多源遥感影像高精度自动配准的方法研究

提出并发展了一套对多源遥感影像(不同传感器、不同分辨率、不同时相的遥感影像)的高精度自动纠正与配准技术与方法。遥感影像首先通过一个多项式模型进行整体粗纠正,然后在待配准影像上提取均匀分布的特征点。以提取的特征点为引导,利用金字塔逐层模板匹配的方法获得配准用同名控制点,基此构建不规则三角网将影像分解为各三角形区域,在每个三角形范围内实现逐三角网的高精度影像纠正与配准。     

一阶高斯方向可调滤波器引导的多源卫星遥感影像配准方法

针对多源遥感影像间由于存在显著的非线性辐射差异,导致影像配准困难的问题,提出了一种由一阶高斯方向可调滤波器引导的多源影像配准方法。首先,基于影像自带的几何参考信息,计算出参考影像与待配准影像在像方空间的重叠区域,以参考影像面为基准对重叠区域进行均匀分块,通过有理函数模型和数字高程模型计算对应的待配准影像块,建立仿射变换模型对待配准影像块进行几何校正,实现局部影像间的粗配准;然后,在特征检测方面,构造了分块均匀检查策略改进的抗聚簇加速分割测试特征,获取大量分布均匀的特征点,对于特征描述,构造了一组多尺度、多方向的一阶高斯方向可调滤波器对影像卷积,通过对卷积结果进行池化以实现特征降维,得到多源一致的特征描述;最后,基于最近邻原则进行特征匹配,通过剔除误匹配得到高精度同名点对,进一步基于有理函数模型进行平差计算,校准待配准影像的有理多项式系数并对影像进行几何纠正,实现影像间的精配准。基于多组星载多源遥感影像的实验结果表明,所提方法在多时相光学数据、光学-红外数据上的配准精度优于1像素,在光学-合成孔径雷达数据上的配准精度优于1.5像素;计算效率方面,相比于现有同类方法提高1倍以上。     

基于同名点对的小面元影像微分纠正及融合方法

多源遥感影像数据融合是提高海量遥感影像数据利用率，获取更多决策辅助信息的有效手段之一。目前一些商业遥感图像处理软件在进行多源遥感影像融合时，存在效率低、精度难以达到实用要求等问题。本文提卅了基于图像线特征的遥感影像精确配准、纠正、融合新方法，该方法运用线特征算法提取图像边缘特征点作为控制点，然后通过全自动图像匹配获取密集同名点对，由这些同名点对构成密集三角网（小面元）实现影像精确配准；最后进行影像纠正融合处理。大量实践表明，该方法是一种高效实用、高精度的遥感影像配准、纠正、融合方法，能大大改善山区等特殊地区的配准精度。     

利用线特征和SIFT点特征进行多源遥感影像配准

提出了一种基于线特征和SIFT点特征的多源遥感影像配准方法。该方法首先匹配待配准影像和参考影像中的线特征,利用匹配直线构建虚拟角点;其次,针对传统SIFT算法匹配多源遥感影像特征点存在的不足,采用线特征约束点特征的方法进行SIFT同名点对的提取;最后结合虚拟角点对及SIFT同名点对构建三角网进行小面元微分纠正。试验结果表明,本文方法能取得较高的配准精度。     

一种基于面特征的遥感影像与GIS数据配准方法

遥感图像与GIS数据的配准是遥感应用、遥感与GIS集成的基础和关键.目前的方式大多是通过人工选取一点数量的控制点,通过几何纠正模型把遥感图像纳入到GIS坐标系统中,同时改正遥感图像的几何畸变.随着遥感技术的发展,传统人工作业方法无论是从效率还是从质量上都无法满足日益增长的应用需求,因此需要研究实用化的遥感影像与GIS数据的自动配准方法.本文从实用化的角度出发,在分析特征匹配理论的基础上,提出了一种基于面状地物多边形特征的遥感影像与GIS数据自动配准方法.该方法不同于一般的特征匹配方法之处在于特征提取与特征匹配同步解求.本文对新方法的理论进行了详细论述,最后对上海浦东地区的QUICKBIRD影像和1：2000 GIS数据进行了配准实验,对比传统方法计算结果,新方法具有明显优势.     

基于小面元的多源遥感影像高精度配准方法

基于几种高精度的匹配方法，引入了小面元微分纠正的思想，设计出一种高精度影像相对配准方法。实验结果表明，该方法对多种遥感影像有很强的适应性，相对配准精度高，尤其适用于变形明显或山区多源影像间的高精度配准。     

基于小面元的多源遥感影像高精度配准方法

基于几种高精度的匹配方法,引入了小面元微分纠正的思想,设计出一种高精度影像相对配准方法.实验结果表明,该方法对多种遥感影像有很强的适应性,相对配准精度高,尤其适用于变形明显或山区多源影像间的高精度配准.     

多源遥感影像学习型特征双向一致性配准EI北大核心CSCD

针对多源遥感影像之间非线性辐射和几何畸变的差异严重影响配准质量的问题，本文提出一种具有双向一致性变换适用于多源遥感影像的配准方法。首先，利用微调的ResNet101网络模型提取多源遥感影像学习型特征，在特征匹配阶段，为提高同名特征匹配的可靠性，设计了一种双向一致性特征匹配网络模型；然后，基于小型轻量级网络加权回归变换模型参数，实现多源遥感影像稳健可靠的配准。试验利用Google Earth影像、卫星影像、无人机影像、Google Earth-卫星-无人机混合影像4种不同数据源对本文方法进行测试，并与具有代表性的多种方法进行比较，结果表明本文方法在配准精度、效率、稳健性方面具有优势，基本实现了2像素以内的自动配准精度。     

基于特征提取的光学影像和SAR影像自动配准

针对现有的配准方法用于多光谱影像与SAR遥感影像配准时,存在受SAR图像斑纹噪声影像大、手工选取配准控制点精度低、利用图像景物特征配准时获取区域和边沿困难等问题,以SPOT5影像与RADARSATSAR影像配准进行实验,提出了一种利用改进的SIFT在提取的特征图像上寻找匹配点进行粗配准,然后利用交叉累积剩余熵作为相似性测度结合原始影像信息寻找光学特征图像的角点在SAR影像上的匹配点并进行精配准的方法,配准精度达到了子像素级水平。实验结果表明该方法对多源遥感影像有很强的适应性,配准精度高。     

控制点影像库在遥感影像几何纠正中的应用

影像几何纠正是遥感图像处理的重要技术。为了克服现有方法在实际应用中的不足,提出利用控制点影像库进行影像自动匹配,然后进行几何变化的方式。这种方法简单有效,快速稳定,匹配得到的同名点数量足够且分布均匀,并通过引入最小二乘匹配使配准达到子像素精度,提高几何纠正的速度与可靠性。     

基于空间约束和结构特征的光学与SAR影像配准

针对光学和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像间的几何形变和辐射差异造成的配准困难问题,提出一种基于空间几何约束和结构特征的光学影像与SAR影像自动配准方法.首先,利用分块的Harris算子在输入影像上提取分布均匀的特征点,根据有理函数模型对输入影像进行局部几何纠正,实现输入影像...     

局部单应约束的高精度图像自动配准方法

提出一种基于SIFT特征的抗差图像匹配算法。算法分为两个阶段:①初始匹配,综合利用SIFT特征匹配方法和基于SIFT特征尺度和方位信息的自适应归一化互相关(normalized cross correlation,NCC)方法建立初始相关,并基于几何关系一致性检测剔除误匹配;②匹配传播,在初始相关的基础上,利用自适应NCC和局部单应约束进行匹配传播,迭代产生更多的匹配点并采用几何关系一致性检测剔除可能的误匹配。初始单应采用最小二乘匹配方法估计得到,并采用自适应NCC为其提供良好的初始值。与现有的基于SIFT特征的图像配准方法相比,算法在抗几何变形和配准精度等方面具有优越性。     

利用PC-SIFT的多源光学卫星影像自动配准方法

针对多源光学卫星影像几何校正过程中同名点匹配率低、配准过程自动化差等问题,本文采用相位一致性代替原始尺度不变特征变换(scale invitation feature transform,SIFT)算法中的像素灰度值梯度对主方向和特征向量进行描述,提升特征描述的正确率;以频率域下相位分析结果为约束条件对匹配结果进行优化,抑制错误匹配同名点;同时,提出了一种基于随机采样一致性(RANSAC)的自适应选择策略,提高参数估计阶段的自动化水平;最后,实现多源光学卫星影像间的配准。多组数据实验结果表明了该方法在辐射非线性畸变多源光学卫星影像间配准中的有效性和适用性。     

特征级高分辨率遥感图像快速自动配准

随着遥感图像分辨率的日益提高,遥感图像的尺寸和数据量也不断地增大,同时随着遥感应用的发展,对图像配准的性能也提出越来越高的要求,基于此,提出一种特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法。首先,对图像进行Haar小波变换,基于小波变换后的近似图像进行配准以提高配准速度;其次,根据不同的遥感图像来源使用不同的特征提取方法(光学图像使用Canny边缘提取算子,SAR图像使用Ratio Of Averages算子),并将线特征转化为点特征;然后,依据特征点间最小角与次小角的角度之比小于某一阈值来确定初始匹配点对;最后,利用改进的随机抽样一致性算法滤除错误匹配点对,并结合分块思想均匀选取匹配点对计算仿射变换参数,进一步提高配准精度。为了验证本文方法的有效性,选择高分辨率World View-2图像、Pleiades图像和Terra SAR图像进行了实验,并与典型的SIFT算法、SURF算法进行比较分析,采用匹配率、匹配效率、均方根误差和时间消耗4个定量评价指标来客观评价算法的配准性能。实验结果表明,本文方法具有较好的有效性,且在不同的情况下具有较高的配准精度。本文提出的特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法,多组高分辨率遥感图像数据的配准实验结果表明该方法能快速实现并具有较高的配准精度和较好的鲁棒性。     

Contourlet变换和Tsallis熵的多源遥感图像匹配

提出了一种利用Contourlet变换、Tsallis熵和改进粒子群优化的多源遥感图像匹配算法。在分别对参考图像和目标图像进行Contourlet分解的基础上,以基于Tsallis熵的互信息量作为相似性度量准则,利用改进的带极值扰动的简化粒子群优化算法对低分辨率的遥感图像进行匹配操作,逐级上推,最终实现全分辨率情况下多源遥感图像的匹配。实验结果表明,与常用的遥感图像匹配算法相比,该算法匹配精度高,稳健性好,且运算量大幅减少。     

基于边缘特征匹配的遥感影像变化检测预处理方法

提出了一种基于边缘特征匹配的遥感影像变化检测预处理方法，在进行不同时相遥感影像配准时，一并解求两期影像的辐射校正系数，同时实现两期影像的配准和辐射校正。实验表明，经预处理后，两期影像的色调基本一致，地物没有明显的几何变形。     

多源地理空间矢量数据关联分析

针对多源地理空间矢量数据多来源、难以集成综合利用这一现状,本文提出了多源地理空间矢量数据关联方法,并以此为基础构建了多源地理空间矢量数据关联的可视与计算查询系统。首先,对多源地理空间矢量数据关联的概念及分类进行了定义。然后,以此为基础,提出了关联关系构建技术：自适应四叉树编码技术、扫描线技术、几何匹配及语义匹配技术。最后,为实现关联关系的直观展示,设计了原型系统。关联技术的提出可建立起多源地理空间矢量数据之间的关联关系,原型系统的构建也为用户综合利用多源地理空间矢量数据提供了平台,提高了数据的利用率及数据查询的效能。     

The study on automatic registration of InSAR images

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) allows production of high resolution DEM and detection of small earth motions using multiple pass SAR data sets obtained by remote sensing satellite. But the whole process has not yet reached sufficient robustness to warrant automated DEM production as commonly produced by stereovision with optical images. The automatic algorithm for precision registration is one of the bottlenecks in InSAR data processing. In this paper, an automatic approach with multi-step image matching algorithm is presented. All procedures are automatically implemented. The experiment is carried out successfully with SIR-C/L-band InSAR data. The triangular piecewise rectification is also advanced in reducing local distortion between the images and processing the large scene image. The primary result has prospect in the precision registration for the repeat-track InSAR data and reveals the potential of the presented automatic strategy.     

应用Hessian-Affine的遥感图像配准实验

针对存在云雾遮挡、仿射变形的遥感影像,本文提出应用Hessian-Affine与最大信息熵,检测并筛选仿射不变特征,同时选刺同名点估计初始变换参数,对每一个待匹配点预测出一定圆域约束内的对应匹配点集,利用NCC相关系数迭代确定圆域内真同名点,得到初始匹配点集,然后利用均方根误差(RMSE)迭代剔除误匹配,直至完成最佳仿射变换参数估计。结果表明:该算法对发生仿射畸变、气候复杂区域的影像配准表现出较好稳健性和定位精度。     

The study on automatic registration of InSAR images

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) allows production of high resolution DEM and detection of small earth motions using multiple pass SAR data sets obtained by remote sensing satellite. But the whole process has not yet reached sufficient robustness to warrant automated DEM production as commonly produced by stereovision with optical images. The automatic algorithm for precision registration is one of the bottlenecks in InSAR data processing. In this paper, an automatic approach with multi-step image matching algorithm is presented. All procedures are automatically implemented. The experiment is carried out successfully with SIR-C/L-band InSAR data. The triangular piecewise rectification is also advanced in reducing local distortion between the images and processing the large scene image. The primary result has prospect in the precision registration for the repeat-track InSAR data and reveals the potential of the presented automatic strategy.