(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210439287.2 (22)申请日 2022.04.22 (71)申请人 安徽大学 地址 230031 安徽省合肥市蜀山区肥西路3 号安徽大学龙河校区互联网学院 (72)发明人 王子怡　俞繁　潘焱　 (51)Int.Cl. G06V 20/13(2022.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G01S 13/90(2006.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 光学影像辅助的星 载立体SAR影像控制点自 动生成方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种光学影像辅助的星载立体 SAR影像控制点生成方法及系统， 与现有技术相 比实现了从不同升降轨立体SAR影像中自动化的 完成灯柱 这一类控制点的匹配、 提取、 误差剔除， 并可用的控制点。 本发明包括以下步骤： 基于高 分光学影像上提取灯柱PS点； SAR影像匹配灯柱 PS点； SAR影像灯柱PS点坐标精确提取； SAR影像 灯柱PS点异常值剔除； SAR影像灯柱PS点坐标误 差补偿； 立体平差处理生成灯柱控制点三维坐 标。 本发明实现立体SAR影像同名PS点自动化匹 配、 提取、 误差剔除， 生成高精度可用的控制点， 为基础测绘以及其他卫星几何校正提供控制数 据。 权利要求书4页 说明书10页 附图2页 CN 114743113 A 2022.07.12 CN 114743113 A 1.一种光学影像辅助的星载立体SAR影像控制点自动生成方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 11)基于高分光学影像上提取灯柱点在SAR影像上近似坐标： 获取立体SAR影像覆盖区 域所对应的高分光学遥感影像I0， 基于I0检测到灯柱点后并得到其近似三维坐标， 利用SAR 影像的距离多普勒几何定位模 型将灯柱的近似三 维坐标反算至SAR影像像方， 完成立体SAR 影像上同名灯柱点的近似像点 坐标( τ0,t0)提取。 12)SAR影像匹配灯柱PS点： 对SAR影像进行阈值化处理， 得到二值图， 将光学影像中的 路灯点坐标利用SAR的几何定位模 型反算至其像方， 应用迭代 最近点法实现灯 柱点集与SAR 阈值处理后的亮点点集匹配， 从而实现SAR影像灯柱PS点的匹配， 并得到灯柱点对应SAR影 像上的粗略坐标。 13)SAR影像灯柱PS点坐标精确提取： 以近似坐标(x0,pi,SAR,y0,pi,SAR)为中心截取SAR影像 块， 进行点目标分析， 精确提取灯柱pi点的方位和距离坐标(xpi,SAR,ySAR)。 14)SAR影像灯柱PS点异常值剔除： 潜在灯柱PS点候选对象SCR应足够高， 但由于存在误 差， 进一步通过计算灯柱pi点的相位噪声σφ， 进行异常值剔除。 15)SAR影像灯柱PS点坐标误差补偿： 对提取的灯柱点pi影像坐标( τpi,SAR,tpi,SAR)进行系 统定位误差和大气 延迟误差的校正， 得到改正后的时间量纲坐标( τpi,cor,SAR,tpi,cor,SAR)。 16)立体平差处理生成灯柱控制点三维坐标： 针对待生成控制点区域 内可用的N张(N＞ 2)立体SAR影像， 按照上述步骤11) ‑15)提取同名灯柱 点对集合， 然后进行立体平差处理， 生 成灯柱控制点的三维坐标。 2.根据权利要求1所述的一种光学影像辅助的星载立体SAR影像控制点自动生成方法， 其特征在于， 所述基于高分光学影 像上提取灯柱点包括以下步骤： 21)获取对应区域的光学影像I0后， 为了使灯柱的阴影更加突出， 对光学影像I0进行高 频提升滤波处 理： I＝I0+aIm， 式中， I0为原始图像， a是锐化因子标量， Im是使用非锐化蒙板后的图像， 为I0与其对应 模糊图像之差， 其中 a值越高， 表示锐化 程度越高。 22)在锐化后的光学图像I中提取任意包含灯柱阴影的模板图像T， 模板大小本发明设 置为256×256， 然后将模板与图像I进行相关运算， 得到图像I在像方(u,v)坐标处的相似 度： 式中， I(x,y)和T(x,y)分别表示图像I和模板图像T在(x,y)坐标处的像素值， N1,N2表 示模板图像T的大小， 和 分别表示图像I和 模板图像T的平均像素值， ρ(u,v)为归一化 互相关值， ρ(u,v)不受图像亮度或对比度的变化影响， 因此 可提升模板匹配的效果。 23)光学图像I中经模板匹配后得到每个灯柱对象存在多个像素， 进一步对模板提取到 的像素进行聚类处 理， 得到表示灯柱唯一的像素点pi， 处理如下：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114743113 A 2式中， pi表示计算m(pi)漂移向量的空间坐标点， pj代表pi附近的点， g为具有带宽h的高 斯核函数， 而 || ||表示欧几里 得距离算子 。 24)根据光学图像I上灯柱聚类点pi的像素坐标(xpi,I,ypi,I)， 获取其平面地理坐标 (Latpi,I,Lonpi,I)， 并利用平面坐标在开源SRTM  DEM数据上内插出对应 高程Hpi,I， 构成完整 的三维坐标(Latpi,I,Lonpi,I,Hpi,I)。 3.根据权利要求1所述的一种光学影像辅助的星载立体SAR影像控制点自动生成方法， 其特征在于， 所述SAR影 像匹配灯柱点包括以下步骤： 31)根据立体SAR影 像的元数据信息构建距离多普勒RD几何定位方程： 式中， fR、 fA分别表示距离方程和多普勒方程， τ、 t分别表示距离 向时间和方位向时间， CS(t)和 分别表示成像t时刻SAR天线相位中心在W GS84坐标系下的位置矢量和速度矢 量， CT为观测目标在WGS84坐标系下的位置矢量， fdc( τ )表示在距离双程延时为τ处的多普 中心频率； 32)逐个将灯柱聚类点pi的三维坐标(Latpi,I,Lonpi,I,Hpi,I)利用RD定位几何方程反投影 至SAR影像的像方， 得到灯柱点 集。 33)根据一定阈值， 本发明该阈值由对灯柱点像素值统计后获取， 对SAR影像上亮点进 行二值掩膜处 理。 34)利用迭代最近点法， 实现反算在SAR像方的灯柱点集与SAR影像上亮点集匹配， SAR 影像上只保留匹配到路灯点pi的亮点， 从而完成SAR影像灯柱点的匹配， 并得到粗略匹配坐 标(x0,pi,SAR,y0,pi,SAR)。 4.根据权利要求1所述的一种光学影像辅助的星载立体SAR影像控制点自动生成方法， 其特征在于， 所述SAR影 像灯柱点 坐标精确提取包括以下步骤： 41)以近似坐标(x0,pi,SAR,y0,pi,SAR)为中心在SAR影像上截取32*32的影像块， 并寻找最大 峰值位置； 42)以最大峰值处为中心截取32*32样本窗做二维离散傅里叶变换， 32倍采样因子频域 补零后进行二维逆离 散傅里叶变换， 得到 升采样后的点目标影 像块； 43)对过采样后的影像块， 以最大峰值处截取3 ×3影像子块， 进行二维抛物面插值， 椭 圆抛物面插值模型如下： f(x,y)＝a5x2+a4y2+a3xy+a2x+a1y+a0， 式中， x,y为在3 ×3影像子块中的像素坐标， 为ai(1≤i≤6)为抛物面插 值模型f(x,y)的 参数， 将3 ×3子块像素值代入上式中并通过最小二乘求解ai。 参数ai求解后， 进而获得灯柱权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114743113 A 3