本發(fā)明涉及圖像處理，特別涉及一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、遙感技術(shù)是一種通過(guò)衛(wèi)星或其他高空平臺(tái)，對(duì)地球表面進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知和測(cè)量的技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，為水資源的保護(hù)和利用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。但是由于拍攝設(shè)備胡總和拍攝參數(shù)的差異會(huì)出現(xiàn)不同分辨率的遙感圖像，對(duì)于不同分布率的遙感圖像在環(huán)水保監(jiān)測(cè)中具有不同的優(yōu)勢(shì)，例如高分辨率全色影像空間結(jié)構(gòu)信息豐富，能夠詳盡地表達(dá)地物的細(xì)節(jié)特征。低分辨率多光譜影像光譜信息豐富，有利于對(duì)地物的識(shí)別與解譯，因此如何生成一種兼具二者優(yōu)勢(shì)的高分辨率多光譜影像成為了輸變電工程環(huán)水保衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的難題之一。因此本發(fā)明提出一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法、系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法、系統(tǒng)，完成輸變電工程環(huán)水保衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)過(guò)程中高分辨影像與低分辨率影像的融合生成高分辨率多光譜影像，輔助環(huán)水保監(jiān)測(cè)人員更好的完成環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。

2、本發(fā)明提供一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法，包括：

3、步驟1：對(duì)初始低分辨率遙感圖像進(jìn)行上采樣，獲得高光譜遙感圖像，并對(duì)初始低分辨率遙感圖像對(duì)應(yīng)的同空間分辨率初始高分辨遙感圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，獲得高分辨全色圖像；

4、步驟2：基于第一特征提取模型提取高光譜遙感圖像的光譜特征，獲得遙感光譜特征；

5、步驟3：基于第二特征提取模型提取高分辨全色圖像的紋理特征提取，獲得遙感紋理特征；

6、步驟4：將遙感光譜特征、遙感紋理特征和高分辨全色圖像進(jìn)行融合獲得高分辨率多光譜影像。

7、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，對(duì)初始低分辨率遙感圖像對(duì)應(yīng)的同空間分辨率初始高分辨遙感圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，獲得高分辨全色圖像，包括：

8、根據(jù)輸變電工程的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地物分布特征，對(duì)初始高分辨遙感圖進(jìn)行識(shí)別，確定輸變電工程站區(qū)及沿線經(jīng)過(guò)區(qū)域；

9、基于輸變電工程站區(qū)及沿線經(jīng)過(guò)區(qū)域以及預(yù)設(shè)保護(hù)范圍，結(jié)合遙感圖像的比例尺，分別在初始低分辨率遙感圖像及其對(duì)應(yīng)的同空間分辨率初始高分辨遙感圖像上，確定有效環(huán)水保區(qū)域；

10、將有效環(huán)水保區(qū)域作為圖像增強(qiáng)中心，基于注意力機(jī)制算法，對(duì)初始高分辨遙感圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，獲得高分辨全色圖像。

11、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，第一特征提取模型和第二特征提取模型均為多尺度特征提取模型，且二者的特征提取尺度一致。

12、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，還包括：

13、第一特征提取模型和第二特征提取模型的特征提取尺度確定，具體方法包括：

14、將高光譜遙感圖像和高分辨全色圖像對(duì)應(yīng)的分辨率進(jìn)行對(duì)比，獲得最小分辨率；

15、并同步獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的標(biāo)準(zhǔn)特征提取尺寸密度；

16、基于最小分辨率，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)特征提取尺寸密度，獲得第一特征提取模型和

17、第二特征提取模型對(duì)應(yīng)的特征提取尺度。

18、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，還包括：

19、獲取多個(gè)歷史高分辨率遙感圖像，基于多個(gè)隨機(jī)特征提取尺寸密度，結(jié)合歷史高分辨率遙感圖像的初始分辨率以及最大縮放尺度，生成多個(gè)第一特征提取尺度；

20、基于多個(gè)第一特征提取尺度，分別多個(gè)高分辨率遙感圖像進(jìn)行圖層分離，獲得多第一歷史圖層金字塔，并對(duì)同一第一歷史圖層金字塔的各個(gè)歷史圖層之間的圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；

21、基于對(duì)比結(jié)果，確定每個(gè)第一歷史圖層金字塔的第一數(shù)據(jù)冗余率，并將同一隨機(jī)特征提取尺寸密度對(duì)應(yīng)的第一歷史圖層金字塔的數(shù)據(jù)冗余率進(jìn)行加權(quán)平均，獲得第一平均冗余率；

22、基于第一平均冗余率，確定最佳特征提取尺寸密度，根據(jù)最佳特征提取尺寸密度對(duì)應(yīng)的相鄰特征提取尺寸密度，確定最佳提取密度范圍；

23、對(duì)最佳提取密度范圍進(jìn)行區(qū)間均分，獲得上中下三個(gè)小范圍，若最佳特征提取尺寸密度在中間小范圍內(nèi)，則將最佳特征提取尺寸密度作為最終特征提取尺寸密度；

24、否則，分別獲取上中下三個(gè)小范圍的中間特征提取尺寸密度作為檢驗(yàn)特征提取尺寸密度，基于檢驗(yàn)特征提取尺寸密度，結(jié)合歷史高分辨率遙感圖像的初始分辨率以及最大縮放尺度，生成多個(gè)第二特征提取尺度；

25、基于第二特征提取尺度，分別多個(gè)高分辨率遙感圖像進(jìn)行圖層分離，獲得第二歷史圖層金字塔，并對(duì)同一第二歷史圖層金字塔的各個(gè)歷史圖層之間的圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；

26、基于對(duì)比結(jié)果，確定每個(gè)第二歷史圖層金字塔的第二數(shù)據(jù)冗余率，判斷并將同一檢驗(yàn)特征提取尺寸密度對(duì)應(yīng)的第二歷史圖層金字塔的數(shù)據(jù)冗余率進(jìn)行加權(quán)平均，獲得第二平均冗余率；

27、判斷所述第二平均冗余率中是否存在小于最佳特征提取尺度密度對(duì)應(yīng)的第一平均冗余率的數(shù)值；

28、若不存，在則將最佳特征提取尺寸密度作為最終特征提取尺寸密度；

29、否則，將最小第二平均冗余率對(duì)應(yīng)的最佳特征提取尺寸密度作為最終特征提取尺寸密度；

30、將所述最終特征提取尺寸密度作為標(biāo)準(zhǔn)特征提取尺寸密度進(jìn)行存儲(chǔ)。

31、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，將遙感光譜特征、遙感紋理特征和高分辨全色圖像進(jìn)行融合獲得高分辨率多光譜影像，包括：

32、獲取第一特征提取模型和第二特征提取模型的特征提取尺度，基于所述特征提取尺度對(duì)高分辨全色圖像進(jìn)出處理，得到圖像金字塔；

33、基于圖像金字塔每層對(duì)應(yīng)的分辨率，獲取對(duì)應(yīng)的遙感子光譜特征和遙感子紋理特征，并將當(dāng)前圖層與遙感子光譜特征和遙感子紋理特征進(jìn)行同層特征融合，獲得融合圖層；

34、基于上采樣方法，將頂層融合圖層與低層融合圖層進(jìn)行融合，獲得高分辨率多光譜影像。

35、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合方法中，在獲得高分辨率多光譜影像后，還包括：

36、對(duì)高分辨率多光譜影像質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并判斷高分辨率多光譜影像中的有效環(huán)水保區(qū)域的清晰度是否達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，若是，則對(duì)所述高分辨率多光譜影像進(jìn)行中的有效環(huán)水保區(qū)域進(jìn)行邊緣增強(qiáng)處理后，獲得最終輸出影像；

37、否則，對(duì)高分辨率多光譜影像進(jìn)行去噪處理后進(jìn)行特征點(diǎn)提取，并獲取每個(gè)特征點(diǎn)任意兩個(gè)領(lǐng)域信息熵的信息熵差，當(dāng)所述信息熵差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，判定所述特征點(diǎn)為不穩(wěn)定點(diǎn)；

38、將所述任意兩個(gè)領(lǐng)域信息熵中較大熵值對(duì)應(yīng)的領(lǐng)域作為目標(biāo)領(lǐng)域，基于目標(biāo)領(lǐng)域以及所述不穩(wěn)定點(diǎn)在高分辨率多光譜影像上的像素位，在初始高分辨率遙感圖像進(jìn)行補(bǔ)充區(qū)域定位；

39、基于補(bǔ)充領(lǐng)域?qū)Σ环€(wěn)定點(diǎn)進(jìn)行插值處理，并對(duì)插值處理后得到的新的高分辨率多光譜影像進(jìn)行中的有效環(huán)水保區(qū)域進(jìn)行邊緣增強(qiáng)，獲得最終輸出影像。

40、本發(fā)明一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，包括：

41、初始圖像處理模塊，用于對(duì)初始低分辨率遙感圖像進(jìn)行上采樣，獲得高光譜遙感圖像，并對(duì)初始低分辨率遙感圖像對(duì)應(yīng)的同空間分辨率初始高分辨遙感圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，獲得高分辨全色圖像；

42、光譜特征提取模塊，用于基于第一特征提取模型提取高光譜遙感圖像的光譜特征，獲得遙感光譜特征；

43、紋理特征提取模塊，用于基于第二特征提取模型提取高分辨全色圖像的紋理特征提取，獲得遙感紋理特征；

44、遙感圖像融合模塊，用于將遙感光譜特征、遙感紋理特征和高分辨全色圖像進(jìn)行融合獲得高分辨率多光譜影像。

45、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)中，還包括：特征提取準(zhǔn)備模塊，用于第一特征提取模型和第二特征提取模型的特征提取尺度確定，包括：

46、對(duì)比處理單元，用于將高光譜遙感圖像和高分辨全色圖像對(duì)應(yīng)的分辨率進(jìn)行對(duì)比，獲得最小分辨率；

47、數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的標(biāo)準(zhǔn)特征提取尺寸密度；

48、尺度確定單元，用于基于最小分辨率，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)特征提取尺寸密度，獲得第一特征提取模型和第二特征提取模型對(duì)應(yīng)的特征提取尺度。

49、優(yōu)選的，在一種輸變電環(huán)水保的高精度遙感影像數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)中，還包括：輸出處理模塊，用于：

50、對(duì)高分辨率多光譜影像質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并判斷高分辨率多光譜影像中的有效環(huán)水保區(qū)域的清晰度是否達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，若是，則對(duì)所述高分辨率多光譜影像進(jìn)行中的有效環(huán)水保區(qū)域進(jìn)行邊緣增強(qiáng)處理后，獲得最終輸出影像；

51、否則，對(duì)高分辨率多光譜影像進(jìn)行去噪處理后進(jìn)行特征點(diǎn)提取，并獲取每個(gè)特征點(diǎn)任意兩個(gè)領(lǐng)域信息熵的信息熵差，當(dāng)所述信息熵差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，判定所述特征點(diǎn)為不穩(wěn)定點(diǎn)；

52、將所述任意兩個(gè)領(lǐng)域信息熵中較大熵值對(duì)應(yīng)的領(lǐng)域作為目標(biāo)領(lǐng)域，基于目標(biāo)領(lǐng)域以及所述不穩(wěn)定點(diǎn)在高分辨率多光譜影像上的像素位，在初始高分辨率遙感圖像進(jìn)行補(bǔ)充區(qū)域定位；

53、基于補(bǔ)充領(lǐng)域?qū)Σ环€(wěn)定點(diǎn)進(jìn)行插值處理，并對(duì)插值處理后得到的新的高分辨率多光譜影像進(jìn)行中的有效環(huán)水保區(qū)域進(jìn)行邊緣增強(qiáng)，獲得最終輸出影像。

54、有現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)對(duì)初始低分辨率遙感圖像進(jìn)行上采樣，獲得高光譜遙感圖像，并對(duì)初始低分辨率遙感圖像對(duì)應(yīng)的同空間分辨率初始高分辨遙感圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，獲得高分辨全色圖像；然后基于第一特征提取模型提取高光譜遙感圖像的光譜特征，獲得遙感光譜特征；基于第二特征提取模型提取高分辨全色圖像的紋理特征提取，獲得遙感紋理特征，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低分辨率圖像和高分辨率圖像的優(yōu)勢(shì)特征的針對(duì)性獲??；最后將遙感光譜特征、遙感紋理特征和高分辨全色圖像進(jìn)行融合獲得高分辨率多光譜影像，只獲取優(yōu)勢(shì)特征進(jìn)行融合，有效降低融合過(guò)程中的干擾數(shù)據(jù)，有利于提高高分辨率多光譜影像的光譜特征以及紋理特征呈現(xiàn)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明完成了輸變電工程環(huán)水保衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)過(guò)程中高分辨影像與低分辨率影像的融合生成高分辨率多光譜影像，輔助環(huán)水保監(jiān)測(cè)人員更好的完成環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)。

55、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在本技術(shù)文件中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

56、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。