[发明专利]基于改进相位一致性特征矢量底图匹配的SAR影像校正方法

说明书

本公开提供了一种基于改进相位一致性特征矢量底图匹配的SAR影像校正方法，包括：将矢量底图按指定分辨率转换为二值化栅格图像；将待校正原始SAR影像按照所述指定分辨率进行地理编码；根据栅格化的矢量底图和地理编码后的SAR影像的地理信息确定两幅图像间的共同区域；基于改进相位一致性算子提取地理编码后的SAR影像线状特征图，用于与栅格化的矢量底图进行自动匹配；对矢量底图切片和提取线状特征后影像切片进行模板匹配处理；利用Ransac方法筛选匹配点对，去除误匹配点，得到原始SAR影像的控制点信息，采用像方仿射变换模型进行图像校正处理，得到几何定位准确的SAR影像。本公开校正方法提升了匹配结果准确性。

技术领域

本公开涉及遥感技术领域，尤其涉及一种基于改进相位一致性特征矢量底图匹配的SAR影像校正方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)作为一种全天时、全天候的对地观测手段，在灾害地区、多云雾等情况下具有明显的优势，近年来在轨运行的SAR遥感卫星数量不断增加，包括PalSAR、Cosmo、RadarSat、TerraSAR、高分三号等，获取的SAR遥感影像数据量越来越大。遥感影像的精确定位是遥感数据定量化应用的重要前提，常规的遥感图像几何校正处理需要基于野外控制点进行，这种方法需要耗费大量的人力和财力资源，而且无法及时获取关注区域的信息，时效性较差[仇晓兰，韩传钊，刘佳音.一种基于持续运动模型的星载SAR几何校正方法[J].雷达学报,2013,2(1):54-59]。近年来提出了基于光学控制底图自动匹配的SAR影像校正方法，但是高精度定位的光学控制影像覆盖范围有限，而且光学控制数据的更新较为困难，无法满足不断更新SAR影像的自动校正要求。

目前，星载SAR遥感影像自动几何校正普遍通过与光学控制底图的自动匹配完成，解决遥感影像人工几何纠正方法精度差、效率低的问题[许金萍等，基于GCP库的星载SAR图像自动精校正[J].测绘科学,2009,34(5):107-109]，需要选取纹理丰富的图像切片构建控制点库，存储控制点的空间属性信息和图像信息；在SAR图像与光学GCP切片的匹配处理方面，首先在粗匹配阶段，应用卫星轨道参数计算待校正图像的四角位置，然后采用仿射变换和重采样方法获取尺度统一、无旋转角度的粗匹配区域，在精匹配阶段，采用归一化互相关系数进行同名点的精确定位，得到精确的匹配结果，计算公式如下：

其中，(x,y)为(u,v)的邻域点，E(I)、E(T)为参考图像I和模板图像T在的灰度均值。

为了实现栅格图像和矢量图的匹配处理，需要进行线状特征提取，在这方面常用的特征提取算法包括Sobel算子、Canny算子等。Canny边缘检测算子[Canny J.Acomputational approach to edge detection[J].IEEE Trans on Pattern AnalysisMachine Intelligence 1986,8(10):679-698.]利用高斯函数的一阶微分，在噪声抑制和边缘检测之间寻求较好的平衡，其表达式近似于高斯函数的一阶导数，设G(x,y)为二维高斯函数，对图像I(x,y)，由Canny算子得到边缘强度和边缘方向如下所示：

边缘强度：

边缘方向：

进行非极值抑制和边缘跟踪处理，去除弱边缘点，得到连续边缘。