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专利号: 2018101895322
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于半全局优化的海岸线超分辨率制图方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取Landsat 8陆地成像仪影像和GF-2参考影像,分别对Landsat 8陆地成像仪影像和GF-2参考影像进行图像预处理,获得Landsat 8融合影像、Landsat 8融合影像对应的水体指数灰度图及GF-2号融合影像;

S2、将GF-2号融合影像作为参考影像,对所述参考影像和Landsat 8融合影像进行配准,获得参考影像和Landsat 8融合影像之间的偏移参数;

S3、对所述水体指数灰度图进行像元级海岸线提取,获得初始海岸线;对参考影像进行海岸线提取,获得参考海岸线;

S4、对所述初始海岸线进行海岸线变化控制点提取,获得初始海岸线变化控制点,通过初始海岸线变化控制点将所述初始海岸线分段,获得若干段分段海岸线;

S5、对每一段海岸线中的每一个像元点进行基于局部区域的亚像元定位,获得每一段海岸线中每个点的亚像元定位坐标;通过步骤S2所述的偏移参数对每个点的亚像元定位坐标进行偏移纠正;

S6、对同一段海岸线内所有点的已偏移纠正过的亚像元定位坐标进行海岸线最小二乘拟合,将其拟合为一条平滑的曲线段;将所有曲线段组合在一起得到完整的海岸线矢量结果,完成海岸线的超分辨率制图;

步骤S5中所述基于局部区域的亚像元定位包含以下步骤:

S51、计算所述每一段初始海岸线中的每一个像元点的边缘方向,根据不同的边缘方向确定初始海岸线每一个像元点不同的邻域窗口;

S52、通过拟合函数,将所述邻 域窗口边界描述为一个曲线,计算拟合函数的参数,确定局部区域的亚像元定位点的坐标;

步骤S6中所述海岸线最小二乘拟合包含以下步骤:

S61、检测并提取出每一段海岸线上的亚像元定位坐标;

S62、将所述亚像元定位坐标分为不同的点集,对同一点集中的亚像元定位坐标进行最小二乘拟合,得到亚像元级海岸线。

2.根据权利要求1所述一种基于半全局优化的海岸线超分辨率制图方法,其特征在于,还包括:分别计算所述海岸线亚像元定位坐标与参考海岸线之间、海岸线矢量结果与参考海岸线之间的位置误差并分析误差结果。

3.一种基于半全局优化的海岸线超分辨率制图系统,其特征在于,包括如下模块:图像预处理图像融合模块,用于获取Landsat 8陆地成像仪影像和GF-2参考影像,分别对Landsat 8陆地成像仪影像和GF-2参考影像进行图像预处理,获得Landsat 8融合影像、Landsat 8融合影像对应的水体指数灰度图及GF-2号融合影像;

影像配准模块,用于将GF-2号融合影像作为参考影像,对所述参考影像和Landsat 8融合影像进行配准,获得参考影像和Landsat 8融合影像之间的偏移参数;

海岸线提取模块,用于对所述水体指数灰度图进行像元级海岸线提取,获得初始海岸线;对参考影像进行海岸线提取,获得参考海岸线;

海岸线变化控制点提取,用于对所述初始海岸线进行海岸线变化控制点提取,获得初始海岸线变化控制点,通过初始海岸线变化控制点将所述初始海岸线分段,获得若干段分段海岸线;

亚像元定位模块,用于对每一段海岸线中的每一个像元点进行基于局部区域的亚像元定位,获得每一段海岸线中每个点的亚像元定位坐标;通过影像配准模块所述的偏移参数对每个点的亚像元定位坐标进行偏移纠正;

定位点拟合模块,用于对同一段海岸线内所有点的已偏移纠正过的亚像元定位坐标进行海岸线最小二乘拟合,将其拟合为一条平滑的曲线段;将所有曲线段组合在一起得到完整的海岸线矢量结果,完成海岸线的超分辨率制图;

所述亚像元定位模块中所述基于局部区域的亚像元定位包含以下模块:

邻域窗口确定模块,用于计算所述每一段初始海岸线中的每一个像元点的边缘方向,根据不同的边缘方向确定初始海岸线每一个像元点不同的邻域窗口;

亚像元定位点坐标获取模块,用于通过拟合函数,将所述邻 域窗口边界描述为一个曲线,计算拟合函数的参数,确定局部区域的亚像元定位点的坐标;

所述定位点拟合模块中所述海岸线最小二乘拟合包含以下模块:

提取亚像元定位坐标模块,用于检测并提取出每一段海岸线上的亚像元定位坐标;

亚像元级海岸线获取模块,用于将所述亚像元定位坐标分为不同的点集,对同一点集中的亚像元定位坐标进行最小二乘拟合,得到亚像元级海岸线。

4.根据权利要求3所述一种基于半全局优化的海岸线超分辨率制图系统,其特征在于,还包括误差分析模块:用于分别计算所述海岸线亚像元定位坐标与参考海岸线之间、海岸线矢量结果与参考海岸线之间的位置误差并分析误差结果。