1.基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,方法包括以下步骤:获取遥感卫星影像数据,对遥感卫星影像数据进行辐射和几何校正,并采用SIFT和RANSAC方法进行影像匹配,得到处理后的遥感卫星影像数据;
基于自适应平衡L1‑L2范数正则化方法对处理后的遥感卫星影像数据进行修正处理,从而解算出关键定位参数,提高重投影精度和几何定位精度;
所述自适应平衡L1‑L2范数的正则化方法包括以下步骤:通过输入的由有理函数模型和仿射变换构建的系数矩阵A、地面控制点和连接点共同组成观测向量y、根据先验信息构建正则化矩阵D和阈值∈,以此初始化以下各参数,包括外循环索引iter,正则化参数λ和平衡参数θ;初始化定位参数的正则化解初始化内循环索引k,判断迭代次数是否小于最大迭代数;若满足条件,则进行下一步骤,更新外循环索引iter继续迭代,否则输出自适应正则化解判断惩罚参数p是否小于pmax;若满足条件:p<pmax,则进行下一步骤;否则输出自适应正则化解利用惩罚参数和正则化参数计算混合参数δ;
所述利用惩罚参数和正则化参数计算混合参数δ的过程如下:自适应平衡L1‑L2范数的表达式构造为如下形式:其中,x表示待估参数,θ是平衡参数,D是具有对称和正、半正定特征的正则化矩阵;
目标函数构建为如下形式:
其中,y表示观测向量;A表示系数矩阵;λ是正则化参数;
采用交替方向乘子法进行参数解算,引入中间变量z:=Dx得到如下表达式:其中,L(x,z,w)表示构建的关于变量x,z,w的目标函数;arg min表示寻找一个函数的参数值使得目标函数L(x,z,w)的结果最小;p是惩罚参数,w是增广拉格朗日向量,上标T表示矩阵转置;
定义混合参数δ的表达式为:
δ=p+λ(1‑θ) (4)
其中p和λ分别为惩罚参数和正则化参数,θ为平衡参数更新辅助变量;更新自适应正则解 单位权方差 判断集合 中的偏差修正元素,计算偏差修正解更新辅助变量 更新平衡参数σk+1;基于均方差最小准则,利用二分法更新正则化参数λ;
判断 是否成立,若不等式不成立,则迭代次数加1,继续内循环,直至不等式成立为止;否则,更新外部循环索引iter和惩罚参数p,并回到初始化内循环索引继续迭代;
当外部循环索引iter满足最大次数matiter,计算并输出最终结果的偏差修正解
2.根据权利要求1所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,所述更新辅助变量的计算公式:辅助参数z更新公式为:
其中S表示软阈值函数, 为更新辅助变量;
更新自适应正则解 单位权方差 的计算公式:参数 的更新方法为:
T
其中N=APA,上标‑1表示矩阵的逆运算;
单位权方差 的计算公式为:
其中,m和n分别为观测向量y的长度和估计参数 的长度。
3.根据权利要求2所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,所述判断集合 中的偏差修正元素,计算偏差修正解 的过程如下:判断符合偏差修正的集合 的表达式如下所示:T ‑1
其中,γi表示矩阵(DD) N的第i个特征值,gi表示对应特征值γi的特征向量; 表示矩T阵DD的第i个特征值,ui表示对应特征值 的特征向量,随着i的增加,特征值γi将减小,式(6)左边的值将增大,则满足修正的偏差所选部分的方差减小;
在此条件的基础上,从正则化估计式(6)中去除部分偏差,修正解偏差 的方法为:其中, 表示偏差修正后的正则化解。
4.根据权利要求3所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,所述更新辅助变量 更新平衡参数σk+1的过程:根据交替方向乘子法的计算原则进行参数的估计,其中辅助变量 的更新方法为:平衡参数θ的更新方法为:
其中,Hf(x)=(x‑xmin)/(x‑xmax)表示归一化函数,xmin和xmax分别表示向量x中的最小值和最大值。
5.根据权利要求4所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,所述自适应正则解 的均方误差矩阵MSE可表示成如下形式:式中 C()表示 的方差矩阵,表示未知参数的真值,表示参数 的偏差项,I表示单位矩阵;
正则化参数δ通过 的最小化来确定,则最优δ通过最小化 的迹来获得,表达式为:其中trace()表示方阵的迹;
通过对式(13)进行一阶求导获得一阶导数为零的根,即为正则化参数结果,其中一阶导数的表达式如下:采用二分法对式(14)进行根δ的逼近,其中,的真值是不可先验已知的,采用未知参数的估值 进行初始化。
6.根据权利要求5所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,所述更新惩罚参数p的计算过程:判断 若不成立则更新k=k+1,继续进行内循环;否则更新外部循环索引iter=iter+1,并更新求解p:p=scales×p (15)
继续重复初始化内循环索引,否则,最后根据式(9)输出偏差修正的自适应正则化解
7.基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位系统,采用了权利要求1至6中任一项所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法,其特征在于,包括:数据处理模块,用于获取遥感卫星影像数据,对遥感卫星影像数据进行辐射和几何校正,并采用SIFT和RANSAC方法进行影像匹配,得到处理后的遥感卫星影像数据;
几何定位模块,用于基于自适应平衡L1‑L2范数正则化方法对处理后的遥感卫星影像数据进行修正处理,从而解算出关键定位参数,提高重投影精度和几何定位精度。
8.一种终端设备,包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器加载并执行计算机程序时,采用了权利要求1至6中任一项所述的基于自适应平衡L1‑L2范数正则化的影像几何定位方法。