[发明专利]一种基于单幅卫星图像的最大储油量提取系统

权利要求书

1.一种基于单幅卫星图像的最大储油量提取系统，其特征在于，包括卫星遥感图像浏览模块、图像子区域分割模块、边界点自动捕捉模块、油罐阴影测高模块和储油量计算模块；

其中，卫星遥感图像浏览模块用于获取卫星遥感图像操作时的人机交互信息：图像子区域分割模块用于提取油罐目标的轮廓边缘，方便关键点选取；边界点自动捕捉模块用于弧边上的关键点的辅助选取；油罐阴影测高模块用于基于油罐阴影信息计算油罐的高度；储油量计算模块用于根据油罐高度和底部半径计算得到最大储油量；

还包括同名弧距计算模块，所述边界点自动捕捉模块根据图像子区域分割模块定位的同名弧边P’和P”，确定相对应的同名弧点A’和A”，经由所述同名弧距计算模块计算得到同名弧距A’A”；

其中过两个同名弧边的圆心且斜率为太阳方位的直线与两个同名弧边的交点为同名弧点，两个同名弧点之间的距离为同名弧距；

计算同名弧距包括：

在图像子区域分割模块定位的同名弧边上选取关键元素；

根据选取的关键元素确定相对应的同名弧点A’和A”；

计算得到同名弧距；

在图像子区域分割模块定位的同名弧边上选取关键元素包括：

基于几何精校正图像，分别在上述定位的油罐同名弧边P’和P”上任选三点，作为输入关键元素，其中：

同名弧边P’上的任三点坐标：P’₁(x’₁，y’₁)、P’₂(x’₂，y’₂)、P’₃(x’₃，y’₃)；

同名弧边P”上的任三点坐标：P”₁(x₁，y₁)、P”₂(x₂，y₂)、P”₃(x₃，y₃)；

确定相对应的同名弧点A’和A”包括：计算圆弧和过圆弧圆心且斜率为太阳方位的直线的交点坐标模型为：

上式中，K表示过圆心直线的斜率；R表示圆的半径；γ表示太阳方位角；

其中：圆心坐标M(A，B)、半径为R的圆的方程为(x-A)²+(y-B)²＝R²；过圆心M且斜率为K的直线方程为y＝Kx+B-KA；

分别将P’和P”的圆心坐标、半径以及直线斜率ctgγ代入上述交点坐标模型，可得到同名弧点A’(x'，y')和A”(x，y)的坐标；

同名弧距为同名弧点A’(x'，y')和A”(x，y)之间的距离，其表达式为：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，卫星遥感图像浏览模块用于在人机交互时，获取油罐卫星图像及拍摄图像时的成像参数；其中所述成像参数包括：太阳高度角α、卫星高度角β、太阳方位角γ和卫星方位角θ。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括图像校正模块，用于对卫星遥感图像浏览模块获取的油罐卫星图像进行几何精校正得到几何精校正图像；

其中，图像校正模块执行下述流程：

1)采集地面控制点：在获取的油罐卫星图像上，采集六个以上、具有清晰明显定位标志并尽可能均匀分布的控制点；

2)选择几何校正模型：选择多项式几何校正模型，建立图像坐标与参考坐标的关系；

3)图像重采样：采用重采样方法，对油罐卫星图像进行重新插值计算，生成几何精校正图像。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像子区域分割模块根据油罐在几何精校正卫星图像上的阴影边界特征，识别和定位油罐同名弧边P’和P”；其中同名弧边是指遥感图像上油罐顶部边缘的像P’和该边缘阴影的像P”；

同名弧边的识别与定位采取人机交互模式或专家判读模式；

人机交互模式，具体为首先基于计算机自动检测阴影边界，然后根据油罐阴影边界结合人工进行同名弧边的优选定位；

专家模式，基于专家判读知识，直接进行同名弧边的判读定位。