CN115660721A - 基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法，涉及遥感影像统筹技术领域，包括需求获取模块，其配置为获取用户的标准化需求；第一影像获取模块，其配置为根据用户需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像；需求融合模块，其配置为对不同用户的需求进行分析，并对需求进行融合，得到融合需求；需求更新模块，其配置为根据第一匹配影像对融合需求进行更新；第二影像获取模块，其配置为根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像；影像分发模块，其配置为将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像分发给相应的用户。本发明通过融合不同用户的需求和最大化重复利用历史订单影像，能够避免订单和影像的重复生产。

Description

基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法

技术领域

本发明涉及遥感影像统筹领域，具体涉及一种基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法。

背景技术

随着卫星对地观测系统的发展，遥感数据逐步呈现多来源，多尺度，多时相和全球覆盖等特征，数据量爆炸性增长，形成TB级，PB级的发展趋势。遥感数据的数据类型复杂、海量存储、更新快等特点从技术上增加了用户检索遥感数据的难度，限制了遥感数据在更多领域中的应用。如何更有序，更高效地提供海量遥感数据服务，满足用户多样性化需求，实现既有遥感信息的快速共享分发以及定制遥感信息的准确反馈，已经成为空间信息科学领域研究，业务应用部门和机构重点关心的问题之一。

遥感影像统筹系统为用户提供遥感影像订购服务，根据用户需求进行影像检索后将已有的影像分发给用户。而对于产品库中不存在的影像，会针对每个订单进行生产。对于多个用户而言，不同用户的订单之间有一定的相关性，在生产过程中会出现影像的重复生产导致资源浪费的问题。另一方面，对于单个用户而言，当新订单与旧订单之间有交集时，用户历史订购的订单影像也没有被充分利用，导致用户对影像的重复订购，产生进一步的资源浪费。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出的基于用户需求的遥感影像统筹系统能够为用户提供更精准的影像推荐服务，减少不必要的影像资源浪费。

本发明提供一种基于用户需求的遥感影像统筹系统，所述系统包括：

需求获取模块，其配置为获取用户的标准化需求；

第一影像获取模块，其配置为根据标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成；

需求融合模块，其配置为对不同用户的标准化需求进行分析，并对标准化需求进行融合，得到融合需求；

需求更新模块，其配置为根据第一匹配影像对融合需求进行更新；

第二影像获取模块，其配置为根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像；

影像分发模块，其配置为将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

于本发明一具体实施例中，所述需求获取模块包括：

接收单元，其配置为接收用户的影像需求；

判断单元，其配置为判断所述需求为标准化需求或非标准化需求；

标准化单元，其配置为对非标准化需求进行标准化处理，转化为标准化需求。

于本发明一具体实施例中，所述标准化需求包括影像采集时间、目标区域、传感器类型、星源类型、影像分辨率、影像质量、影像等级、任务信息。

于本发明一具体实施例中，所述需求更新模块包括：

计算单元，其配置为计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域；

更新单元，其配置为从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求。

于本发明一具体实施例中，计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域的方法为：

步骤一、将第一匹配影像随机排序，从第一张影像开始选取，将其与目标区域进行比对，取该张第一匹配影像与目标区域的交集，作为第一重叠区域；

步骤二、将第一重叠区域进行合并、去重，得到第二重叠区域，对第二重叠区域进行形态学运算，得到重叠区域。

于本发明一具体实施例中，所述需求融合模块包括：

相关性计算单元，其配置为计算不同用户的标准化需求间的相关性，其中，相关性包括影像采集时间的相交率和目标区域的重叠率；

融合单元，其配置为对相关性高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求。

于本发明一具体实施例中，所述第二影像获取模块包括：

影像库检索单元，其配置为将融合需求作为检索条件检索第二影像库，得到匹配影像；

算法检索单元，其配置为根据影像组搜索算法对所述匹配影像创建搜索路径，根据搜索路径选取影像，得到第二匹配影像。

于本发明一具体实施例中，所述第二影像获取模块还配置为：当影像检索得到的第二匹配影像无法满足融合需求时，制定计划调度卫星进行影像生产。

于本发明一具体实施例中，所述影像分发模块包括：

第一分发单元，其配置为将第一匹配影像分发给其对应的用户，具体为，每组融合需求对应n个用户

，每个用户对应k幅第一匹配影像，

，对用户p，分发的方式为将用户

对应的第一匹配影像分发给用户U_p；

第二分发单元，其配置为将第二匹配影像分发给其对应的融合需求对应的所有用户。

本发明还提供一种基于用户需求的遥感影像统筹方法，所述方法应用于上述任一项所述的系统，包括：

S1 获取用户的需求，判断所述需求为标准化需求或非标准化需求，对非标准化需求进行标准化处理，得到标准化需求；

S2 根据所述标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成；

S3 对不同用户的标准化需求进行相关度计算，对相关度高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求；

S4 计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域，从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求；

S5 根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像；

S6 将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

本发明提出了一种基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法，该系统由需求获取模块、第一检索模块、需求融合模块、需求更新模块、第二检索模块和影像分发模块构成。本发明的有益效果为：

（1）对不同用户的统筹需求进行了需求融合，减少了统筹生产的次数，避免了相似订单重复生产造成的资源浪费；

（2）将可用的已购影像优先使用于新的统筹生产，大大提升了用户历史订单已购影像的利用率，避免了影像的重复生产和订购。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明一实施例中基于用户需求的遥感影像统筹系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例中需求获取模块的结构示意图；

图3为本发明一实施例中需求融合模块的结构示意图；

图4为本发明一实施例中第二影像获取模块的结构示意图；

图5为本发明一实施例中基于用户需求的遥感影像统筹方法的流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种基于用户需求的遥感影像统筹系统，所述系统包括模块：需求获取模块、第一影像获取模块、需求融合模块、需求更新模块、第二影像获取模块和影像分发模块。

其中，需求获取模块，其配置为获取用户的标准化需求。

在本发明的一个实施例中，所述需求获取模块具体包括：

接收单元，其配置为接收用户的影像需求，具体地，系统通过文件形式或人机交互的方式获取用户的影像需求。其中人机交互的方式包括用户选择选项和用户输入语义信息。

判断单元，其配置为判断所述需求为标准化需求或非标准化需求。其中，用户输入语义信息以及通过文件形式获取的影像需求为非标准化需求。

标准化单元，其配置为对非标准化需求进行标准化处理，转化为标准化需求。具体地，当影像需求为非标准化需求时，在信息抽取知识库和需求转义知识库的支持下，对其进行关键信息抽取并对关键信息进行标准化。

于本发明一具体实施例中，所述标准化需求包括影像采集时间、目标区域、传感器类型、星源类型、影像分辨率、影像质量、影像等级、任务信息。

具体地，对非标准化需求进行标准化处理的内容包括：

1）影像采集时间的标准化处理：将识别出来的影像采集时间的格式转换为标准格式。

2）目标区域的标准化处理：将输入的目标区域的范围转变为标准空间数据，包括目标区域的边缘的坐标信息，该坐标信息可以是经纬度或其他坐标规范下的坐标。

3）任务信息的标准化处理，将任务描述转变为具体的影像参数，任务名称转换基于需求转义知识库，知识库中包含任务对应的影像参数及其对应关系，通过任务信息转换获取完成任务所需的影像参数。

第一影像获取模块，其配置为根据标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成。

需要说明的是，第一影像获取模块用于获取用户历史订单中的可用影像，将其用于后续统筹，避免用户对相同的影像进行二次订购。

需求融合模块，其配置为对不同用户的标准化需求进行分析，并对标准化需求进行融合，得到融合需求。

于本发明一具体实施例中，所述需求融合模块包括：

相关性计算单元，其配置为计算不同用户的标准化需求之间的相关性，其中，相关性包括影像采集时间的相交率和目标区域的重叠率。

融合单元，其配置为对相关性高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求。

在本发明一实施例中，具体过程如下：

在本实施例中，预设阈值为70%。具体地，可以是影像采集时间的相交率和目标区域的重叠率都达到70%，也可以是影像采集时间的相交率与目标区域的重叠率的平均值达到70%。在另外的实施例中，预设阈值也可以设为60%或其他数值，通常来说，预设阈值应处于60%-100%之间。

将相关性高于预设阈值的标准化需求作为待融合需求，在融合知识库的支持下，根据关键信息对待融合需求之间的相似度进行分析计算，根据计算结果进行需求融合归并。具体地，将待融合需求按照具体内容分别进行融合。例如，将待融合需求中的影像分辨率进行融合时，取更高的分辨率作为融合后的影像分辨率，如用户A的影像分辨率要求为高于10米，用户B的影像分辨率要求为5米，取5米作为融合需求。星源与传感器根据分辨率要求进行相应修改。影像质量取更高影像质量作为融合需求，影像等级要求相同。

需求更新模块，其配置为根据第一匹配影像对融合需求进行更新。

于本发明一具体实施例中，所述需求更新模块具体包括：

计算单元，其配置为计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域。

于本发明一具体实施例中，计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域的方法为：

步骤一、将第一匹配影像随机排序，从第一张影像开始选取，将其与目标区域进行比对，取该张第一匹配影像与目标区域的交集，作为第一重叠区域。

步骤二、将第一重叠区域进行合并、去重，得到第二重叠区域，对第二重叠区域进行形态学运算，得到重叠区域。

其中，形态学运算的方法可以是二值形态学、灰度形态学等。

对第二重叠区域进行形态学运算可以去除微小的区域，对其进行平滑处理，得到的重叠区域为连续区域，便于后续的融合处理。

更新单元，其配置为从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求。

需要说明的是，需求更新模块用于将用户的历史已购影像覆盖的区域从融合需求上去除。后续仅需获取更新后的融合需求对应区域范围的影像，避免了影像的重复订购和生产。

第二影像获取模块，其配置为根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像。

于本发明一具体实施例中，所述第二影像获取模块包括：

影像库检索单元，其配置为将融合需求作为检索条件检索第二影像库，得到匹配影像。

算法检索单元，其配置为根据影像组搜索算法对所述匹配影像创建搜索路径，根据搜索路径选取影像，得到第二匹配影像。需要说明的是，与一般图像检索生产不同，统筹系统的目的是快速完成一张图的生产，直接服务于后续应用场景如镶嵌场景，一张图为完整覆盖目标区域的一组影像，需要通过影像组搜索算法根据覆盖率构建影像搜索路径。

于本发明一具体实施例中，所述第二影像获取模块还配置为：当影像检索得到的第二匹配影像无法满足融合需求时，制定计划调度卫星进行影像生产。

影像分发模块，其配置为将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

于本发明一具体实施例中，所述影像分发模块包括：

第一分发单元，其配置为将第一匹配影像分发给其对应的用户，具体为，每组融合需求对应n个用户

，每个用户对应k幅第一匹配影像，

，对用户p，分发的方式为将用户

对应的第一匹配影像分发给用户U_p，即对同一组融合需求对应的用户中，将其他用户对应的第一匹配影像分发给用户p。

第二分发单元，其配置为将第二匹配影像分发给其对应的融合需求对应的所有用户。第二分发单元对同一组融合需求对应的每个用户分发相同的一组第二匹配影像，可看作是公共匹配影像。

请参阅图4，同时，本发明还提供一种基于用户需求的遥感影像统筹方法，所述方法包括：

S1 获取用户的需求，判断所述需求为标准化需求或非标准化需求，对非标准化需求进行标准化处理，得到标准化需求。

S2 根据所述标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成。

S3 对不同用户的标准化需求进行相关度计算，对相关度高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求。

S4 计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域，从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求。

S5 根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像。

S6 将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

本发明提出了一种基于用户需求的遥感影像统筹系统及方法，该系统由需求获取模块、第一检索模块、需求融合模块、需求更新模块、第二检索模块和影像分发模块构成。本发明的有益效果为：

（1）对不同用户的统筹需求进行了需求融合，减少了统筹生产的次数，避免了相似订单重复生产造成的资源浪费；

（2）将可用的已购影像优先使用于新的统筹生产，大大提升了用户历史订单已购影像的利用率，避免了影像的重复生产和订购。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述系统包括：

需求获取模块，其配置为获取用户的标准化需求；

第一影像获取模块，其配置为根据标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成；

需求融合模块，其配置为对不同用户的标准化需求进行分析，并对标准化需求进行融合，得到融合需求；

需求更新模块，其配置为根据第一匹配影像对融合需求进行更新；

第二影像获取模块，其配置为根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像；

影像分发模块，其配置为将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

2.根据权利要求1所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述需求获取模块包括：

接收单元，其配置为接收用户的影像需求；

判断单元，其配置为判断所述需求为标准化需求或非标准化需求；

标准化单元，其配置为对非标准化需求进行标准化处理，转化为标准化需求。

3.根据权利要求2所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述标准化需求包括影像采集时间、目标区域、传感器类型、星源类型、影像分辨率、影像质量、影像等级、任务信息。

4.根据权利要求3所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述需求更新模块包括：

计算单元，其配置为计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域；

更新单元，其配置为从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求。

5.根据权利要求4所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域的方法为：

步骤一、将第一匹配影像随机排序，从第一张影像开始选取，将其与目标区域进行比对，取该张第一匹配影像与目标区域的交集，作为第一重叠区域；

步骤二、将第一重叠区域进行合并、去重，得到第二重叠区域，对第二重叠区域进行形态学运算，得到重叠区域。

6.根据权利要求3所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述需求融合模块包括：

相关性计算单元，其配置为计算不同用户的标准化需求间的相关性，其中，相关性包括影像采集时间的相交率和目标区域的重叠率；

融合单元，其配置为对相关性高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求。

7.根据权利要求1所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述第二影像获取模块包括：

影像库检索单元，其配置为将融合需求作为检索条件检索第二影像库，得到匹配影像；

算法检索单元，其配置为根据影像组搜索算法对所述匹配影像创建搜索路径，根据搜索路径选取影像，得到第二匹配影像。

8.根据权利要求7所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述第二影像获取模块还配置为：当影像检索得到的第二匹配影像无法满足融合需求时，制定计划调度卫星进行影像生产。

9.根据权利要求1所述的基于用户需求的遥感影像统筹系统，其特征在于，所述影像分发模块包括：

第一分发单元，其配置为将第一匹配影像分发给其对应的用户，具体为，每组融合需求对应n个用户

，每个用户对应k幅第一匹配影像，

，对用户p，分发的方式为将用户

对应的第一匹配影像分发给用户U_p；

第二分发单元，其配置为将第二匹配影像分发给其对应的融合需求对应的所有用户。

10.一种基于用户需求的遥感影像统筹方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1-9中任一项所述的系统，包括：

S1 获取用户的需求，判断所述需求为标准化需求或非标准化需求，对非标准化需求进行标准化处理，得到标准化需求；

S2 根据所述标准化需求在第一影像库中进行影像检索，得到第一匹配影像，所述第一影像库由用户历史订单中的影像构成；

S3 对不同用户的标准化需求进行相关度计算，对相关度高于预设阈值的标准化需求进行融合，得到融合需求；

S4 计算第一匹配影像与融合需求中目标区域的重叠区域，从融合需求的目标区域上去除所述重叠区域，并更新融合需求；

S5 根据融合需求在第二影像库中进行影像检索，得到第二匹配影像，所述第二影像库包括在线影像库中所有影像；

S6 将所述第一匹配影像和所述第二匹配影像根据需求分发给相应的用户。

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