基于预重建与细节重建的DEM超分辨率重建方法和系统

本申请涉及地形测绘，特别是涉及一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法和系统。

背景技术：

1、本发明涉及地形测绘技术领域，具体涉及一种基于地形细节重建的dem超分辨率重建方法。

2、数字高程模型(dem)是一种通过在一定地理范围内规则分布的格网点上采集平面坐标及其对应高程数据来描述地表形态的技术。dem不仅为地形分析提供了一种高效的数字化表达方式，而且通过内插等技术手段，能够生成等高线、坡度图等衍生产品，广泛应用于测绘、水文、地质以及城乡规划等多个领域。dem的高精度和实时更新特性，使其成为国家空间数据基础设施中不可或缺的组成部分，对于促进地理信息系统(gis)的发展和支持复杂地理过程模拟具有重要意义。

3、目前，高分辨率dem数据的获取主要有两种途径。一是通过高精度传感器进行获取，但是由于技术和资源的限制，通过传感器获取高分辨率dem数据耗时长且花费成本高。二是利用现有的低分辨率dem数据，通过dem超分辨率重建技术得到高分辨率的dem数据。

4、基于dem超分辨率重建的方法主要有两种，第一种是通过传统插值方法得到，如双线性插值、双三次插值等。第二种是通过基于学习的方法得到。通过设计神经网络并利用高低分辨率dem数据进行训练，得到dem超分辨率重建模型。随着深度学习的发展，特别是近年来基于神经网络的图像超分辨率重建技术的发展，基于学习的dem超分辨率重建方法也在逐渐成为研究热点。

5、目前已有的dem超分辨率重建技术按照使用的网络结构可以分为基于卷积神经网络(cnn)的dem超分辨率重建方法和基于transformer的dem超分辨率重建方法。

6、然而，上述传统基于深度学习dem超分辨率重建方法存在重建效果差的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法和一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，包括：

4、训练好的增强dem超分辨重建模块的dem增强重建模块根据输入的提取特征获得地形特征；增强dem超分辨重建模块包括dem预重建模块、dem增强重建模块和细节重建模块；

5、dem预重建模块对地形特征进行预估，获得dem高分辨率预重建结果；

6、dem增强重建模块根据dem高分辨率预重建结果进行地形趋势推理，获得dem高分辨率重建结果；

7、细节重建模块根据提取特征、dem高分辨率预重建结果和dem高分辨率重建结果，获得地形细节dem重建结果。

8、另一方面，还提供一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统，包括训练好的增强dem超分辨重建模块；

9、增强dem超分辨重建模块的dem增强重建模块，用于根据输入的提取特征获得地形特征；增强dem超分辨重建模块包括dem预重建模块、dem增强重建模块和细节重建模块；

10、dem预重建模块，用于对地形特征进行预估，获得dem高分辨率预重建结果；

11、dem增强重建模块，用于根据dem高分辨率预重建结果进行地形趋势推理，获得dem高分辨率重建结果；

12、细节重建模块，用于根据提取特征、dem高分辨率预重建结果和dem高分辨率重建结果，获得地形细节dem重建结果。

13、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、上述基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法和系统，通过改进dem超分辨率重建方法中的dem重建部分，在dem超分辨率重建时对地形趋势进行推理，利用dem预重建模块为推理提供高置信度的地形特征，从而提高重建精度，接着利用细节重建模块，还原出重建模块在进行dem重建时忽略的细节，进一步提高了dem超分辨率重建的精度，也即通过充分利用提取到的特征从而提高了dem超分辨率重建效果。

技术特征：

1.一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，所述增强dem超分辨重建模块根据所述dem高分辨率重建结果和所述地形细节dem重建结果获得最终dem高分辨率重建结果。

3.根据权利要求1所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，深层特征提取模块根据输入的浅层特征进行提取，获得所述提取特征。

4.根据权利要求3所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，浅层特征提取模块根据输入的低分辨率dem数据进行提取，获得所述浅层特征。

5.根据权利要求1所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，所述dem增强重建模块包括卷积层、像素重组层和2维选择性扫描层，所述2维选择性扫描层用于进行地形趋势推理。

6.根据权利要求4所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建方法，其特征在于，所述细节重建模块和所述dem增强重建模块结构相同。

7.一种基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统，其特征在于，包括训练好的增强dem超分辨重建模块；

8.根据权利要求7所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统，其特征在于，所述增强dem超分辨重建模块，还用于根据所述dem高分辨率重建结果和所述地形细节dem重建结果获得最终dem高分辨率重建结果。

9.根据权利要求7所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统，其特征在于，所述dem增强重建模块包括卷积层、像素重组层和2维选择性扫描层，所述2维选择性扫描层用于进行地形趋势推理。

10.根据权利要求9所述的基于预重建与细节重建的dem超分辨率重建系统，其特征在于，所述细节重建模块和所述dem增强重建模块结构相同。

技术总结
本申请涉及一种基于预重建与细节重建的DEM超分辨率重建方法和系统，方法包括利用训练好的增强DEM超分辨重建模块，增强DEM超分辨重建模块包括DEM预重建模块、所述DEM增强重建模块和细节重建模块。通过改进DEM超分辨率重建方法中的DEM重建部分，在DEM超分辨率重建时对地形趋势进行推理，利用DEM预重建模块为推理提供高置信度的地形特征，利用细节重建模块，还原出重建模块在进行DEM重建时忽略的细节，通过充分利用提取到的特征从而提高了DEM超分辨率重建效果。

技术研发人员：伍江江,孙承哲,陈浩,熊伟,沙志超,贾庆仁,杨岸然,马梦宇,李军,吴烨,杨飞
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23