光学卫星影像配准同名点快速提取方法

针对多源高分辨率遥感图像控制点提取时存在错误匹配点多、分布不均匀、大幅面图像特征提取效率低等问题,该文基于传统的尺度不变特征变换(SIFT)算法提出了一种改进的高分辨率遥感图像配准同名点快速提取方法.该方法首先将待配准图像按网格分块为子图像,并基于地理信息约束得到各子图像对应参考子图像;然后将Shi_Tomasi角点和SIFT描述子结合,在每一对子图像上进行特征点的提取与特征匹配;再利用随机采样一致性(RANSAC)算法和最小二乘迭代法剔除错误匹配点,并基于贪心算法剔除冗余的控制点,最终得到分布均匀的配准同名点.利用平原和山区两组典型多源遥感图像进行了实验,并利用提取的同名点进行图像配准,结果表明,跟传统SIFT方法、采用分区策略的SIFT方法相比,该文算法在同名点数量、匹配点对分布的均匀程度、匹配速度以及配准精度上都有较大的提高,能满足大幅面图像配准的需求.     

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。     

结合同名点及核线约束的近景影像直线匹配

针对影像间尺度变化、直线提取断裂、直线邻域纹理断裂引起的近景影像直线匹配难题,该文提出一种结合同名点及核线约束的近景影像直线匹配算法。该算法在已有同名点和直线提取结果的基础上,首先确定目标直线两侧离目标直线距离最近的同名点,利用其在右影像上对应的同名点连线得到的虚拟直线为基准构建矩形候选区;其次,分别计算左、右影像上同名点连线得到的虚拟直线与待匹配直线的夹角,根据两角度差值进一步对候选直线进行筛选;然后,利用核线约束计算目标直线和候选直线的重叠部分,并以此为中心构建直线支撑域,统一两支撑域窗口尺寸,根据窗口灰度相关确定同名直线;最后,采用距离约束对匹配结果进行检核完成直线匹配。选取具有不同几何变换的三组近景影像进行直线匹配实验,结果表明该文方法能获得可靠的直线匹配结果。     

异源高分辨率遥感影像的三维重建

针对在实际应用中难以获得同源高分辨率遥感影像,利用同源高分辨率影像实现高精度、自动化的三维重建仍存在一定困难的现状,该文提出一种利用异源高分辨率遥感影像进行三维重建的方法。采用尺度不变特征变换算法对影像进行匹配以获取同名点,并使用随机抽样一致性算法剔除低精度匹配点;然后利用获取的同名点构建Delaunay三角网;接着根据有理函数反解模型和投影射线联合定位算法解算各个同名点的三维坐标;最后基于Delaunay三角网内插技术求取地物点的高程值,并基于OpenGL技术实现三维显示。试验结果表明,利用该方法可以实现异源高分辨率遥感影像的三维重建,精度上能够满足生产需求。     

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。     

基于相似特征点集的SIFT匹配改进算法

当影像中存在相似或重复场景时,传统SIFT匹配算法存在匹配成功率低,目前改进的SIFT匹配算法计算量大。基于相似特征点集的SIFT匹配改进算法,依据相似性或重复场景的影像纹理特点,在SIFT特征点匹配过程中,通过设定阈值提取初始同名点,建立针对未成功匹配参考特征点的相似特征点集,利用已获取初始同名点建立仿射几何约束模型构建参考特征点的匹配约束窗口,在该窗口内利用特征点相对主方向及尺度约束,对特征相似点集进行匹配获得同名点,最后采用RANSAC算法剔除误匹配点。对比实验结果表明,在影像像对间存在较多相似性场景,同时存在较大尺度缩放、旋转变换、视角及模糊差异的情况下,文中算法在匹配成功率和计算复杂度上具有明显的优势。     

一种基于SiftGPU的遥感影像匹配方法

针对已有的遥感影像匹配方法难以同时满足高精度、可靠性和高效率要求的问题,该文提出一种基于分块策略的尺度不变特征变换快速匹配方法。首先对两幅待匹配影像进行分块,根据影像的坐标信息建立参考影像与搜索影像上每个分块的对应关系,并进行量化级数转换;然后对每一对分块影像采用尺度不变特征变换算子进行匹配,同时采用GPU进行加速;最后对得到的所有匹配点进行误匹配点剔除。为验证该方法的有效性,采用经过正射纠正的ALOS影像和经过传感器校正的资源三号正视影像进行匹配实验。实验结果表明,该方法能够得到较多高精度的同名点,并且能在短时间内完成大数据量的处理。     

结合仿射变换及梯度描述符的密集匹配方法

针对SIFT算法难以取得密集匹配结果,无法满足高精度建模需求,以及传统密集匹配算法对明暗变换影像较为敏感,无法取得稳定可靠的密集匹配点的问题,该文提出一种结合仿射变换及梯度描述符的密集匹配方法.该方法首先依靠SIFT算法获取稀疏匹配点,并利用RANSAC方法去除错误匹配点建立同名三角网,利用仿射变换对同名三角形各边中点进行加密,再对新加入的同名点进行相似性判定.与传统密集匹配算法中相似性判定依靠影像灰度层面不同,该文对影像的梯度层面信息进行统计并建立梯度描述符,通过阈值判定是否接受为同名点并不断更新同名三角网,以不再产生新的同名点为终止条件.实验选取6组不同类型影像,结果表明该方法不但可以得到稳定的密集匹配结果,而且较好地解决了传统密集匹配算法面对明暗变换影像匹配无力的问题,并对不同类型影像有着较好的适应性、鲁棒性.     

基于嵩山定标场的无人机数据快速成图应用

无人机作为一个高效的测绘平台,越来越多地被应用到生产作业中。研究无人机数据快速成图的技术基础,基于GPU加速的同名点匹配技术,并根据嵩山定标场的测绘需求进行试验。采用无人机获取的影像16 179张,结合场内高精度地面控制点,快速处理得到嵩山定标场约50km2的高精度数字正射影像图(DOM),精度为平面点位中误差2.7cm,约0.5个像素。通过试验验证基于无人机数据快速成图的高效率和高精度,同时为后续的国产卫星、大型航测相机、无人机等定标检校提供参考。     

资源三号多光谱影像谱段间相对内参关系标定及高精度配准

针对资源三号多光谱相机,提出利用同时获取的各谱段影像间高精度提取的同名像点建立多光谱相机各谱段对应分片CCD之间的位置模型,求解它们的相对内参关系参数,并应用此模型实现了谱段间影像的高精度谱段配准。试验结果表明该方法能够实现资源三号卫星多光谱影像优于0.3像素精度的谱段间自动配准。     

利用GIS叠置中的同名点元估计方差

研究多层矢量GIS地图叠置分析中点元的方差估计问题。针对现有的研究成果均局限于各叠置层同名点元的权已知、而实际上难以确切知道的问题，提出了在各叠置层同名点元的权未知的情况下的点元方差估计方法，导出了各图层（同名）点元方差的估计公式、所得方差估计值的方差估计公式以及叠置后点元的方差估计公式。并用一个算例考察了该估计方法的可行性。     

GIS叠置前后同名点元的方差估计

定义了同名坐标观测值矩阵概念，建立了多层叠置同名观测值的多元分析模型，导出了同名点元叠置前后位置方差的一般估计式     

GIS叠置后同名点元不确定性的严密估计

基于最小二乘估计理论,建立了更加合理的GIS多层叠置同名点元的不确定性估计模型,改善了叠置点的精度.得出的单位权方差估计公式,理论上符合在一个平差系统中,其母体单位权方差应具有唯一性的要求.从理论和实例两方面验证了当同层内观测数据精度相同时,经多层叠置后各点精度均相同的结论.     

GIS叠置后同名点元不确定性的严密估计

基于最小二乘估计理论,建立了更加合理的GIS多层叠置同名点元的不确定性估计模型,改善了叠置点的精度。得出的单位权方差估计公式,理论上符合在一个平差系统中,其母体单位权方差应具有唯一性的要求。从理论和实例两方面验证了当同层内观测数据精度相同时,经多层叠置后各点精度均相同的结论。     

地图代数符号库的数据结构设计

从地图代数理论符号概念出发，介绍了绘制符号两种方法的特点和栅格符号库的设计思想，重点给出了点状符号库和线状符号库数据结构设计方案。该结构方案简单实用，符号美观精细，是符号化代数方法的基础。     

基于影像金字塔连接点提取技术的分析

介绍了空三加密技术中的连接点提取功能和原理,通过实验对比分析空三加密过程中连接点提取新旧方式,并根据实验结果分析其优越性。     

基于等高线数据的地性线追踪技术研究

通过研究特征点的提取技术和建立系统的特征点匹配的数学模型，研究了基于矢量等高线数据的地性线的自动追踪技术，利用所述方法，提取的特征点完整，准确；理论和实验表明，所建立的数学模型简捷，实用，有可靠的数学理论基础，且地性线追踪效果良好。     

顾及高级点误差低级网点位误差椭圆及相对误差椭圆的计算

本文详细推导了,在顾及高级点误差的影响时,高级点与低级点参数协方差矩阵的计算公式。由该矩阵可以计算出低级网点的误差椭圆及高级点与低级网点间的相对误差椭圆。文中给出了一个实例来说明它的应用。     

一种多站扫描中标靶定位精度的整体评估方法

针对目前标靶定位精度的估计大多是基于单个位标靶进行的,没有顾及各站标靶之间的关系,该文提出基于激光束法区域网中的同名距离,对标靶定位坐标进行检核和验算。整体思想是通过查找扫描站间标靶有两个或两个以上为同名标靶时,以相邻站同名距离相等为条件列立同名距离方程式,平差计算标靶定位精度,验算标靶定位精度是否满足某种工程测量的要求。通过实际工程案例,说明了激光束法区域网平差前的概算对标靶定位坐标检核和精度估计的必要性。     

一种线目标豪斯多夫相似距离度量指标

相似度指标的选取及稳健与否对匹配结果的正确性至关重要。针对来自同一地区不同来源的同名实体匹配问题,从道路网同名线目标匹配实际需要出发,研究基于豪斯多夫(Hausdorff)距离的线目标几何相似距离计算方法;并对其进行改进,提出一种基于短边的中位数Hausdorff相似距离计算指标;与传统Hausdorff距离和离散Frécet距离线目标相似性度量指标做比较,实验结果得出:基于短边中位数Hausdorff距离的相似性度量指标能更客观合理地描述同名线实体之间的几何相对距离,提高同名实体匹配的正确率。