便于高光谱图像几何纠正的地面标志

本发明涉及高光谱，尤其是便于高光谱图像几何纠正的地面标志。

背景技术：

1、航拍成像时，地面标志是在图像上有明显的、清晰的定位识别标志，目前通常采用道路交叉点、河流汉口、建筑物边界、农田界线等，但对于高光谱航拍，通常具有数百个波段，每个波段波长范围只有数纳米，由于是每个波段单独成像，只有所述波长范围内的光线才能在所述波段成像，因此，上述地面标志在很多波段上可能不会有清晰的成像（例如，在高光谱的可见光红光某波段上，只有所述波段内红光能够成像，上述可见光波长范围内的地面标志未必能清晰成像），当对两幅不同时段不同波段的图像（或地图）进行几何纠正时，所述地面标志可能很难被同时识别出来，难以匹配航拍图像与地面标志的位置。

技术实现思路

1、本发明主要解决的问题是，高光谱航拍时，当对两幅不同时段不同波段的图像进行几何纠正时，如何保证地面标志能被同时识别出来。

2、便于高光谱图像几何纠正的地面标志，其特征为，包括光源、壳体，所述光源覆盖高光谱成像的光谱范围，包括紫外光源，可见光、近红外光源，中、远红外光源三种光源，其中每种光源的数量至少为两个，每种光源均在一个圆的圆周上，且各种光源所在的圆是共圆心的，所述壳体固定所述光源之间的相对位置，所述壳体的上表面在光源上方所在位置采用透明材料，所述透明材料能够透过光源发出的光线且能够保护光源，所述壳体的上表面在除了光源上方所在位置外，均具备吸光材料，所述壳体上具备安装端，所述安装端能够将所述地面标志固定在地面上。

3、有益效果是，所述光源覆盖高光谱成像的光谱范围，因此所述地面标志几乎在所有高光谱波段上都能成像，当对两幅不同时段不同波段的图像进行几何纠正时（包括高光谱与多光谱之间的图像纠正），能够保证地面标志能被同时识别出来，使得两幅图像有共同的地面标志，对应好所述共同的地面标志即可实现几何纠正，并且，当对同一高光谱相机同一时段不同波段的图像进行几何纠正时，由于各不同波段的图像也有共同的地面标志，也便于图像本身几何变形的纠正，此外，各种光源所在的所述圆是共圆心的，因此，无论何种波段成像时都有一个唯一的中心点，确保地面标志位置的准确性，另外，每种光源的数量至少为两个，且相互之间具有一定的距离或形状，使得所述地面标志具有一定的大小，能够在高光谱航拍时成像且便于识别。如果所述氘灯、钨灯、碳化硅棒均只有一个，因点光源体积小可能被当成杂光而难以被识别，会大大降低位置匹配效率。当然，所述地面标志的数量相对来说越多越好，其按照一定的密度分布于地面上，使得航拍图像几何纠正效果更好，与地面各点的实际地理坐标匹配更精确。每种光源均在一个圆的圆周上，意思是，所述紫外光源在一个圆的圆周上，所述可见光、近红外光源在一个圆的圆周上，所述中、远红外光源在一个圆的圆周上，所述圆既可以是同一个圆，也可以不同半径的圆。

4、吸光材料能够吸收绝大部分所述光源发出的光线，使得所述壳体的上表面在除了光源所在位置外几乎不会散射出光线，人眼中呈现为黑色，且在高光谱各个波段成像时均显示为黑色，与光源所在位置形成鲜明对比，更有利于清晰成像。所述吸光材料是指能够吸收紫外光、可见光、红外光的材料，包括黑色涂料、碳纤维、碳纳米管等。

5、本发明所述高光谱航拍，是指将高光谱相机装载于飞机或卫星上进行航拍，分别称为高光谱机载航拍和高光谱卫星航拍。由于卫星距离地面较远，所述高光谱卫星航拍的分辨率通常低于高光谱机载航拍，因此，所述标志用于高光谱卫星航拍时，要适当增大其尺寸，使其能够清晰成像。

6、所述紫外光源是氘灯，所述可见光、近红外光源是钨灯，所述中、远红外光源是碳化硅棒。

7、有益效果是，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒能够基本覆盖高光谱成像的光谱范围，组合简单、实用性强。氘灯的主要作用是作为紫外线光源，发出的光的波长范围一般为190~400nm，是一种连续光谱带。氘灯的工作原理主要是依靠等离子体放电，即始终让氘灯处于一个稳定的氘元素(d2或者重氢)电弧状态下。在通电时，阴极等离子体放电产生电子发射，高速运动的电子跟高纯氘气中的原子发生碰撞反应，从而产生波长范围190~400nm的连续紫外光谱带。钨灯的波长范围主要涉及可见光谱区和近红外区。钨灯是高光谱分析中比较常用的光源之一，钨灯作为最常用的可见光光源，它是一种具有高亮度、高稳定性和较长寿命的光源，可发射的波长为325~2500nm的连续光谱，因此，也可用做近红外光源。碳化硅棒通电加热后在波长为 2000～20000nm范围内近似黑体辐射，是一种中、远红外光源。

8、所述氘灯、钨灯、碳化硅棒分布在同一个圆的圆周上，以所述圆心为参照，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均是圆心对称分布的。

9、有益效果是，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自之间均有一定的距离（最大距离为所述圆的直径），便于高光谱航拍时成像和识别，同时所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自的中心点是重合的，无论何种波段成像时都有一个唯一的中心点，确保地面标志位置的唯一性和准确性。所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均是圆心对称分布的，意思是，所述氘灯是圆心对称分布的，所述钨灯是圆心对称分布的，所述碳化硅棒是圆心对称分布的。

10、或者，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒的数量均为四个，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均匀分布在一个圆的圆周上。

11、有益效果是，所述四个氘灯、钨灯、碳化硅棒均各自组成一个十字，均有一定的尺寸，便于高光谱航拍时成像和识别，同时所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自的中心点是重合的，无论何种波段成像时都有一个唯一的中心点，确保地面标志位置的唯一性和准确性。所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均匀分布在一个圆的圆周上，意思是，所述氘灯均匀分布在一个圆的圆周上，所述钨灯均匀分布在一个圆的圆周上，所述碳化硅棒均匀分布在一个圆的圆周上，其中，所述圆并非同一个圆。

12、所述地面标志安装时，以所述圆心为中心，所述四个氘灯、钨灯、碳化硅棒均各自分别位于东南西北方向。

13、有益效果是，所述十字朝向东南西北方向，使得所述地面标志具备指向性，因此航拍成像时所述地面标志具备方向参考与纠正功能。所述四个氘灯、钨灯、碳化硅棒均各自分别位于东南西北方向，意思是，所述四个氘灯分别位于东南西北方向，所述四个钨灯分别位于东南西北方向，所述四个碳化硅棒分别位于东南西北方向。

14、或者，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒的数量均为偶数个，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒分布在同一条直线上，以所述圆心为参照，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均是左右对称分布的。

15、有益效果是，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均在一条直线上，且具有一定长度，便于高光谱航拍时成像和识别，同时所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自的中点是重合的，无论何种波段成像时都有一个唯一的中心点，确保地面标志位置的唯一性和准确性。所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均是左右对称分布的，意思是，所述氘灯是左右对称分布的，所述钨灯是左右对称分布的，所述碳化硅棒是左右对称分布的。

16、所述地面标志安装时，所述直线朝向南北方向或者东西方向。

17、有益效果是，所述直线朝向南北方向或者东西方向，使得所述地面标志具备指向性，因此航拍成像时所述地面标志具备方向参考与纠正功能。

18、或者，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒的数量均为3个，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均匀分布在同一个圆的圆周上。

19、有益效果是，所述四个氘灯、钨灯、碳化硅棒均各自组成一个等边三角形，均有一定的尺寸，便于高光谱航拍时成像和识别，同时所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自的中心点是重合的，无论何种波段成像时都有一个唯一的中心点，确保地面标志位置的唯一性和准确性。所述氘灯、钨灯、碳化硅棒各自均匀分布在一个圆的圆周上，意思是，所述氘灯均匀分布在一个圆的圆周上，所述钨灯均匀分布在一个圆的圆周上，所述碳化硅棒均匀分布在一个圆的圆周上，其中，所述圆是同一个圆。

20、还包括光学滤波器，所述光学滤波器安装于光源上，能够过滤掉三种光源重叠的波长范围。

21、有益效果是，过滤掉三种光源重叠的波长范围后，所述氘灯、钨灯、碳化硅棒的波长范围没有交集，因此，无论何种波段成像时都有三个光源形成的唯一等边三角形，便于高光谱航拍时清晰成像和识别。例如，所述光学滤波器安装于钨灯上，将其波长范围缩减到400~2000nm，从而，所述氘灯的波长范围为190~400nm，所述钨灯的波长为400~2000nm，所述碳化硅棒通电加热后发出的波长范围为 2000~20000nm，三种光源没有交集。

22、还包括电源、开关，所述电源、开关、光源组成电回路，夜光航拍拍摄时，所述开关被打开，所述光源被点亮。

23、有益效果是，需要夜光航拍拍摄时才点亮光源，能够节省能源。所述电源可采用太阳能电源，利用白天光照储能，所述开光可采用远程控制开光，便于随时遥控打开和关闭。