一种水环境遥感监测校正检验方法及装置

1.本发明涉及遥感监测领域技术领域，具体为一种水环境遥感监测校正检验方法及装置。


背景技术：

2.遥感监测是利用遥感技术进行监测的技术方法，主要有地面覆盖、大气、海洋和近地表状况等。遥感监测技术是通过航空或卫星等收集环境的电磁波信息对远离的环境目标进行监测识别环境质量状况的技术，它是一种先进的环境信息获取技术，在获取大面积同步和动态环境信息方面“快”而“全”，是其他检测手段无法比拟和完成的。因此，得到日益广泛的应用，如大气、水质遥感监测，海洋油污染事故调查，城市热环境及水域热污染调查，城市绿地、景观和环境背景调查，生态环境调查监测等。
3.现有的水环境遥感监测校正检验方法中包括了灵敏度校正、大气校正、模型计算等过程，在校正过程中会将图像中的异常部位去除，从而获得较为准确的图像，但是当水环境中出现局部异常时，这种方法会将图像中反应水环境异常的部位去除，从而导致水环境遥感器监测到的图像不能准确的反应水环境的状况，且现有的水环境遥感监测数据没有进行图像增强，在检验人员对对图像进行最终检验时由于图像模糊，容易导致检验人员无法对图像进行正确检验。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水环境遥感监测校正检验方法及装置，以解决上述背景技术中提出的现有的水环境遥感监测校正检验方法不能准确校正检验的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水环境遥感监测校正检验装置，包括辐射量校正模块，所述辐射量校正模块通过导线连接有几何校正模块，所述几何校正模块通过导线连接有图像增强模块，所述图像增强模块通过导线连接有图像对比模块，所述图像对比模块通过导线连接有图像分类模块，所述图像分类模块通过导线连接有存储模块和信号发生器，所述信号发生器通过无线网连接有显示器。
6.优选的，所述图像增强模块包括低通滤波器和高通滤波器，所述低通滤波器和高通滤波器之间通过导线连接，所述低通滤波器通过导线与几何校正模块连接，所述高通滤波器通过导线与图像对比模块连接。
7.优选的，所述低通滤波器和高通滤波器均为非线性滤波器。
8.优选的，所述几何校正模块通过导线连接有信号接收器。
9.一种水环境遥感监测校正检验装置的校正检验方法，该水环境遥感监测校正检验方法如下：水环境遥感器将监测的图像通过电子数据传递给辐射量校正模块，辐射量校正模块可以消除水环境遥感器灵敏度特性的偏差、太阳高度的影响和地形倾斜的影响及大气对辐射的吸收和散射的影响，辐射量校正模块校正完毕后将电子数据传递给几何校正模块，几何校正模块建立图像像点坐标和参考图对应点坐标间的映射关系，然后通过对图像
进行空间坐标变换解求映射关系，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正，然后确定各坐标像素的灰度值，并对灰度值进行校正，随后几何校正模块将电子数据传递给图像增强模块，图像增强模块通过数学运算，可以使图像更为清晰，然后图像增强模块将电子数据传递给图像对比模块，图像对比模块将相似的图片进行对比，并剔除其中的异常像素点，然后图像对比模块将电子数据传递给图像分类模块，图像分类模块对图像进行属性的识别和分类，图像分类模块可以识别图像所对应的水环境，提取所需水环境遥感信息，随后图像分类模块一边将图像和水环境遥信息存储到存储模块中，一边将图像和水环境遥感信息通过信号发生器传递到显示器上，从而方便检验人员对图像和水环境遥感信息进行最终检验。
10.优选的，所述图像对比模块对比的图像包括基准图像和对照图像，单次对比的图像中，基准图像和对照图像的比例为1：4～6，对照图像与基准图像的重合率为60％～80％。
11.优选的，所述几何校正模块中设置有标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型，几何校正模块可以以此来建立标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型的对应关系，然后利用辐射量校正模块传递来的电子数据与标准地图数学模型间的一些对应点求得畸变模型，并利用畸变模型和模拟几何畸变数学模型进行对比，从而进行几何畸变的校正。
12.优选的，所述灰度值进行校正采用灰度级校正法，针对图像成像不均匀，对图像逐点进行不同程度的灰度级校正,从而使整幅图像灰度均匀。
13.优选的，所述图像增强模块采用频率域滤波法，频率域滤波法将图像从空间或时间域转换到频率域，再利用频率域的变换系数反映图像特征的性质，从而进行图像滤波，获得平滑的图像。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1)图像对比模块将相似的图片进行对比，当图片中的异常部位不随图片的变换而转移坐标时，则该异常部位反应了水环境异常，图像对比模块保留该异常部位，当图片中的异常部位随图片的变换而转移坐标时，图像对比模块将异常部位当作异常像素点剔除；
16.2)图像增强模块可以将原来不清晰的图像变得清晰并强调某些异常部位的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，加强图像判读和识别效果，满足检验人员检验分析的需求。
附图说明
17.图1为本发明结构示意图；
18.图2为本发明电子数据传递示意图。
19.图中：1辐射量校正模块、2几何校正模块、3图像增强模块、4图像对比模块、5图像分类模块、6存储模块、7信号发生器、8显示器、9信号接收器。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例：
24.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种水环境遥感监测校正检验装置，包括辐射量校正模块1，辐射量校正模块1通过导线连接有几何校正模块2，几何校正模块2通过导线连接有图像增强模块3，图像增强模块3通过导线连接有图像对比模块4，图像对比模块4通过导线连接有图像分类模块5，图像分类模块5通过导线连接有存储模块6和信号发生器7，信号发生器7通过无线网连接有显示器8。
25.图像增强模块3包括低通滤波器和高通滤波器，低通滤波器和高通滤波器之间通过导线连接，低通滤波器通过导线与几何校正模块2连接，高通滤波器通过导线与图像对比模块4连接。
26.低通滤波器和高通滤波器均为非线性滤波器。
27.几何校正模块2通过导线连接有信号接收器9，从而便于几何校正模块2接收地面传递来的空间位置数据，然后几何校正模块2将空间位置数据导入标准地图数学模型。
28.一种水环境遥感监测校正检验装置的校正检验方法，该水环境遥感监测校正检验方法如下：水环境遥感器将监测的图像通过电子数据传递给辐射量校正模块1，辐射量校正模块1可以消除水环境遥感器灵敏度特性的偏差、太阳高度的影响和地形倾斜的影响及大气对辐射的吸收和散射的影响，辐射量校正模块1校正完毕后将电子数据传递给几何校正模块2，几何校正模块2建立图像像点坐标和参考图对应点坐标间的映射关系，然后通过对图像进行空间坐标变换解求映射关系，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正，然后确定各坐标像素的灰度值，并对灰度值进行校正，随后几何校正模块2将电子数据传递给图像增强模块3，图像增强模块3通过数学运算，可以使图像更为清晰，然后图像增强模块3将电子数据传递给图像对比模块4，图像对比模块4将相似的图片进行对比，并剔除其中的异常像素点，然后图像对比模块4将电子数据传递给图像分类模块5，图像分类模块5对图像进行属性的识别和分类，图像分类模块5可以识别图像所对应的水环境，提取所需水环境遥感信息，随后图像分类模块5一边将图像和水环境遥信息存储到存储模块6中，一边将图像和水环境遥感信息通过信号发生器7传递到显示器8上，从而方便检验人员对图像和水环境遥感信息进行最终检验。
29.图像对比模块4对比的图像包括基准图像和对照图像，单次对比的图像中，基准图像和对照图像的比例为1：4～6，对照图像与基准图像的重合率为60％～80％。
30.几何校正模块2中设置有标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型，几何校正模块2可以以此来建立标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型的对应关系，然后利用
辐射量校正模块1传递来的电子数据与标准地图数学模型间的一些对应点求得畸变模型，并利用畸变模型和模拟几何畸变数学模型进行对比，从而进行几何畸变的校正。
31.灰度值进行校正采用灰度级校正法，针对图像成像不均匀，对图像逐点进行不同程度的灰度级校正,从而使整幅图像灰度均匀。
32.图像增强模块3采用频率域滤波法，频率域滤波法将图像从空间或时间域转换到频率域，再利用频率域的变换系数反映图像特征的性质，从而进行图像滤波，获得平滑的图像。
33.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种水环境遥感监测校正检验装置，包括辐射量校正模块(1)，其特征在于：所述辐射量校正模块(1)通过导线连接有几何校正模块(2)，所述几何校正模块(2)通过导线连接有图像增强模块(3)，所述图像增强模块(3)通过导线连接有图像对比模块(4)，所述图像对比模块(4)通过导线连接有图像分类模块(5)，所述图像分类模块(5)通过导线连接有存储模块(6)和信号发生器(7)，所述信号发生器(7)通过无线网连接有显示器(8)。2.根据权利要求1所述的一种水环境遥感监测校正检验装置，其特征在于：所述图像增强模块(3)包括低通滤波器和高通滤波器，所述低通滤波器和高通滤波器之间通过导线连接，所述低通滤波器通过导线与几何校正模块(2)连接，所述高通滤波器通过导线与图像对比模块(4)连接。3.根据权利要求2所述的一种水环境遥感监测校正检验装置，其特征在于：所述低通滤波器和高通滤波器均为非线性滤波器。4.根据权利要求1所述的一种水环境遥感监测校正检验装置，其特征在于：所述几何校正模块(2)通过导线连接有信号接收器(9)。5.一种如权利要求1-4任意一项所述水环境遥感监测校正检验装置的校正检验方法，其特征在于：该水环境遥感监测校正检验方法如下：水环境遥感器将监测的图像通过电子数据传递给辐射量校正模块(1)，辐射量校正模块(1)可以消除水环境遥感器灵敏度特性的偏差、太阳高度的影响和地形倾斜的影响及大气对辐射的吸收和散射的影响，辐射量校正模块(1)校正完毕后将电子数据传递给几何校正模块(2)，几何校正模块(2)建立图像像点坐标和参考图对应点坐标间的映射关系，然后通过对图像进行空间坐标变换解求映射关系，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正，然后确定各坐标像素的灰度值，并对灰度值进行校正，随后几何校正模块(2)将电子数据传递给图像增强模块(3)，图像增强模块(3)通过数学运算，可以使图像更为清晰，然后图像增强模块(3)将电子数据传递给图像对比模块(4)，图像对比模块(4)将相似的图片进行对比，并剔除其中的异常像素点，然后图像对比模块(4)将电子数据传递给图像分类模块(5)，图像分类模块(5)对图像进行属性的识别和分类，图像分类模块(5)可以识别图像所对应的水环境，提取所需水环境遥感信息，随后图像分类模块(5)一边将图像和水环境遥信息存储到存储模块(6)中，一边将图像和水环境遥感信息通过信号发生器(7)传递到显示器(8)上，从而方便检验人员对图像和水环境遥感信息进行最终检验。6.根据权利要求5所述的一种水环境遥感监测校正检验方法，其特征在于：所述图像对比模块(4)对比的图像包括基准图像和对照图像，单次对比的图像中，基准图像和对照图像的比例为1：4～6，对照图像与基准图像的重合率为60％～80％。7.根据权利要求5所述的一种水环境遥感监测校正检验方法，其特征在于：所述几何校正模块(2)中设置有标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型，几何校正模块(2)可以以此来建立标准地图数学模型和模拟几何畸变数学模型的对应关系，然后利用辐射量校正模块(1)传递来的电子数据与标准地图数学模型间的一些对应点求得畸变模型，并利用畸变模型和模拟几何畸变数学模型进行对比，从而进行几何畸变的校正。8.根据权利要求5所述的一种水环境遥感监测校正检验装置，其特征在于：所述灰度值进行校正采用灰度级校正法，针对图像成像不均匀，对图像逐点进行不同程度的灰度级校正,从而使整幅图像灰度均匀。
9.根据权利要求5所述的一种水环境遥感监测校正检验方法，其特征在于：所述图像增强模块(3)采用频率域滤波法，频率域滤波法将图像从空间或时间域转换到频率域，再利用频率域的变换系数反映图像特征的性质，从而进行图像滤波，获得平滑的图像。

技术总结
本发明公开的属于遥感监测领域技术领域，具体为一种水环境遥感监测校正检验方法及装置，包括辐射量校正模块，所述辐射量校正模块通过导线连接有几何校正模块，所述几何校正模块通过导线连接有图像增强模块，所述图像增强模块通过导线连接有图像对比模块，所述图像对比模块通过导线连接有图像分类模块，所述图像分类模块通过导线连接有存储模块和信号发生器，图像对比模块将相似的图片进行对比，当图片中的异常部位不随图片的变换而转移坐标时，则该异常部位反应了水环境异常，图像对比模块保留该异常部位，当图片中的异常部位随图片的变换而转移坐标时，图像对比模块将异常部位当作异常像素点剔除。作异常像素点剔除。作异常像素点剔除。


技术研发人员：李宏伟 卜坤
受保护的技术使用者：中国科学院东北地理与农业生态研究所
技术研发日：2020.11.04
技术公布日：2022/5/25