[发明专利]一种基于偏振三维成像的遥感地形三维测绘方法

权利要求书

1.一种基于偏振三维成像的遥感地形三维测绘方法，其特征在于，包括：

采集预设角度下不同目标地形区域的偏振图像；

针对每个目标地形区域，计算目标地形区域表面的偏振度，并根据所述偏振度计算所述目标地形区域表面的入射光的入射角θ和方位角

根据所述入射角θ和所述方位角构建所述目标地形区域表面的法向量与所述入射角θ及所述方位角之间的第一映射关系，获得第一法向量信息；

计算太阳的天顶角θ_z与方位角θ_s，构建光源矢量与所述天顶角θ_z及所述方位角θ_s之间的第二映射关系，获得所述目标地形区域表面的光源矢量；

构建所述目标地形区域表面的辐射模型，并结合所述目标地形区域表面的光源矢量计算先验法向量信息；

基于所述先验法向量信息对所述第一法向量信息进行修正，得到所述目标地形区域表面的修正法向量信息；

根据所述修正法向量信息和所述预设角度下不同目标地形区域的偏振图像，进行目标区域的三维场景重建。

2.根据权利要求1所述的基于偏振三维成像的遥感地形三维测绘方法，其特征在于，所述预设角度包括0°、45°、90°和135°；

针对每个目标地形区域，计算目标地形区域表面的偏振度，并根据所述偏振度计算所述目标地形区域表面的入射光的入射角θ和方位角的步骤，包括：

针对每个目标地形区域，获取采集预设角度下的偏振图像时通过0°偏光片的光强I_0°、通过45°偏光片的光强I_+45°、通过90°偏光片的光强I_90°和通过135°方向线偏振器的光强I_-45°，并计算斯托克斯参数S₀、S₁和S₂：

S₀＝I_0°+I_90°；

S₁＝I_0°-I_90°；

S₂＝I_+45°-I_-45°；

根据所述斯托克斯参数S₀、S₁和S₂，计算目标地形区域表面的偏振度：

根据所述斯托克斯参数S₀、S₁及所述偏振度，计算目标地形区域表面的入射光的入射角θ和方位角

3.根据权利要求2所述的基于偏振三维成像的遥感地形三维测绘方法，其特征在于，根据所述斯托克斯参数S₀、S₁及所述偏振度，计算目标地形区域表面的入射光的入射角θ和方位角的步骤，包括：

根据所述斯托克斯参数S₀、S₁计算目标地形区域表面的入射光的方位角

根据所述偏振度DOLP计算入射光的入射角θ：

式中，n表示目标地形区域表面的折射率，n＝1.5。

4.根据权利要求2所述的基于偏振三维成像的遥感地形三维测绘方法，其特征在于，根据所述入射角θ和所述方位角构建所述目标地形区域表面的法向量与所述入射角θ及所述方位角之间的第一映射关系，获得第一法向量信息的步骤，包括：

根据所述入射角θ和所述方位角构建所述目标地形区域表面的法向量与所述入射角θ及所述方位角之间的第一映射关系：

式中，n_x、n_y、n_z分别表示所述目标地形区域表面的法向量在x方向、y方向和z方向上的分量，其中，z方向与所述目标地形区域表面垂直，x方向与y方向垂直且二者所在平面与所述z方向垂直；

根据所述第一映射关系计算第一法向量信息D。