多源光学卫星影像匹配及精准几何信息提取

针对国产光学卫星影像的特点,该文介绍一种适用于超大规模立体/单景覆盖的多源高分辨率卫星影像的全自动连接点、参考控制点匹配及精准几何信息(DSM/DEM)提取方法。该方法引入精度已知/精度可验证的参考地理数据作为几何约束,采用由粗到精的多层金字塔逐级影像匹配策略进行影像连接点和参考控制点的自动提取,并实现超大规模影像整体联合区域网平差处理,精化定向参数;结合半全局匹配算法(SGM)与基于物方几何约束的多影像相关匹配算法(GC3)完成多角度多视影像匹配及密集点云的自动提取,并利用已有DEM对密集匹配的DSM中的云遮挡区域和大面积水域进行修补,完成精准几何信息提取并自动生成高精度DSM/DEM/DOM影像产品。最后,利用多组典型实验区的国产高分辨率光学卫星影像数据验证了本文方法的适用性、可靠性和精度,结果满足卫星影像几何定位精度及DSM/DEM/DOM生产要求。     

倾斜影像中提取高精度DEM的方法研究

针对传统航空影像获取的DSM在立面及局部地面、建筑物屋顶空间信息的不足,获取高精度DEM较为困难的问题,提出了基于倾斜影像提取高精度DEM的方法。首先对倾斜影像获取的点云DSM结构进行分析,得出了DSM具有几何约束特点,能够在城区很好地区分地面点和地物点;然后指出对DSM滤波处理是获取高精度数字高程模型（DEM）的关键技术,提出了基于法向量差值区域生长分割TIN的滤波方法;最后选取吉林省敦化市的倾斜影像数据进行了滤波试验和算法验证。试验结果表明,该方法能够快速、有效地滤除不同尺寸的建筑物、植被和其他地物,获取高精度DEM。     

海岛礁卫星影像无地面控制点定位方法

针对海岛礁卫星影像的定位问题，提出一种利用航天飞机雷达地形测绘任务（shuttle radar topography mission，SRTM）DEM辅助的无地面控制点定位方法。该方法分为概略定位和精定位两个阶段，各阶段均包括DEM提取和DEM匹配等主要步骤，可分别对影像中的相对误差和绝对误差进行补偿。SRTM DEM被充分应用到方法各环节中，以发挥其高精度的特性:提取DEM时既用于剔除海域点，也用于确定求解陆域点高程时的高程搜索范围，从而避免海域影像的不利影响，同时保证计算效率；DEM匹配时其作为基准数据。利用多景天绘一号卫星海岛礁地区的立体影像进行验证。实验结果表明，所提出的方法对具有不同陆域比例、不同生产方式的天绘一号海岛礁影像均能得到较稳定且较高的定位精度，平面和高程精度分别优于6.2 m、5.2 m，能较好地满足1:50 000比例尺地形图的精度要求。定位精度基本不受待匹配DEM分辨率的影响，计算效率取决于陆域比例和待匹配DEM的分辨率。     

LiDAR数据中建筑物提取的新方法-Fc-S法

激光雷达技术(LiDAR)已广泛应用于数字高程模型(DEM)的快速获取和三维城市模型的建立中,但仍有许多不足之处,需要做更深入的研究。本文介绍了一种新的建筑物提取方法,称之为Fc-S法。该方法首先利用等高线特征进行滤波,从LIDAR数据内插的数字表面模型(DSM)中提取出DEM,利用DSM与DEM的高差阈值和DSM边缘特征参数去掉地面点和汽车等矮小物体,获得主要包含植被和建筑物的地物点群,然后对地物点群进行分割,利用二次梯度和面积等参数去掉植被点,并采用迭代逼近的方法精化建筑物。文章通过实验对所提方法进行验证,并借助高分辨率的航空影像对建筑物提取结果进行评估,评估结果表明该方法能够在地形起伏的区域中较准确地提取出建筑物。     

无人机影像数据提取大比例尺DEM的方法研究

以新疆某个试验测区为例,介绍了利用Pix4DMapper全自动摄影测量软件结合Terrasolid LDAR点云数据处理软件提取高精度DEM的方法与基本流程。通过实测的路面高程点与获取的DEM高程值做对比进行精度评价,试验结果表明,通过差分GPS无人机影像数据提取的DEM,可满足1∶2 000大比例尺地形图平坦地区DEM的精度要求。     

基于PCI2012系统的WorldView-2立体影像DEM自动提取方法研究

利用航天遥感卫星立体影像自动提取数字高程模型是当前研究的热点之一,PCI2012系统则是常用的遥感卫星影像处理系统。PCI2012系统在自动提取DEM时应用所采用的影像校正模型主要有通用成像模型和严格物理模型两种模型。本文基于PCI2012系统,利用WorldView-2立体影像数据,对同一地区分别采用以上两种不同的校正模型提取DEM,对获取的DEM精度进行了对比,并分析了影像DEM精度的主要因素。     

不同格网密度的DSM/DEM对影像分类精度的影响研究

在无控制点的卫星影像正射校正中,大多采用DSM/DEM数据作为辅助数据来消除或限制因地形起伏引起的形变,然而经不同格网密度的DSM/DEM正射校正后的影像对后续处理会产生不同程度的影响,如对地物分类精度产生影响。针对这一问题,本文分别采用不同的DSM/DEM数据(China DSM 15 m、ASTER GDEM 30 m和SRTM 90 m)对资源三号影像进行正射校正,然后对正射校正后影像利用支持向量机进行分类,比较正射校正后影像结果的分类精度。结果表明:在相同重采样方法下,影像经China DSM 15 m DSM正射校正后结果的分类精度优于ASTER GDEM 30 m DEM和SRTM 90 m DEM。     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。     

基于WorldView-3卫星带状影像生产地形级地理场景数据

实景三维中国建设要求地方层面生产2 m格网DSM、DEM及优于0.5 m分辨率DOM的地形级地理场景数据。对WorldView-3卫星带状影像数据,采用传统的灰度匹配、特征匹配、变换域法匹配的方法,无法获得足够满足要求的连接点。本文采用基于频率相位匹配辅助的概率松弛控制点匹配方法进行连接点匹配,获得的满足精度要求的连接点数量多且分布均匀,后续生产的DSM、DEM及DOM地形级地理场景数据精度满足要求,为实景三维西藏察隅试点建设顺利开展提供了技术支撑。     

一种结合已有DOM和DEM的高精度自动刺像控点方法

针对基础地理数据更新需求，为了免去外业布设控制点，减少内业刺点工作量，提高控制点精度、密度，提出了一种基于已有DOM和DEM数据，利用IPS软件和辅助软件，实现高精度自动刺像控点的方法。将已有DOM根据具体匹配需求裁切，裁切后的DOM和像片同时加载到IPS中进行同名像点匹配，根据DOM的地理参考、匹配点像平面坐标、TFW头文件及DEM共同解算出匹配点的物方坐标。通过平差探测和目视检查剔除错误点，改变匹配点属性为控制点，即完成了控制点刺入工作。之后可在IPS中继续完成空三处理、地理信息产品制作等，也可导出、转换为其他软件的文件格式，供后续处理使用。     

Mini SAR影像的定向参数计算方法分析

首先分析对比了国产小型IMU/GPS组合导航获取的小POS数据特点,因仪器精度有限引起的测量误差无法在成像过程中消除,相位误差导致了Mini SAR影像中部分目标成像出现方位向散焦、模糊,导致目标像点坐标出现误差。将传统定向参数计算方法用于Mini SAR单幅影像定位时,地面控制点数量、像点坐标、定向参数误差向量的限差、地形特征、DEM分辨率及POS数据精度等因素都会影响定位结果。当对定位精度要求不高时,多项式插值POS数据获取的天线相位中心的空间位置、速度比拟合更准确。     

高分辨率遥感影像正射纠正的DEM修复技术

介绍了高分辨率商用卫星遥感影像正射处理的一般原理及方法,对不同的布点方案下的DOM纠正精度进行分析,以提高正射影像生产的精度及生产效率。同时,针对DOM现势性不够以及特殊区域的扭曲变形问题,探索进行DEM技术修复的方法,从而提高DOM产品的成图质量,在DOM生产中具有重要的实际应用价值。     

后差分技术及像控点密度对无人机摄影测量精度影响研究

基于Inpho摄影测量软件对比分析后差分、单点定位的无人机影像数据,在密集像控点、稀疏像控点条件下的DOM精度及DEM精度。在1 km²的试验区布设68个像控点及检查点,通过调整参与计算的像控点数量及布设位置,采用检查点对生成的DOM及DEM精度进行验证。通过试验发现,基于后差分技术及对控制点的合理布设对无人机摄影测量成果精度的提高具有显著效果。本次试验,最高精度达到平面±4 cm,高程±9 cm。因此,后差分技术及合理像控点布设对于大比例无人机数字测图具有重要的意义。     

利用稀少卫星影像控制点生产1:10 000 DOM

针对在野外像控点测量困难区域如何使用控制点快速纠正高分辨率卫星影像的问题,本文提出了基于稀少像控点的区域网平差方法,以实现在高精度、强现势性DEM的限制下,利用卫星影像快速制作1:10 000 DOM。并以阿拉善盟测区为例,进行了精度评价。结果表明,使用稀少像控点即可满足1:10 000 DOM的精度,可实现基于稀少控制点的遥感影像快速生产,有效地解决控制点难以获取时,造成DOM精度低且生产进度缓慢的问题。该方法能够为沙漠、林区等控制点缺乏地区提供一定的借鉴与参考。     

基于参考DEM的机载InSAR定标方法

研究无人工靶标的干涉定标方法对促进机载InSAR技术在山区等复杂地形的测绘、制图等定量应用有重要的实用价值。本文提出一种新的基于参考DEM的干涉定标方法,在InSAR定标中用已知高程精度的参考DEM与待定标的InSAR系统生成的DEM进行比较,利用参考DEM模拟SAR图像,获得大量定标所需的控制点坐标来建立敏感度矩阵,并对敏感度方程的解算进行了改进,同时将干涉处理与定标过程相结合,改进了干涉处理过程,最后得到定标后的干涉参数并生成DEM,利用机载数据进行了实验验证,并分析了无人工靶标干涉定标实验结果的误差。     

基准影像数据辅助遥感影像几何定位

针对遥感卫星影像几何定位时实测控制数据不足的情况,提出利用影像范围内基准影像数据辅助定位提高精度的方法。由遥感影像匹配得到同名像点,利用高精度影像数据和高程数据获取物方平面和高程坐标后,将其视为精度较低的控制点参与区域网平差,从而实现在不额外增加实测控制条件的情况下提高定位精度。经过在国内外3个地区进行一系列试验,验证了方法的可行性和有效性,对提升线阵遥感影像几何定位精度效果显著。     

基于影像匹配的自发地理信息道路精度评价与改善

针对无矢量参考数据自发地理信息道路精度难以评价的问题,提出了一种基于影像匹配的道路精度评价方法。首先提取影像与自发地理信息中的道路交叉口作为控制点,并将对应的交叉口进行匹配,以同名控制点的均方根误差作为自发地理信息的道路精度;然后以两组控制点分别构建Delaunay三角网,利用两组控制点的对应关系对每个三角网进行仿射变换,从而实现对自发地理信息道路的几何纠正,以提高其精度。最后以郑州市的Open Street Map道路数据进行试验,结果表明本文算法能够有效提高自发地理信息的道路精度。     

高分辨率光学卫星影像全球重点区域三维建模方法——以迪拜市为例

针对境外典型区域精细化三维建模数据获取与产品制作技术难点，本文设计归纳出一种高分辨率光学卫星影像精细化三维建模方法。选取迪拜市中心城区为试验区域，以WorldView-3、GeoEye-1等主流高分卫星影像为主要数据源，以互联网众源影像为辅助数据源，利用卫星影像精准定向精化的RPC参数及生成的精准几何信息（DSM/DOM），完成区域内主要建筑物的三维模型生产制作，并形成高分辨率卫星影像三维建模原型系统，满足全球地理信息资源建设与维护更新工程，快速制作符合精度和精细度要求的三维数字模型的需要。     

高精度CORS站像控点自动提取方法

CORS站持续稳定运行产生了海量高精度定位点数据,如何挖掘提取高精度可用像控点,以替代部分像控点人工选择或外业测绘工作,具有重要推广价值。本文提出了一种基于高精度CORS定位数据的像控点自动提取方法,并研发了像控点自动提取工具。首先采用Douglas-Peucker算法实现轨迹简化;然后利用ST-DBSCAN提取聚类中心;最后进一步栅格化,优化提取得到高可用像控点集。试验结果表明,像控点提取结果的准确率在94%以上,大大减少了像控点采集的工作量,重复利用高精度像控点信息具有广阔应用前景。