1.一种面向地理对象的高分光学与SAR影像一体化分割的方法,其特征在于,包括步骤如下:S1,对采集的两组高分辨率光学影像与SAR影像,采用SIFT算法提取光学影像和SAR影像中的对应特征点,得到从光学到SAR的映射方程,实现光学与SAR影像的粗配准;
S2,将光学影像作为参考影像并进行影像分割,对分割后的每一个对象提取其质心,得到光学影像中自适应标记点;
S3,利用步骤S1中得到的光学到SAR的映射方程,将光学对象中的质心映射到SAR影像中,得到SAR影像标记点;根据SAR影像标记点的区域增长,得到SAR影像中与光学对象相匹配的对象集合;
步骤S1中,实现光学影像与SAR影像的粗配准的具体步骤如下:S11,以包含居民楼、厂房、街道的城市场景为对象,采集两组数据集,采用软件ENVI对异源影像进行重采样预处理;以光学影像为基准,对SAR影像采用双线性内插法重采样,得到相同分辨率的SAR影像与光学影像;
S12,采用SIFT算法来提取光学影像和SAR影像中的对应特征点Pm,所述特征点Pm计算公式如下:T
其中,D为关键点的DOG值, 为尺度空间函数对P=(x,y,σ)的偏导,(x,y)为关键点的坐标,σ为图像尺度参数,从而获得特征点集合F={f1,f2,…,fi},i=1,2,…,n,其中′n为特征点对的总个数;fi由光学和SAR影像对应特征点构成,fi={fgi(xi,yi),fsi(xi ,′ ′ ′yi)},fgi(xi,yi)为光学特征点,xi、yi分别为光学影像特征点的横、纵坐标,fsi(xi ,yi)为′ ′SAR影像对应特征点,xi、yi 分别为SAR影像对应特征点的横、纵坐标;则采用Homography变换方法确定映射方程Hom:′ ′ ′ ′
其中,(x,y,z)和(x ,y ,z)分别为光学和SAR对应的归一化特征点,令z=z=1,则得到映射方程:其中,h1到h9为映射方程Hom的9个自由度参数。
2.根据权利要求1所述的面向地理对象的高分光学与SAR影像一体化分割的方法,其特征在于,步骤S2中,首先对光学影像进行分割,再为每个对象提取对应的标记点,具体步骤如下:S21,采用软件eCognition完成多尺度影像分割,采用目视解译方法确定两组数据集分割参数(Scale,Shape,Compactness),其中,Scale为尺度参数、Shape为形状因子、Compactness为紧致度因子;
S22,令影像分割所提取的对象集合为R={R1,R2,…,Rj},j=1,2,…,m,其中m为分割出来的对象总数;对于每个对象Rj,其标记点坐标如下:其中,xd、yd为对象内像素点的横、纵坐标,s为像素点的总数;
求得的标记点坐标记为kj(Xj,Yj),遍历所有对象,得到光学影像对象标记点集合K={k1,k2,…,kj}。
3.根据权利要求2所述的面向地理对象的高分光学与SAR影像一体化分割的方法,其特征在于,步骤S3中,得到SAR影像匹配对象集合的具体步骤如下:S31,根据映射方程Hom对光学影像对象标记点集合K进行投影,得到SAR影像中初始种子点集合S={s1,s2,…,sj},其中sj为sj(xj,yj);
当映射到SAR影像的种子点sj(xj,yj)处于SAR影像边界外时,则计算点si和SAR影像中点′ ′ ′的欧式距离,以欧式距离ρ最小的点tj(xj ,yj)代替点sj(xj,yj)作为种子点;xj、yj为SAR影′ ′像中初始种子点的横、纵坐标,xj、yj为自适应后的种子点的横、纵坐标,则有:′ ′
得到自适应后的SAR影像中的种子点集合T={t1,t2,…,tj},其中tj为tj(xj ,yj);
S32,根据种子点集合T,对每个种子点同时进行区域增长;对任意种子点,若八邻域区域中的某点像素值满足下式:则判定该点符合增长条件,加入到区域中;
′ ′
其中,(X,Y)为种子点八邻域中点坐标,tj(xj ,yj)为种子点坐标,Img为SAR影像的像素矩阵;
′ ′
计算种子点tj(xj ,yj)八邻域的点处的像素值与种子点像素之间的差值,所有差值相加取平均得到数值为阈值qj,表达式如下:其中,u、v、w均为自变量;区域增长全部完成后,得到与光学影像对象集合R相对应的SAR影像对象集合C={C1,C2,…,Cj},最终获得统一的光学‑SAR匹配对象集合。