本发明涉及卫星数据分析,更具体地说,本发明涉及一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统。
背景技术:
1、随着各大科研机构在数据智能融合领域取得了新进展,需要整合来自不同卫星、不同传感器的数据,消除传感器差异和大气影响等因素,弱化遥感信息的差异化,以获得更全面的遥感信息。但是随着遥感信息数据量越来越大,卫星遥感数据的融合效率较低,若对其进行初步识别判断,则需要对融合数据进行仲裁,如授权专利号:cn107229238b中公开用于嵌入式控制中的先进仲裁的架构和装置,记录冗余控制系统中的每个控制器执行的任务的执行数据;
2、在实际应用中,接收并处理来自不同卫星、不同类型的遥感数据在数据融合时,很难解决多源数据在格式、精度、时间分辨率等方面的异构性问题进行融合,大多数卫星采集的数据主要依赖图像数据,但是在融合时还能保留原始数据的时候,减少空间存储量,当融合数据出现冲突的结果时,一方面需要提高智能分析能力,还要减少对先验知识的依赖,若部分卫星遥感数据因外部因素或者偶发性故障导致出现误判的情况,无法客观的获取卫星遥感数据的准确性,极易造成作业人员错误融合卫星遥感数据,甚至出现相反分析结果;从而影响仲裁和分析的公正性。
3、鉴于此,本发明提供了一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统。
2、第一方面,本发明提供了一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,包括数据接收模块、数据融合模块和数据仲裁模块,上述各个模块通过有线和/或无线连接的方式连接,实现各个模块间的数据传输;
3、数据接收模块,获取地域监控区域中各个目标区域内对应的卫星遥感数据,所述卫星遥感数据包括卫星图像数据、光谱感应数据、气象数据以及时间序列数据;将卫星遥感数据传递至数据融合模块;
4、数据融合模块,所述卫星遥感数据通过数据融合生成带有时间戳的卫星融合图像,所述卫星融合图像包括以卫星图像数据为载体和以时间序列数据为检索信息,将光谱感应数据和气象数据整合在卫星图像数据上;将卫星融合图像发送至数据仲裁模块和历史数据存储模块;
5、数据仲裁模块,将地域监控区域中各个目标区域对应的卫星融合图像进行叠加获得地域监控全景图,并识别卫星融合图像是否存在异常像素区域,将异常像素区域对应的占比值仲裁评判获得卫星融合效果。
6、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述卫星遥感数据的获取逻辑为:
7、s101:获取遥感卫星原始数据,对遥感卫星原始数据输入进行帧同步、解交织、解扰、crc 校验、译码和分包,提取遥感卫星原始数据中支持目标监控环境的遥感数据列表;
8、s102:确定遥感数据列表中的遥感数据相对目标监控环境的环境评估影响因子,将环境评估影响因子超过预期的遥感数据标记为卫星遥感数据,并对卫星遥感数据进行赋值,根据赋值大小更新。
9、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述环境评估影响因子的获取逻辑为:
10、用于预先收集各目标监控环境中的历史遥感卫星原始数据;将历史遥感卫星原始数据作为样本集;将样本集划分为训练集和测试集;
11、构建计算机学习模型,将所述训练集输入所述计算机学习模型中进行训练,获取待验证环境评估影响因子;基于环境评估影响因子确定卫星遥感数据;所述卫星遥感数据包括卫星图像数据、光谱感应数据、气象数据以及时间序列数据;
12、根据所述测试集对所述待验证环境评估影响因子和卫星遥感数据进行测试验证,将当前时刻确定的卫星遥感数据作为计算机学习模型的输入端;所述计算机学习模型基于环境评估影响因子输出卫星预测遥感数据,将当前时刻的下一时刻对应的卫星遥感数据作为预测目标,以卫星预测遥感数据和下一时刻对应的卫星遥感数据之间的差值为预测准确度;基于预测准确度不断优化训练环境评估影响因子,直至预测准确度大于等于预设准确阈值时停止训练。
13、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述遥感数据列表的更新逻辑:
14、所述遥感数据列表的初始化状态以最近一次目标监控环境对应的遥感数据列表,并基于先验知识确定环境评估影响因子相对卫星遥感数据的重要分界线,
15、若环境评估影响因子小于或等于重要分界线,则未超过预期的遥感数据,将未超过预期的遥感数据从遥感数据列表中删除;
16、若环境评估影响因子大于重要分界线,则超过预期的遥感数据标记为卫星遥感数据,将其添加至遥感数据列表;并根据环境评估影响因子生成排序赋值,排序赋值由大到小实时更新遥感数据列表。
17、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述卫星融合图像的获取逻辑为:
18、卫星图像数据包括可见光图像和sar地形数据;将可见光图像和sar地形数据进行重叠模拟,将重合点标记为参考点;
19、以可见光图像为参照物,对sar地形数据进行修正,基于sar地形数据构建三维空间体系,以实际经纬度标记地形数据,将归一化处理后的光谱感应数据和气象数据在三维空间体系中进行标记形成修正后的sar地形数据;
20、将修正后的sar地形数据和可见光图像进行叠加生成卫星融合图像,以卫星融合图像在三维空间体系中任选一参考点为基准点,提取基准点的位置信息;以时间序列数据作为索引信息存储带有时间戳的卫星融合图像。
21、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述地域监控全景图的获取逻辑:
22、根据目标区域相对位置标号进行分区处理,两个相邻目标区域重叠部分为过渡区域,选择清晰度高的过渡区域标记为目标区域a,共用同一过渡区域的另一目标区域标记为目标区域b;
23、以目标区域a为起始节点1,目标区域b标记为节点2,顺延节点1和节点2的位置关系依次获取n个节点,第n个节点n与起始节点1相邻;
24、将目标区域b的亮度与目标区域a相匹配,并基于算法提取目标区域a和目标区域b的特征点,再利用ransac算法对特征点进行分析,计算出最佳匹配的变换矩阵h,利用变换矩阵h对目标区域b做投影变换,获得目标区域b在目标区域a中的坐标参数;
25、根据变换后的坐标参数评估目标区域b是否符合要求,如符合则继续进行拼接,重合部分使用加权平均法进行融合,将融合后的图像标记为目标区域a;否则将目标区域b标记为异常像素区域,保留目标区域a的图像完整性,并将目标区域b更新为目标区域a;
26、重复上述操作,完成所有相邻目标区域的拼接后进行首尾对齐,去除重复部分;再根据最大边界值裁去空白区域,生成地域监控全景图。
27、作为本发明第一方面的一种优选方案,所述卫星融合效果的评判方法:
28、统计异常像素区域的个数,获取异常像素区域的个数相对所有目标区域对应的占比值,对所述卫星融合效果划分为m个等级,基于模糊函数确定每个等级对应的占比区间,
29、将占比值与占比区间进行比对,获得当前地域监控区域对应的卫星融合效果。
30、第二方面,本发明提供了一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析方法,基于第一方面的实现,包括以下步骤:
31、获取地域监控区域中各个目标区域内对应的卫星遥感数据,所述卫星遥感数据包括卫星图像数据、光谱感应数据、气象数据以及时间序列数据;
32、所述卫星遥感数据通过数据融合生成带有时间戳的卫星融合图像,所述卫星融合图像包括以卫星图像数据为载体和以时间序列数据为检索信息,将光谱感应数据和气象数据整合在卫星图像数据上;
33、将地域监控区域中各个目标区域对应的卫星融合图像进行叠加获得地域监控全景图,并识别卫星融合图像是否存在异常像素区域,将异常像素区域对应的占比值仲裁评判获得卫星融合效果。
34、第三方面,本发明提供了一种电子设备,包括:处理器和存储器,其中,所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序;
35、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序,执行第一方面。
36、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行第一方面。
37、本发明一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统的技术效果和优点:
38、本发明结合对地域监控全景图的分析,起到优化资源配置与决策支持,更加科学地规划城市发展、优化资源配置、制定环境保护政策提供有利支持;将多源数据集中体现在遥感融合图像上,减少了因单一数据源局限性导致的信息缺失或误判,提供更精确、更全面的监测信息;另外以遥感融合图像为载体,大大减少计算机的计算压力,提高反应速度,在自然灾害或突发事件发生时,迅速识别异常区域,提供及时、准确的信息支持。并基于时间序列提供长期、连续的环境变化监测数据,为环境保护和生态修复提供科学依据。
1.一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:包括数据接收模块、数据融合模块和数据仲裁模块,上述各个模块通过有线和/或无线连接的方式连接,实现各个模块间的数据传输;
2.根据权利要求1所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述卫星遥感数据的获取逻辑为:
3.根据权利要求2所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述环境评估影响因子的获取逻辑为:
4.根据权利要求3所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述遥感数据列表的更新逻辑:
5.根据权利要求4所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述卫星融合图像的获取逻辑为:
6.根据权利要求5所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述地域监控全景图的获取逻辑:
7.根据权利要求6所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统,其特征在于:所述卫星融合效果的评判方法:
8.一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析方法,其特征在于:其基于权利要求1-7任意一项所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统的实现,其特征在于:包括以下步骤:
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,其特征在于:包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1-7任意一项所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于:储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的一种多源卫星数据融合仲裁与智能分析系统。