火星快车HRSC线阵推扫式影像地面点反投影快速融合

欧空局火星快车上的HRSC高分辨率立体测绘相机,可同时获取火星表面全色与多光谱影像。其全色影像分辨率高于多光谱影像,通过融合处理可以生成火星表面高分辨率多光谱影像。基于严密几何模型对HRSC影像进行几何纠正是融合处理的基础,本文结合HRSC线阵传感器行中心投影的特点,设计了一种基于地面点反投影快速算法的影像融合方法,利用物方投影面的几何约束实现地面点反投影的快速解算以及HRSC线阵影像的高效率几何纠正;然后基于IHS融合变换方法实现金色与多光谱影像的像素级融合。对火星快车HRSC影像不同地形数据进行试验,验证了本文算法的正确性、高效性。     

四元数火星快车立体测绘影像光束法平差

针对火星表面缺乏控制点数据、影像匹配难度大,使用传统欧拉角解算时收敛性难以保证的问题,该文提出基于四元数以及定向片模型的HRSC线阵影像光束法平差方法:基于SIFT特征提取算子并结合影像金字塔分层匹配策略设计连接点自动生成算法,并对火星表面多个地形区域进行了试验,结果表明:设计的连接点自动生成算法高效、实用,利用该方法可显著提高欧洲火星快车HRSC线阵影像的定位精度。     

基于最佳扫描行快速搜索策略的线阵推扫式影像微分纠正算法

线阵推扫式影像的几何纠正是当前海量遥感影像数据处理的难点与性能瓶颈。基于严密几何模型对线阵影像进行微分纠正是生成各级影像产品的基础,其核心是地面点的反投影,即确定地面点对应的最佳扫描行。传统的最佳扫描行搜索算法基于像方的共线方程迭代计算,效率低,实用化程度不高。本文基于严密几何模型提出一种适用于大数据量线阵影像微分纠正的最佳扫描行快速搜索策略,利用扫描行投影面进行物方几何约束,通过判断物方点到扫描行投影面的距离定位最佳扫描行。由于线阵列CCD像元并非严格按照一条直线排列,笔者讨论了CCD线阵的分段处理以及分段投影面的确定方法。利用机载ADS40、火星快车HRSC线阵影像进行试验。结果表明,本文方法仅需少量几次物方空间解析几何迭代计算即可精确定位最佳扫描行,计算效率相比基于像方的搜索方法提高了8倍以上,线阵影像微分纠正速度提升了6倍以上。     

高分辨率光学遥感影像核线提取

高分辨率卫星的发展使遥感影像的广泛应用成为可能,在摄影测量领域具有重要意义的核线是高分辨率光学遥感影像应用的基础。本文基于有理函数作为通用的几何模型研究线阵CCD影像的理论依据,在一种新的有理函数反演模型基础上,确定像点的虚拟物方点,利用核线投影轨迹生成算法获得核线在左右影像范围内的走向和形状,结合3组不同传感器获取的不同地区的遥感数据进行了本文方法的验证,证明其有效性,证明本文方法可以快速高效地实现核线提取。     

一种异源高分辨率卫星遥感影像近似核线生成算法

提出了一种实用的基于有理函数模型(RFM)的核线生成算法,研究并实现在该算法下异源高分辨率卫星遥感影像像对近似核线生成方法。该方法利用高分辨率卫星遥感影像正解模型迭代计算RFM反解模型,结合核线投影轨迹法,提取像对之间近似核线对。实验表明,本文算法具有可适性和通用性,为异源高分辨率卫星遥感影像数据的自动匹配处理提供了可靠保证。     

线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型

首先简要论述了框幅式中心投影遥感影像的传统核线模型及其理论特性,分析和总结了线阵CCD推扫式遥感影像的核线模型及其研究现状;其次通过与框幅式中心投影遥感影像核线模型的对比研究,利用投影轨迹法建立了一种既适用于框幅式中心投影遥感影像,又适合于线阵CCD推扫式遥感影像的扩展核线模型;最后通过实验总结分析了它的基本特性。     

基于投影基准面的线阵推扫式卫星立体像对近似核线影像生成方法

提出一种实用的基于物方投影基准面的线阵推扫式卫星影像核线模型,研究并实现基于该模型的近似核线影像生成方法.该方法能够生成子像素级上下视差的近乎严格的核线影像,且能直接由立体影像的定向参数建立原始影像与核线影像之间的严格坐标对应关系;基于投影基准面进行近似核线排列,有利于生成分辨率一致、相对于物方水平的核线立体模型,方便进行立体量测和立体判读.为了验证本文方法的正确性、可行性和通用性,分别对带有高精度RPC的SPOT5-HRG异轨立体像对、IKONOS同轨立体像对、IRS-P5同轨立体像对以及Quickbird同轨立体像对进行了核线试验.目前,该方法已应用于卫星影像的立体测图和DEM自动生成软件模块中.     

线阵CCD推扫式影像的扩展核线模型

首先简要论述了框幅式中心投影遥感影像的传统核线模型及其理论特性,分析和总结了线阵CCD推扫式遥感影像的核线模型及其研究现状;其次通过与框幅式中心投影遥感影像核线模型的对比研究,利用投影轨迹法建立了一种既适用于框幅式中心投影遥感影像,又适合于线阵CCD推扫式遥感影像的扩展核线模型;最后通过实验总结分析了它的基本特性.     

基于RPC模型的线阵卫星影像核线排列及其几何关系重建

针对核线影像无几何模型的问题,提出基于有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient,RPC)模型,利用投影轨迹法制作线阵推扫式卫星核线影像及其几何模型的重建方法。利用SPOT 5 HRG、CBERS 2-03异轨立体像对和SPOT 5 HRSI、RS P5、GeoEyeI、KONOS同轨立体像对重建的核线影像几何模型上下视差的中误差在0.2个像元之内;利用重建几何模型和原始影像几何模型进行前方交会计算所得到的地面点平面中误差在1 m之内,高程中误差在0.3 m之内,验证了本文方法的可靠性。     

数字摄影中的核线影像算法研究

针对数字摄影立体像对自动生成核线影像的问题,介绍了基于数字影像几何纠正的核线解析方法及实现过程。内容包括基于数字影像的几何纠正、双线性插值法进行核线重采样、算法的VC++实现等问题的研究。最后对生成的核线影像的精度进行了分析,证明了用这一方法生成核线影像的可行性。     

一种采用基础矩阵描述的核线影像生成方法

设计了一种采用基础矩阵的立体像对核线影像制作方法,由基础矩阵来描述影像间的相对方位关系,避免了相对定向过程中复杂的迭代过程。通过稀疏匹配获取高精度的同名点,由基础矩阵确定每组同名点对应的同名核线,根据核线必相交于核点的原理,采用最小二乘法确定左右影像的核点坐标;然后根据核点坐标完成影像间核线的快速映射,沿核线方向采用双线性内插法进行核线重采样,完成核线影像制作。采用多组影像进行核线影像制作实验,对生成的核线影像进行同名特征点提取与匹配,结果表明采用该方法制作的核线影像上下视差较小,验证了方法的有效性。     

利用线阵卫星立体像对的平行特性生成核线影像

针对线阵推扫卫星影像的核线特点,研究了基于平行特征的核线影像生成方法。首先将影像分块并利用有理函数模型和投影轨迹法计算核线对,在分析核线斜率及直线拟合误差的基础上研究核线的平行特征,平行性好时旋转核线倾斜角相同的角度生成核线影像,最后以同名点上下视差为标准评价方法的可行性。试验结果表明,基于平行特性直接旋转一定角度的核线影像生成方法虽不具备普遍适用性,但对WorldView-2卫星4波段多光谱和全色等特定影像是可行的。     

基于RFM的高分辨率卫星遥感影像自动匹配研究

摘　要：提出一种基于有理多项式模型（RFM）进行高分辨率卫星遥感影像自动匹配的方法。首先利用RFM进行高分辨率卫星影像直接定位和同名点预测；然后基于投影轨迹建立近似核线方程，并分析了核线精度；接着采用金字塔影像策略进行核线约束的近似一维影像匹配，并经最小二乘影像匹配精化匹配结果；最后采用RANSAC算法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果。通过与二维灰度相关方法和SIFT匹配方法的比较试验，证明本文方法可靠性好、匹配成功率高，较好地解决了多时相、大姿态角高分辨率卫星遥感影像的自动匹配难题。     

基于RPC近似核线约束的CE-1影像匹配方法

"嫦娥一号"(简称CE-1)是中国自主研制并发射的首个月球探测器,卫星搭载的传感器是一个三线阵CCD立体相机,其主要科学目标是获取月球表面三维影像。根据三线阵影像以及月面影像的特点,为了能够得到密集度较高且分布均匀的同名点对,采用了一种基于RPC近似核线约束的影像匹配方法,结果表明基于核线约束的影像匹配方法较之传统二维影像匹配总体耗时短且具有较高的精度与可靠性。     

平行摄影序列影像的核线影像生成方法

针对平行摄影方式较传统航空摄影方式获取的影像在核线排列及采集方面存在较大差异,导致平行摄影序列影像难以生成核线影像的问题,该文在研究平行摄影方式的摄影基线与影像核点位置间几何关系的基础上,推导了平行摄影序列影像核点位置的严密计算公式,并根据相邻平行摄影序列影像重叠区域最大化原则选取核线生成的起始点和终止点,以此确定核线影像的生成区域,最后采用灰度双线性内插法完成核线影像的采集。以勘探洞平行摄影序列影像作为实验对象,首先基于该文算法生成其核线影像,然后采用密集匹配算法建立左、右核线影像像素间对应关系,最后结合前方交会算法生成洞室的三维点云,进而验证了该文核线影像生成算法的正确性。     

基于相对方位元素的核线影像生成方法

提出一种对已知相对方位元素的立体影像实施灰度重采样生成核线影像对的方法,对连续像对相对方位元素和独立像对方位元素建立核线影像的理论公式进行了推导,建立了核线影像和原始影像的坐标变换关系;为了提高核线影像建立的效率,在进行核线重采样时,提出分块读写影像的方法。实验表明,建立的核线影像上下视差在亚像素水平,核线影像坐标反算后与原始影像的坐标平均差只有0.000 3个像素,完全可以满足摄影测量立体观测的要求。     

像方和物方结合的线阵卫星核线影像生成方法

针对线阵卫星影像核线纠正问题,本文简要分析了现有方法的优劣势,并在此基础上提出一种将基于像方和物方相结合的核线纠正方法。其分为两步：首先在影像空间内对左影像进行分块并逐区域纠正,利用局部仿射拟合的方法实现左影像的核线纠正;然后利用物方投影基准面生成与左影像分辨率一致的右核线影像。试验结果表明,本文方法既能获取上下视差接近于零且优于对比方法的核线影像产品,又能够保证核线影像左右视差与高程的线性比例关系,尤其是3组较大核线曲率数据试验结果,证实了本文方法具有较好的稳健性和适用性,能够较好地应用到不同传感器的数据处理系统中。     

多基准点和基准方向的面阵与线阵影像匹配方法

针对面阵影像与线阵影像之间存在的尺度、旋转等几何差异所导致的难以高效获得稳定可靠匹配点问题,该文提出了一种稳健的面阵影像与线阵影像匹配方法。算法分为3个阶段:(1)对影像进行尺度、旋转预处理,消除影像间的尺度和旋转差异;(2)用Harris算子提取特征点,进行逐层金字塔匹配,在最底层影像上进行最小二乘匹配获取精匹配点,利用随机抽样一致算法获取准确性较高的匹配点;(3)对准确性较高的匹配点分区,构建4块匹配区域,根据每块区域的匹配点计算重心,以此4块区域的重心作为匹配基准点和基准方向,重约束初始匹配结果。通过多组面阵影像与线阵影像数据实验结果,验证了该方法的可行性和有效性,可为后续空中三角测量及相关应用提供可靠的匹配点。     

采用双线性插值算法重采样生成核线影像

核线是摄影测量的一个基本概念,在立体像对上,同名像点一定位于同名核线上,而且同名核线对上的像点是一一对应的,因而如果能在立体像对上确定同名核线,那么就可以根据同名核线的性质,将二维的影像匹配转变为一维匹配,大大的提高了计算效率和可靠性,这里从共线方程推导核线影像的生成公式,并简单分析了三种常用的重采样算法,最终采用双线性插值算法生成核线影像。     

一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配算法

提出一种新的异源高分辨率光学卫星遥感影像自动匹配方法.首先利用高分辨率光学遥感影像有理多项式模型(RFM)正解模型,通过迭代计算其反解模型,并将RFM反解模型与投影轨迹法结合提取特征点对应异源影像核线,通过核线检查与对比分析确定同名点搜索范围.然后在搜索范围内利用最小欧式距离准则提取初始同名点,最后采用RANSAC算法和多项式拟合迭代法剔除误匹配点以获取最终的匹配结果.试验结果表明,相对于传统的SIFT算法,本文方法通过对异源影像特征点构建核线几何约束和灰度分析进行匹配,可获取更好的匹配效率和精度.