遥感图像配准算法评述

图像配准是众多具体应用的共性核心技术，如图像融合、变化检测等。其在遥感、军事、医学、计算机视觉等众多领域都有广泛的应用。本文具体分析了几种遥感中的配准方法，对图像配准在遥感领域中的技术现状进行了归纳总结，讨论了图像配准在遥感领域中的发展趋势。     

面向海洋应用的无人机遥感图像配准研究

在海洋应用中,大面积水体的同名点匹配相比陆地更加困难,制约了无人机遥感图像的配准精度和收敛速度。本文提出了一种改进算法适用于海洋无人机遥感应用,采用主成分分析（PCA）和水体阈值方法去除水体,获得图像中非水体区域的分块图像,然后利用仿射-尺度不变特征变换算法（ASIFT）进行图像的特征点提取和重叠图像非水体区域的同名点匹配。通过海岛、海岸线的无人机遥感试验结果表明,基于改进算法,在不增加时间开销的情况下,可以增加30%~50%的同名点数量,精度提高约5%~10%。文中方法适应用于海洋无人机遥感的序列图像配准,为海岛、海岸线的遥感监测提供了有效的技术支持。     

基于SIFT算法和马氏距离的无人机遥感图像配准

提出了一种基于SIUF和马氏距离的无人机遥感图像配准方法.该方法首先使用SIUF算法进行特征点的查找和匹配.由于SIFT算法只考虑点的局部特征信息,没有处理匹配后特征点对的几何分布信息.为了提高特征点对的精度,本文使用马氏距离对SIFT算法得到的结果进行再处理得到新的特征点对.最后,利用新的特征点对进行图像配准.较之以往,该方法可以得到更多的、正确的匹配点对.数值试验证明了该方法的有效性和鲁棒性.     

基于MATLAB图像处理工具箱IPT函数的遥感图像配准

遥感图像配准是遥感图像拼接、信息融合的基础,是对遥感图像定量应用和研究的关键环节.MATLAB的图像处理工具箱IPT(Image Processing Toolbox)提供有基于点特征进行图像配准的函数,利用这些函数可以方便快捷地完成图像之间的配准.论文首先对图像配准及基于点特征的遥感图像配准作了详细的介绍,然后对IPT中配准函数的语法格式作了详尽的分析,并对两幅遥感图像进行了配准操作,最后对该方法进行了结论性分析,阐明该方法的应用价值与可改进之处.     

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。     

基于FAST和SURF的遥感图像自动配准方法

提出了基于加速分割检测特征(features from accelerated segment test,FAST)和加速鲁棒性特征(speeded - up robust features,SURF)的遥感图像自动配准方法.首先对参考图像与待配准图像进行HSI变换和高斯金字塔建立;然后检测并提取FAST角点,计算各角点的SURF描述子,用K-D树匹配搜索策略得到2幅图像的匹配点对;再使用最小二乘迭代法剔除错误匹配点并拟合几何变换系数;最后执行几何变换,得到配准后的图像.将该方法分别与基于SURF自动配准方法和ENVI软件中自动获取配准点的方法进行对比实验,结果表明,利用该方法能够获得更多的匹配点对,具有更高的几何配准精度,但在尺度不变性方面略逊于SURF算法.     

利用SIFT和静态小波变换的遥感影像配准方法

本文首先利用静态小波变换对影像进行多层分解,在其低频子影像上利用SIFT提取特征点集;之后,通过统计不同阀值下的匹配点集精度和数量信息,利用多项式拟合的方法自动建立约束条件,并以此约束条件自动校正控制点集以得到数量可观且高精度的控制点集。试验结果表明,该方法是一种有效的遥感影像配准控制点自动提取方法。     

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.     

基于特征点与边界信息的全自动多模态遥感图像配准方法

多模态遥感图像在光谱成分上的巨大差异,导致点特征检测与匹配算法在该类图像配准中的正确匹配率非常低。为了提高尺度不变特征变换和加速鲁棒性特征算法在图像配准时的可靠性和鲁棒性,提出了一种多模态遥感图像配准的新方法。该方法既能利用复杂轮廓中蕴含的几何变换信息弥补点特征在多模态图像配准中的缺点,又能利用点特征所蕴含正确匹配区域的启发性信息克服边界匹配算法的不足。结果表明:该方法能够在完全无人参与的情况下,全自动地实现多模态遥感图像的配准,并且具有较高的稳健性和可信度。     

基于SIFT特征的遥感影像自动配准

遥感影像的自动配准是长期以来一直未能很好解决的一个重要问题。本文将视频图像匹配中获得巨大成功的SIFT（Scale Invariant Feature Transform）特征应用于遥感影像的自动配准问题中，并且针对遥感影像的成像特点，给出了一种具体的特征匹配方法。对航空和航天遥感影像在不同的变形、不同的光照变化和不同的分辨率下进行的大量实验表明，该方法具有稳定、可靠、快速等特点。     

基于无人飞行器遥感的矿区沉陷控制及景观规划研究

空间信息在矿区陆面演变的研究中发挥着重要的作用,但由于矿区特殊的地理地貌特点,传统的空间数据获取方法无法满足;无人机遥感系统方便、快捷,本文探讨了基于无人机遥感系统的矿区空间信息获取及其在矿区沉陷控制与景观规划建设中的应用。     

无人机遥感技术现状与应用

随着测绘科学技术的发展,各行各业对遥感数据的需求日益增加,但遥感数据获取手段相对不足。无人机遥感系统以更低的运营成本、高效灵活的任务安排,自动化和智能化的操作应用成为主要的遥感技术之一。本文对目前国内外无人机遥感的研究现状进行了介绍,在此基础上对无人机遥感关键技术进行了分析。     

无人机近红外遥感初探

针对无人机有效载荷的限制,目前可用于无人机的传感器单一,数据覆盖波段只局限于可见光这一问题,该文着眼于无人机搭载的近红外相机进行遥感应用研究。通过无人机红外数据与对应卫星数据的应用对比,集成对比因子为归一化差值植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI),验证无人机获取近红外数据遥感手段的可靠性,说明了该文提出的无人机红外数据获取方法可用于数据获取以及相应的遥感应用,对未来无人机遥感技术的深入发展提供一定的参考。     

基于压缩感知的遥感影像弹性配准方法

针对遥感影像由于载荷类型、观测角度、地形起伏等内外部因素造成的影像局部几何畸变,而基于全局配准方法制约着影像配准精度的提高,基于像元的弹性配准方法可大幅提升遥感影像的配准精度,但是存在运算效率这一瓶颈等问题,该文利用像元弹性配准参数的稀疏性,提出一种基于压缩感知的弹性配准方法。通过对遥感影像像元梯度幅值响应较强的点进行随机抽样,形成观测样本点集,采用弹性配准局部参数解算模型求解样本点平移参数;通过压缩感知稀疏重构算法重构影像各像元平移参数。实验表明,在配准精度差异较小和一定的参数设置条件下,该方法可显著提高弹性配准运算速度。     

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。     

一种基于角点特征的遥感影像自动配准方法

本文通过对Harris算子进行改进,自适应地提取角点特征,然后基于角点特征进行由粗到精的匹配,完成影像的配准;并利用MODIS影像、TM影像和HJ-1卫星影像3种不同分辨率的遥感影像进行配准实验,结果表明该自动配准方法能够达到亚像素级的配准精度,是一种高精度的影像配准方法。     

不规则量化SIFT的遥感影像匹配

SIFT算法描述子均匀量化局部区域的位置和梯度角,难以有效解决描述子局部几何失真的问题。该文改进SIFT描述子的汇聚策略,将描述区域不规则分割(位置量化)与梯度角方向柱递减(方向量化)相结合,提高特征描述子抵抗局部几何失真的能力。将本文算法与原SIFT描述子进行比较,使用不同条件的遥感影像对测试,从匹配点对数量、时间耗损和稳定性等方面进行对比试验,验证了不规则量化描述子有较强的独特性和鲁棒性。     

基于图像匹配的机载遥感影像质量自动检查方法研究

航空遥感平台和技术的发展,促进了航空遥感影像在基础地理信息获取、国土监测、环境监测、应急救灾等各个领域中的应用。同时,航空遥感系统对飞行环境、气候气象反应较为灵敏,遥感影像质量的检查十分重要。本文系统地阐述了航空遥感影像质量中旋转角、航向重叠率、旁向重叠率、航带生成等参数的计算理论与方法,该方法是适应数字遥感影像的现状上提出的,并且通过自行开发的系统对算法的可行性和有效性进行验证。本文利用2009年6月机载遥感系统拍摄的1400多张影像进行实验。实验结果表明技术方法、软件系统都较为有效,达到机载遥感影像质量自动检查要求。     

无人机与卫星影像的叶面积指数遥感反演研究

针对卫星遥感影像获取的叶面积指数精度较低的问题,该文结合无人机低空航拍影像和卫星影像,基于最小二乘法建立了一种叶面积指数遥感反演方法,并与卫星影像像元二分模型进行了比较。结果表明:从单一植被类型到整体植被叶面积指数的反演,新方法均优于卫星影像的像元二分法,两者整体相对误差分别为27%和35%。4种植被类型中,草本植物对模型的反演精度影响较大,两者相对误差分别为32%和56%。使用该方法准确计算了长汀县相关区域叶面积指数分布,与他人结果一致。该方法提高了卫星遥感影像获取叶面积指数的精度,为大面积高精度估算区域植被提供了一种方法。