
步骤S1、选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；
步骤S2、对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
步骤S3、基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
步骤S4、利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
步骤S5、分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
步骤S6、对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
步骤S7、对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
步骤S8、对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
本发明第二方面公开了一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的系统，所述系统包括：
第一处理模块，被配置为，选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；
第二处理模块，被配置为，对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
第三处理模块，被配置为，基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
第四处理模块，被配置为，利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
第五处理模块，被配置为，分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
第六处理模块，被配置为，对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
第七处理模块，被配置为，对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
第八处理模块，被配置为，对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤。
本发明提出的方案，有效利用已有资源三号光学基准底图自动匹配光学和SAR影像获取区域网平差所需的控制点，减少人工干预带来的效率低下或人工选点带来的刺点误差，可实现大区域星载光学和SAR影像自动和高精度纠正处理。解决了因卫星影像成像时间、入射角和大气条件的不同，同一区域不同时间成像影像间较大的色彩和色调差异，加上光学和SAR传感器之间的差异，充分利用行之有效的匀光匀色和镶嵌线编辑策略，有效保障了大区域光学和SAR影像联合DOM的产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为根据本发明实施例的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的光学和SAR联合像控点提取图；
图3a为根据本发明实施例的海南省光学和SAR数据联合正射纠正影像成果图；
图3b为根据本发明实施例的海南省光学和SAR数据联合正射纠正影像垂轨向图；
图3c为根据本发明实施例的海南省光学和SAR数据联合正射纠正影像沿轨向图；
图4a为根据本发明实施例的江苏省光学和SAR数据联合正射纠正影像成果图；
图4b为根据本发明实施例的江苏省光学和SAR数据联合正射纠正影像垂轨向图；
图4c为根据本发明实施例的江苏省光学和SAR数据联合正射纠正影像沿轨向图；
图5a为根据本发明实施例的光学和SAR正射纠正产品精度对比沿轨向图；
图5b为根据本发明实施例的光学和SAR正射纠正产品精度对比垂轨向图；
图6a为根据本发明实施例的匀光后镶嵌线编辑前图像；
图6b为根据本发明实施例的镶嵌线和闪避点编辑图像；
图6c为根据本发明实施例的镶嵌线和闪避点编辑后图像；
图7a为根据本发明实施例的光学正射纠正产品匀光镶嵌后图；
图7b为根据本发明实施例的雷达正射纠正产品匀光镶嵌后图；
图7c为根据本发明实施例的光学和雷达匀光镶嵌后拼接成果图；
图8为根据本发明实施例的光学数字正射影像成果；
图9为根据本发明实施例的SAR数字正射影像成果；
图10为根据本发明实施例的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的系统的结构图；
图11为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面公开了一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法。图1为根据本发明实施例的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤S1、选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；其中，所述数字正射影像库一般可以选取资源三号数字正射影像库；
步骤S2、对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
步骤S3、基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和资源三号数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
步骤S4、利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和资源三号数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
步骤S5、分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
步骤S6、对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
步骤S7、对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
步骤S8、对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
在步骤S1，选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据。
在一些实施例中，在所述步骤S1中，所述方法还包括：
检查筛选所述原始星载光学影像和原始星载SAR影像的数据覆盖度和影像质量，确定数字正射影像库和外部参考DEM数据与原始星载光学影像和原始星载SAR影像的匹配套合程度。
具体地，采集原始数据和控制资料，所述原始数据包括原始星载光学影像和对应RPC模型，原始星载SAR影像和对应RD模型，所述控制资料包括数字正射影像库、外部参考DEM数据等控制资料。同时检查筛选所述原始星载光学影像和原始星载SAR影像的数据覆盖度和影像质量，确定数字正射影像库和外部参考DEM数据与原始星载光学影像和原始星载SAR影像的匹配套合程度。
在步骤S2，对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型。
在一些实施例中，在所述步骤S2中，所述对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像的方法包括：
步骤S21、对原始星载SAR影像单视斜距复数据方位向或距离向做平均，得到多视处理后SAR影像；然后通过自适应滤波、中值滤波和Lee滤波方法消除所述多视处理后SAR影像的干涉图中系统性的热噪声、由叠掩、遮挡和时相变化引起的去相关噪声以及局部匹配不准引起的噪声，得到所述多视滤波处理后SAR影像；
步骤S22、对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型的方法包括：结合所述RPC模型的特性，利用SAR严格成像几何模型建立地面点的立体空间格网和影像面之间的对应关系作为拟合的控制点，求解RPC参数；RPC参数求解选用与地形无关和与地形相关两种解算方案，得到所述拟合后RPC模型。
在步骤S3，基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和资源三号数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点，如图2所示。
在一些实施例中，在所述步骤S3中，所述基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和资源三号数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点的方法包括：
利用所述原始星载光学影像和数字正射影像库，基于光学影像间特征一致性原则，通过相关系数法、SIFT算法和SGM影像匹配算法获取预设数量的同名点，得到所述原始星载光学影像控制点。
在步骤S4，利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和资源三号数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点，如图2所示。
具体地，利用异源影像间相位一致性原则进行控制点自动匹配处理，实现基于数字正射影像库的原始星载SAR影像控制点自动匹配处理。异源数据匹配主要采用的匹配算法是基于图像的相位一致性，即利用相位一致性的强度和方向信息，构建了一种表示影像几何结构特征的描述符，即相位一致性方向直方图，在图像的频率域中，边缘相似的特征在同一阶段出现的频率较高。
77景影像，共匹配点位53791个，连接点误差为0.68个像素，控制点误差为1.88个像素，如表1所示。
表1
数据名称 ZY3/GF1/GF3
测区范围 海南岛
影像分辨率(米) 2米/6米
影像数(景) 29景NAD/28景MUX/20景GF3
在步骤S5，分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像，如图3a～3c,图4a～4c和5a～5b所示。
在一些实施例中，在所述步骤S5中，所述分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像的方法包括：
步骤S51、使用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，通过影像间控制点的约束关系补偿RPC模型的系统误差；
对每个控制点列如下线性方程，进行光束法平差:
V＝At+BX-l (1)
Figure BDA0003810452060000101
t＝(Δpx0 Δpx1 Δpx2 Δpy0 Δpy1 Δpy2)T,
Figure BDA0003810452060000102
X＝(Δlat Δlon Δheitht)T，
Figure BDA0003810452060000103
其中，RPC模型为原始光学影像RPC模型和SAR影像拟合而成；
其中，
步骤S52、基于所述外部参考DEM数据、原始星载光学和SAR影像区域网平差后的RPC参数，对原始星载光学和多视滤波处理后SAR影像进行正射纠正。
在步骤S6，对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像。
具体地，正射纠正后光学和SAR影像由于成像时间、入射角和大气条件等方面的不同，影像间存在比较明显的颜色或色调差异，消除这些颜色或色调差异可以通过自动匀光和匀色方法，具体通过BUNDLE方法实现，计算每一重叠图像之间的信息平均灰度值，对图像与相邻图像的灰度值进行调整，可以实现影像间的色调平衡。
在步骤S7，对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品。
在一些实施例中，在所述步骤S7中，所述对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品的方法包括：
在所述匀光匀色处理后光学和SAR影像的预设定区域内，增加闪避点，调整镶嵌线两侧局部区域影像的色调；通过增加闪避点和编辑镶嵌线，使预设定区域内的影像间的色调均匀过渡，可以调整相邻图像间局部影像色调差异，使不同成像时间的卫星影像色调更加接近，达到最佳的镶嵌效果，如图6a～6c和图7a～7c所示。
在步骤S8，对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品，如图8和图9所示。
在一些实施例中，在所述步骤S8中，所述标准分幅内图廓的四个角点像元中心点坐标的最小外接矩形，以所述最小外接矩形向外扩展预设值数值P，具体可以P为200个像素；所述标准分幅内图廓的四个角点的像元中心点坐标计算公式如下：
Xmin＝int[min(X1,X2,X3,X4)/d]×d-200×d
Ymin＝int[min(Y1,Y2,Y3,Y4)/d]×d-200×d
Xmax＝int[max(X1,X2,X3,X4)/d+1]×d+200×d
Ymax＝int[max(Y1,Y2,Y3,Y4)/d+1]×d+200×d
式中：(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3)，(X4，Y4)为四个图廓点的坐标，坐标单位为米；d为正射影像地面分辨率，int[·]将数字向下取整，max(·)返回参数列表中的最大值，min(·)返回参数列表中的最小值。
综上，本发明提出的方案能够针对传统光学和SAR数字正射影像生产方法过度依赖人工、效率低的特点，对常规数字正射影像处理流程进行了相关改进操作，利用资源三号光学基准底图基于特征和相位一致性原理，自动匹配了光学和SAR影像联合区域网平差时所需的控制点，能很好的减少人工干预带来的效率低下问题，减小人工选点带来的刺点误差，能够有效指导大区域星载光学和SAR影像高精度的区域网平差和正射纠正处理。
针对目前实际生产过程中因光学和SAR同一区域不同时间成像影像间较大的色彩和色调差异，利用BUNDLE算法和闪避点编辑策略，提供了一种可支撑大区域光学和SAR卫星影像联合匀光匀色和镶嵌线编辑的技术路线，有效保障了实际生产中大区域光学和SAR影像联合DOM的产品质量。
本发明第二方面公开了一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的系统。图10为根据本发明实施例的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的系统的结构图；如图10所示，所述系统100包括：
第一处理模块101，被配置为，选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；
第二处理模块102，被配置为，对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
第三处理模块103，被配置为，基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
第四处理模块104，被配置为，利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
第五处理模块105，被配置为，分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
第六处理模块106，被配置为，对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
第七处理模块107，被配置为，对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
第八处理模块108，被配置为，对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
根据本发明第二方面的系统，第一处理模块，被配置为，检查筛选所述原始星载光学影像和原始星载SAR影像的数据覆盖度和影像质量，确定数字正射影像库和外部参考DEM数据与原始星载光学影像和原始星载SAR影像的匹配套合程度。
根据本发明第二方面的系统，第二处理模块，被配置为，对原始星载SAR影像单视斜距复数据方位向或距离向做平均，得到多视处理后SAR影像；然后通过自适应滤波、中值滤波和Lee滤波方法消除所述多视处理后SAR影像的干涉图中系统性的热噪声、由叠掩、遮挡和时相变化引起的去相关噪声以及局部匹配不准引起的噪声，得到所述多视滤波处理后SAR影像，
对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型包括：
结合所述RPC模型的特性，利用SAR严格成像几何模型建立地面点的立体空间格网和影像面之间的对应关系作为拟合的控制点，求解RPC参数；RPC参数求解选用与地形无关和与地形相关两种解算方案，得到所述拟合后RPC模型。
根据本发明第二方面的系统，第三处理模块，被配置为，利用所述原始星载光学影像和数字正射影像库，基于光学影像间特征一致性原则，通过相关系数法、SIFT算法和SGM影像匹配算法获取预设数量的同名点，得到所述原始星载光学影像控制点。
根据本发明第二方面的系统，第五处理模块，被配置为，使用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，通过影像间控制点的约束关系补偿RPC模型的系统误差；
Figure BDA0003810452060000131
式中，(x，y)是原始星载光学影像和多视滤波处理后SAR影像上的量测坐标,(sample，line)为地面控制点利用RPC参数投影到影像面的投影值。
对每个控制点列如下线性方程，进行光束法平差：
V＝At+BX-l
Figure BDA0003810452060000141
t＝(Δpx0Δpx1 Δpx2 Δpy0Δpy1 Δpy2)T，
Figure BDA0003810452060000142
X＝(Δlat Δlon Δheitht)T，
Figure BDA0003810452060000143
其中，V是残差，A是关于仿射参数的系数矩阵，B是物方坐标的系数矩阵，t为仿射参数改正数，X为物方坐标改正数，l为常数项部分；
其中，RPC模型为原始光学影像RPC模型和SAR影像拟合而成；
基于所述外部参考DEM数据、原始星载光学和SAR影像区域网平差后的RPC参数，对原始星载光学和多视滤波处理后SAR影像进行正射纠正。
根据本发明第二方面的系统，第七处理模块，被配置为，在所述匀光匀色处理后光学和SAR影像的预设定区域内，增加闪避点，调整镶嵌线两侧局部区域影像的色调；通过增加闪避点和编辑镶嵌线，使预设定区域内的影像间的色调均匀过渡。
根据本发明第二方面的系统，第八处理模块，被配置为，所述标准分幅内图廓的四个角点像元中心点坐标的最小外接矩形，以所述最小外接矩形向外扩展预设置数值P个像素；所述标准分幅内图廓的四个角点的像元中心点坐标计算公式如下：
Xmin＝int[min(X1，X2，X3，X4)/d]×d-P×d
Ymin＝int[min(Y1，Y2，Y3，Y4)/d]×d-P×d
Xmax＝int[max(X1，X2，X3，X4)/d+1]×d+P×d
Ymax＝int[max(Y1，Y2，Y3，Y4)/d+1]×d+P×d
式中：(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3)，(X4，Y4)为四个图廓点的坐标，坐标单位为米；d为正射影像地面分辨率，int[·]将数字向下取整，max(·)返回参数列表中的最大值，min(·)返回参数列表中的最小值。
本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本发明公开第一方面中任一项的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤。
图11为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图11所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信(NFC)或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本发明公开第一方面中任一项的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤中的步骤。
请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；
步骤S2、对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
步骤S3、基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
步骤S4、利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
步骤S5、分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
步骤S6、对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
步骤S7、对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
步骤S8、对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
2.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述方法还包括：
检查筛选所述原始星载光学影像和原始星载SAR影像的数据覆盖度和影像质量，确定数字正射影像库和外部参考DEM数据与原始星载光学影像和原始星载SAR影像的匹配套合程度。
3.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像的方法包括：
步骤S21、对原始星载SAR影像单视斜距复数据方位向或距离向做平均，得到多视处理后SAR影像；然后通过自适应滤波、中值滤波和Lee滤波方法消除所述多视处理后SAR影像的干涉图中系统性的热噪声、由叠掩、遮挡和时相变化引起的去相关噪声以及局部匹配不准引起的噪声，得到所述多视滤波处理后SAR影像；
步骤S22、对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型的方法包括：结合所述RPC模型的特性，利用SAR严格成像几何模型建立地面点的立体空间格网和影像面之间的对应关系作为拟合的控制点，求解RPC参数；RPC参数求解选用与地形无关和与地形相关两种解算方案，得到所述拟合后RPC模型。
4.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点的方法包括：
利用所述原始星载光学影像和数字正射影像库，基于光学影像间特征一致性原则，通过相关系数法、SIFT算法和SGM影像匹配算法获取预设数量的同名点，得到所述原始星载光学影像控制点。
5.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像的方法包括：
步骤S51、使用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，通过影像间控制点的约束关系补偿RPC模型的系统误差；
Figure FDA0003810452050000031
式中，(x，y)是原始星载光学影像和多视滤波处理后SAR影像上的量测坐标,(sample，line)为地面控制点利用RPC参数投影到影像面的投影值；
对每个控制点列如下线性方程，进行光束法平差:
V＝At+BX-l
Figure FDA0003810452050000032
t＝(Δpx0 Δpx1 Δpx2 Δpy0 Δpy1 Δpy2)T，
Figure FDA0003810452050000033
x＝(Δlat Δlon Δheitht)T，
Figure FDA0003810452050000034
其中，V是残差，A是关于仿射参数的系数矩阵，B是物方坐标的系数矩阵，t为仿射参数改正数，X为物方坐标改正数，l为常数项部分；
其中，RPC模型为原始光学影像RPC模型和SAR影像拟合而成；
步骤S52、基于所述外部参考DEM数据、原始星载光学和SAR影像区域网平差后的RPC参数，对原始星载光学和多视滤波处理后SAR影像进行正射纠正。
6.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S7中，所述对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品的方法包括：
在所述匀光匀色处理后光学和SAR影像的预设定区域内，增加闪避点，调整镶嵌线两侧局部区域影像的色调；通过增加闪避点和编辑镶嵌线，使预设定区域内的影像间的色调均匀过渡。
7.根据权利要求1所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法，其特征在于，在所述步骤S8中，所述标准分幅内图廓的四个角点像元中心点坐标的最小外接矩形，以所述最小外接矩形向外扩展预设置数值P个像素；所述标准分幅内图廓的四个角点的像元中心点坐标计算公式如下：
Xmin＝int[min(X1，X2，X3，X4)/d]×d-P×d
Ymin＝int[min(Y1，Y2，Y3，Y4)/d]×d-P×d
Xmax＝int[max(X1，X2，X3，X4)/d+1]×d+P×d
Ymax＝int[max(Y1，Y2，Y3，Y4)/d+1]×d+P×d
式中：(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3)，(X4，Y4)为四个图廓点的坐标，坐标单位为米；d为正射影像地面分辨率，int[·]将数字向下取整，max(·)返回参数列表中的最大值，min(·)返回参数列表中的最小值。
8.一种用于制作大区域星载光学和SAR影像DOM的系统，其特征在于，所述系统包括：
第一处理模块，被配置为，选取测区内原始星载光学影像及RPC模型、原始星载SAR影像及RD模型、数字正射影像库和外部参考DEM数据；
第二处理模块，被配置为，对所述原始星载SAR影像进行多视和滤波处理，得到多视滤波处理后SAR影像；对所述RD模型开展RPC方程替代得到拟合后RPC模型；
第三处理模块，被配置为，基于光学影像特征一致性原则，开展所述原始星载光学影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到原始星载光学影像控制点；
第四处理模块，被配置为，利用异源影像相位一致性原则，开展所述多视滤波处理后SAR影像和数字正射影像间像控点的匹配，得到多视滤波处理后SAR影像控制点；
第五处理模块，被配置为，分别利用所述原始星载光学影像控制点和多视滤波处理后SAR影像控制点，基于所述原始星载光学影像及RPC模型，所述多视滤波处理后SAR影像和拟合后RPC模型开展联合区域网平差和正射纠正处理，得到正射纠正后光学和SAR影像；
第六处理模块，被配置为，对所述正射纠正后光学和SAR影像开展自动匀光和匀色处理，得到匀光匀色处理后光学和SAR影像；
第七处理模块，被配置为，对所述匀光匀色处理后光学和SAR影像进行镶嵌处理，得到镶嵌后光学和SAR正射纠正产品；
第八处理模块，被配置为，对所述镶嵌后光学和SAR正射纠正产品按标准分幅进行裁切处理，得到标准分幅光学和SAR影像DOM产品。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种制作大区域星载光学和SAR影像DOM的方法中的步骤。
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