多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理系統
武漢大學張永軍教授項目組在國際上首次提出攝影測量遙感的科學概念,構建了多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理技術體系,突破了匹配干擾地物快速智能分割、語義輔助幾何處理與大范圍影像鑲嵌合成、地物信息智能提取等關鍵技術,成功研制出我國首套多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理系統MIPS。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
武漢大學張永軍教授項目組在國際上首次提出攝影測量遙感的科學概念,構建了多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理技術體系,突破了匹配干擾地物快速智能分割、語義輔助幾何處理與大范圍影像鑲嵌合成、地物信息智能提取等關鍵技術,成功研制出我國首套多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理系統MIPS,相關技術理論《多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理技術及應用》2021年榮獲測繪科技進步特等獎。
技術特色:
(1) 首次提出基于人工智能技術的多模態衛星影像語義分割與幾何處理融合新理論。創建了衛星影像跨域穩健語義分割技術,通過自適應增量優化提升深度分割網絡模型的遷移性和普適性,保證多類型地物語義分割的時效性、容錯性、穩定性和區域一致性。
(2) 通過語義分割結果全自動進行多源地理信息控制點粗差剔除,實現超大范圍多模態影像精準幾何處理;提出輻射不變特征變換算法進行多模態影像高可靠性匹配;單臺機器2.5分鐘可完成8000景衛星影像的并行區域網平差,大幅提高了自動化處理精度和效率。
(3) 突破了基于深度學習的多視遙感影像三維地形及大范圍合成影像智能生成技術,采用物方半全局優化提升困難區域的密集匹配精度,并在語義分割結果的輔助下進行大范圍遙感影像無縫鑲嵌合成。
(4) 基于深度學習進行建筑物、道路、農作物等典型地物目標語義信息智能提取;基于多尺度語義分割網絡融合經驗知識實現建筑物矢量邊緣精確提取;結合語義分割和多起點中心線追蹤優化提取道路網拓撲矢量;基于3D卷積和注意力機制實現多類農作物精細分類及其時空特征智能提取。
(5) 構建了全新的多模態衛星遙感影像幾何語義一體化智能處理技術體系,研制出我國首套自主產權的多模態衛星影像一體化攝影測量遙感智能處理軟件系統MIPS,其數據處理效果和效率均有明顯優勢,顯著提升了融合處理的精準度和智能化水平。
先進性
MIPS具備快速語義分割、語義輔助精準幾何處理、三維地形提取與多影像時序合成、地物語義信息智能提取等特色功能。系統采用最新的衛星影像攝影測量處理、多源影像融合、語義信息提取的相關理論與方法,結合先進的計算機技術、CPU/GPU兩級加速并行處理及深度學習技術,處理效果和效率均明顯優于國內外同類軟件。例如單機情況下19小時即可完成1551景2米分辨率衛星影像的全自動處理,包括云區檢測、影像融合、影像匹配、區域網平差、正射影像糾正等全部處理流程。語義分割結果約束的立體衛星影像區域網平差自動化程度和精度均顯著提升,例如在1:1萬基礎測繪產品DEM/DOM的輔助下,高分七號立體衛星影像的全自動處理高程精度從2.6米大幅提升至0.8米以內,鑲嵌接邊精度優于1像素。
武漢大學
2022-08-15