基于直线特征和谱图理论的光学与SAR图像配准

针对可见光与SAR图像配准问题,提出了基于直线特征和谱图理论的配准方法。通过提取图像的直线特征求交点,再利用特征点集构造Voronoi图,结合谱图理论寻找匹配的Voronoi多边形,从而获得配准参数,最后根据仿射变换模型得到配准结果。实验结果表明,与传统配准算法相比,本文配准方法普适性好、配准效率高。     

车载MMS激光点云与序列全景影像自动配准方法

提出一种车载移动测量系统（MMS）激光点云与序列全景影像自动配准方法。首先采用层次化城市场景目标提取方法自激光点云提取天际线矢量,在全景影像中经虚拟成像与分割角点提取算法生成天际线矢量。然后,将提取结果作为几何配准基元,构建配准基元图,通过最小化配准基元图编辑距离进行匹配,组成共轭配准基元对,解算2D-3D粗配准模型,获得全景影像与LiDAR点云参考坐标系之间的初始转换关系。最后,为消除几何配准基元提取与匹配误差对配准结果的影响,自序列全景影像虚拟成像影像生成多视立体密集匹配点云,继而使用变种ICP算法优化其与激光点云数据间3D-3D配准参数,间接优化全景影像与激光点云间的配准参数,精化配准结果。试验结果表明,本文提出的自动配准方法可以实现车载MMS激光点云与序列全景影像的1.5像素级自动配准,配准成果可应用于真彩色点云生成等点云/影像数据融合应用。     

一种航空影像与矢量数据配准的新方法

针对航空影像与矢量数据间的配准问题,本文提出了一种基于直线段特征利用二维多尺度模板进行影像与矢量数据配准的方法。该方法以预处理后的矢量数据为先验信息,利用二维多尺度线段模板自动搜索线状地物建立配准基元间的相关,以共线条件方程作为配准转换函数,实现了航空影像与矢量数据的配准和航空影像外方位元素的解算。实验结果表明,该方法具有较高的可靠性和配准精度。     

基于Voronoi图的正射影像镶嵌网络生成与优化方法

提出一种基于Voronoi图的正射影像镶嵌网络生成与优化方法。首先以每幅DOM影像有效区域中心点作为种子点生成Voronoi图，确定每幅影像的有效镶嵌多边形并构建全局镶嵌网络；然后结合DSM数据对镶嵌多边形顶点位置进行调整，避免最终镶嵌结果影像出现无数据区域，同时可以使顶点避开建筑、树木等存在投影差的区域，以便对初始镶嵌线进行调整优化。试验表明，本文方法切实可行并且具有较好的自适应性。     

改进的加权Voronoi图ArcGIS矢量生成算法

加权Voronoi图是根据生成元权重划分空间的方法,广泛应用于地学领域。针对传统加权Voronoi图ArcGIS矢量生成算法不能处理重叠点、复杂多边形及更新操作等问题,该文提出了一种改进算法,结合C#和ArcEngine,利用增量法思想,通过重叠点处理、区域分割合并、加权区域重分类、加权区域重划分等方法实现,可嵌入ArcGIS应用软件使用或独立运行,具有良好的可用性,精度高,便于数据库存储管理,扩展了加权Voronoi图在地学领域的应用。     

一种最小生成树的自动纹理映射方法

针对实拍像片的纹理映射是复杂模型三维重建的关键,由于缺乏稳定而实用的二维影像与三维模型自动配准方法的问题,该文提出了一种基于最小生成树的自动纹理映射方法,实现二维影像与三维模型之间的自动配准。该方法首先建立实拍纹理影像之间的相邻关系图;然后对相邻影像进行匹配得到它们的同名像点,通过计算同名像点的惯性矩来衡量相邻影像的相邻度并把惯性矩作为图边的权;再建立最小生成树;最后层序遍历生成树依次获得当前影像,根据当前影像与其父影像的同名像点及父影像与三维模型的配准关系推导当前影像与模型的配准关系,实现自动映射。实验证明,该方法能够在保证精度的同时提高纹理映射的效率。     

一种适用于粗匹配的遥感影像快速变化发现方法

针对遥感影像变化检测过程中影像间相对配准精度对检测结果影响大,易产生细碎图斑和错检冗余等问题,本文提出了一种基于感知哈希算法适用于粗匹配的遥感影像变化发现方法,以待检测影像的光谱信息和纹理特征信息共同作为检测特征集,以分割后的格网作为检测单元,采用基于感知哈希算法的影像相似度比对方法,计算格网内图像相似度,提取变化位置。试验结果表明,采用该方法可有效减少变化发现对影像间相对配准精度的依赖性,在本文试验中,相对配准精度在15像元以内均可保证95%以上的提取准确率和5%以下的漏检率,对配准精度具有良好的稳健性。     

一种利用Mask R-CNN的遥感影像与矢量数据配准方法

遥感影像数据与地理信息系统（geographic information system,GIS）矢量数据的配准是遥感与GIS集成的基础。目前遥感影像与矢量数据的配准关键在于遥感影像特征的提取,而现有遥感影像特征提取方法存在特征提取不完整、配准失败和精度不高等问题。由此提出了一种基于Mask R-CNN（region-based convolutional neural network）的遥感影像与矢量数据配准方法,首先,利用Mask R-CNN模型提取影像的道路交叉口作为影像控制点; 然后,依据几何拓扑关系筛选矢量数据道路交叉口作为矢量控制点,再根据遥感影像与矢量数据控制点的欧氏距离确定同名控制点;最后,以同名控制点为基础实现遥感影像与矢量数据的配准。选取上海市矢量数据和高分二号影像数据进行配准实验,实验结果表明, 所提方法鲁棒性强、精度高。     

基于罗德里格矩阵的车载激光点云与全景影像配准研究

提出一种基于罗德里格矩阵的车载激光点云与全景影像的配准算法,该方法利用车载GPS/IMU获取全景影像投影中心的初始位置,并采用共线条件方程描述全景投影中心、全景影像像点和同名激光点云间的几何关系,最后基于罗德里格矩阵变化法实现配准参数的解算。试验结果表明,本文提出的车载点云与全景影像的配准方法计算简单,并具有较高的配准精度。     

一种适用于山地的SAR影像配准方法

针对山地SAR影像配准难题,提出一种适用于山地的SAR影像配准方法。首先根据DEM数据采用距离-多普勒模型和经验公式生成模拟SAR影像,并创建与DEM地理坐标相一致的查找表;然后将与向量场一致性的点集匹配算法用于模拟SAR影像和真实SAR影像的匹配,间接获取真实SAR影像的特征点;最终实现山地地形SAR影像的精确配准。实验分别采用同一传感器和不同传感器的山地SAR影像数据进行验证。结果表明,该方法的配准精度比传统SAR影像配准方法有明显提高,能够有效解决山地SAR影像配准问题。     

Automated Image Registration for Hydrologic Change Detection in the Lake-Rich Arctic

Multitemporal remote sensing provides a unique tool to track lake dynamics at the pan-Arctic scale but requires precise registration of thousands of satellite images. This is a challenging task owing to a dearth of stable features to be used as tie points [(TPs), i.e., control points] in the dynamic landscapes. This letter develops an automated method to precisely register images in the lake-rich Arctic. The core premise of the method is that the centers of lakes are generally stable even if their shorelines are not. The proposed procedures first extract lakes in multitemporal satellite images, derive lake centroids and match them between images, and then use the centroids of stable lakes as TPs for image registration. The results show that this approach can achieve subpixel registration accuracy, outcompeting the conventional manual methods in both efficiency and accuracy. The proposed method is fully automated and represents a feasible way to register images for lake change detection at the pan-Arctic scale.      

基于MATLAB的遥感图像变化检测

主要讨论了遥感图像变化检测的图像几何配准和阈值选取理论,利用MATLAB强大的数值计算功能实现了遥感图像变化检测.在拓展数学符号计算软件包MATLAB应用领域的同时,探索了一种遥感图像处理软件的快速开发方式.     

基于小波影像金字塔的影像自动匹配

数字影像高精度快速匹配是遥感影像3维信息提取的关键技术之一，文中对如何实现数字影像自动化匹配进行了研究，提出了一种基于小波影像金字塔的数字影像自动匹配方法。该方法在生成小波影像金字塔的基础上，利用交叉相关算法实现不同影像金字塔同一层影像间的匹配，利用视差控制将同名点从金字塔高层影像向低层影像进行传递。利用该方法对具体的SPOT影像进行了实验，表明基于小波影像金字塔的数字影像自动匹配方法具有较好的效果。     

保持空间分布特征的群点化简方法

群点目标隐含的空间结构化信息是空间分布分析、地图综合感兴趣的内容。对群点目标分布的信息内容区分为存在性、度量结构与拓扑结构，在Delaunay三角网及其对偶Voronoi图模型上对工量结构定义4个在量；分布范围、分布密度、分布中心及分布轴线，顾及视觉识别Gestalt邻近原则，运用三角形“剥皮”法，确立了非凸多边形所表达的群点分布范围，运用图像灰度表达群点分布密度并通过图像处理方法提取分布中心。建立了Voronoi图动态重建进行群点化简的方法，该方法通过边界点和内部点的分开处理，较好地保持了4个空间分布特征。     

SIFT-FANN: An efficient framework for spatio-spectral fusion of satellite images

Image fusion techniques are widely used for remote sensing data. A special application is for using low resolution multi-spectral image with high resolution panchromatic image to obtain an image having both spectral and spatial information. Alignment of images to be fused is a step prior to image fusion. This is achieved by registering the images. This paper proposes the methods involving Fast Approximate Nearest Neighbor (FANN) for automatic registration of satellite image (reference image) prior to fusion of low spatial resolution multi-spectral QuickBird satellite image (sensed image) with high spatial resolution panchromatic QuickBird satellite image. In the registration steps, Scale Invariant Feature Transform (SIFT) is used to extract key points from both images. The keypoints are then matched using the automatic tuning algorithm, namely, FANN. This algorithm automatically selects the most appropriate indexing algorithm for the dataset. The indexed features are then matched using approximate nearest neighbor. Further, Random Sample Consensus (RanSAC) is used for further filtering to obtain only the inliers and co-register the images. The images are then fused using Intensity Hue Saturation (IHS) transform based technique to obtain a high spatial resolution multi-spectral image. The results show that the quality of fused images obtained using this algorithm is computationally efficient.     

Automatic 3D Coordinate Extraction from High Resolution Digital Aerial Images

Image matching has been widely used in various fields such as digital photogrammetry, remote sensing, image processing and computer vision. In this study, the speeded up robust feature extraction algorithm for automatic point extraction was applied to a pair of high resolution digital aerial stereo images. In contrast to other studies, the universal transverse mercator coordinates of randomly selected test points were computed automatically with the proposed approach and compared with the same points that were manually measured. As a result, the mean square differences for the UTM coordinates’ in the X, Y and Z axes were calculated as ±0.043, 0.030 and 0.153 m, respectively. It is proved that the proposed algorithm is successful in matching remotely sensed high-resolution images acquired with digital cameras. Moreover, the automatization of the basic tasks in image matching and the 3D coordinate acquisition were also achieved by the algorithm.     

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。     

多源遥感影像像素级融合分类与决策级分类融合法的研究

首先探讨了基于像素的多源遥感影像高频调制融合法，根据成像系统特性和Heisenberg测不准原理，设计的高斯滤波器对高分辨率影像滤波的方法是合理有效的。在研究BP神经网络的基础上，采用动量法和学习率自适应调整的策略，提高了BP神经网络学习算法收敛速度，并增强了算法的可靠性。提出并实现了多源遥感影像像素级融合分类与决策级分类融合两种分类方法，并进行了比较。采用Landsat TM3，4，5和航空SAR影像进行试验，结果表明两种分类方法是行之有效的，均适用于多源遥感影像分类。     

应用不变特征获取均匀控制点的遥感影像配准算法

本文针对大幅影像配准时计算量大、配准点分布严重不均匀以及错配率高等问题进行了研究,提出一种可保持配准点均匀分布的快速配准算法.首先对基准影像和待配准影像进行分块提取SIFT特征算子,然后局部自适应地对影像块中的匹配点进行几何约束,从局部选取最优匹配点以达到提高图像匹配准确率的目标.通过对大量不同类型的影像进行配准实验,...     

基于相位一致的高分辨率遥感图像分割方法

基于分水岭变换的图像分割性能在很大程度上依赖于用来计算待分割图像梯度的算法。根据频域相位信息对图像特征的表征能力,引入相位一致的思想计算图像特征,应用Log Gabor小波提取高分辨率遥感图像的多尺度梯度。接着在对相位一致梯度进行分水岭分割时发现,在抑制分水岭算法的过度分割方面,经典的基于前景标记和背景标记的方法并不适合于遥感图像的分割,给出一种基于前景标记和梯度重建的分水岭算法。对IKONOS Pan图像上的农田、厂房和居民楼等地物进行特征提取和图像分割实验,结果表明相位一致方法优于空域特征检测算子,根据相位一致特征得到较好的分水岭分割结果。