本技术涉及一种提示学习和SAR数据辅助光学影像外参数自主标定方法,与现有技术相比实现了摆脱地面控制点依赖和融合多源信息,构建光学影像外参数补偿模型。本发明包括以下步骤:提示学习和SAR辅助的光学影像外参数自主标定方法准备工作;SAR卫星影像转换伪光学影像;基于提示学习的光学影像外参数自主标定模型构建;基于提示学习的光学影像外参数自主标定模型训练;光学影像外参数自主标定模型的应用。本发明通过引入SAR影像和提示学习技术,在传统标定方法无法覆盖的区域,如极地、沙漠和山林区域中外参数定标性能表现尤为突出。
背景技术
光学影像的几何精度在许多遥感应用中至关重要,尤其是地理信息系统、灾害监测、城市规划和环境评估等领域。这些应用要求影像具备高精度的地理定位能力,而这通常依赖于精确的影像外参数,如相机姿态和位置参数。然而,由于在轨成像过程中受到多种复杂因素的影响,包括卫星运动误差、大气折射以及相机安装的偏移,传统光学影像的外参数常常存在误差,导致影像的几何定位精度下降。传统的外参数标定方法主要依赖地面控制点(Ground Control Points, GCPs)的辅助,这种方法在地理位置复杂、地面信息匮乏的区域具有显著的局限性。例如,在沙漠、海洋或高山等地形中,获取足够的地面控制点非常困难且成本较高。此外,GCPs的分布不均也可能导致局部区域标定精度较低。因此,研发一种无需依赖GCPs的光学影像外参数标定方法,成为提升遥感影像定位精度的关键研究方向。
合成孔径雷达SAR作为主动遥感技术的代表,能够在各种天气和光照条件下采集高精度影像。SAR影像在几何定位上具有优势,因为它通过发射和接收电磁波直接测量地物的距离与反射特性,受天气、大气和光照条件的影响较小。同时,SAR影像通常具备良好的地形穿透能力和地物形状捕捉能力,能够提供精确的几何结构信息。借助SAR影像中的几何特征,可以在多传感器数据融合中发挥重要作用。通过将SAR影像与光学影像结合,可以弥补光学影像在某些复杂条件下几何精度不足的问题。然而,由于SAR影像和光学影像的特性差异,如反射机制和成像原理不同,两者的直接融合仍存在一定的技术挑战。这就需要通过特定的算法或模型实现SAR影像与光学影像的特征互通和相似性转换。
提示学习作为一种新兴的深度学习方法,具有高效利用多模态数据和提示信息的特点。这种技术在自然语言处理领域取得了突破性进展,但在遥感领域的应用尚处于起步阶段。通过提示学习,可以将遥感影像的多源信息量化和编码,如位置信息、成像条件、时间戳等,并输入到深度学习模型中,从而提升模型对复杂环境的适应能力。在本发明中,提示学习技术被引入到光学影像外参数标定过程中,创新性地利用SAR影像转换生成的伪光学影像作为辅助信息。这种方法不仅充分挖掘了SAR影像的几何特征,还通过提示信息的引导,使模型能够更准确地识别和校正光学影像的外参数误差。这种基于提示学习和SAR辅助的标定方法,为遥感影像自主标定提供了全新的技术路径。
实现思路